技校电工学第五版第二章磁场与电磁感应.doc

第二章 磁场与电磁感应
§2-1 磁场
一、填空题（将正确答案填写在横线上）．
1．当两个磁极相互靠近时，它们之间会产生相互作用的力：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。
2．磁体周围的空间中存在着一种特殊的物质—磁场。
3．磁感线的方向定义为：在磁体外部由N极指向S极，在磁体内部由S极指向N极。磁感线是闭合曲线。磁感线上任意一点的切线方向，就是该点磁场的方向。
4．在磁场的某一区域里，如果磁感线是一些方向相同分布均匀的平行直线，这一区域称为均匀磁场。
5．磁场中某一平面上所通过磁感线的数量称为磁通量，简称磁通，用符号Φ表示，磁通的单位是韦伯（Wb），简称韦。描述磁场中各点磁场强弱和方向的物理量叫做磁感应强度，用符号B示，单位为特斯拉（T）。
6．通常把通电导体在磁场中受到的力称为电磁力，通电直导体在磁场内的受力方向可用左手定则来判断。
7．把一段通电导线放入磁场中，当电流方向与磁场方向垂直时，导线所受到的电磁力最大；当电流方向与磁场方向平行时，导线所受的电磁力最小。
8．在均匀磁场中放入一个线圈，当给线圈通人电流时，它就会旋转，当线圈平面与磁感线平行时，线圈所产生转矩最大，当线圈平面与磁感线垂直时，转矩为0。
一、选择题（将正确答案的序号填写在括号内）
1．条形磁铁中，磁性最强的部位在(B)。
A．中间 B．两极 C．整体
2．磁感线上任一点的(B)方向，就是该点的磁场方向。
A．指向N极 B．切线 C．直线
3．通电矩形线圈，将其用线吊住并放入磁场，线圈平面垂直于磁场，线圈将(C)o
A．转动 B．向左或向右移动 C．不动
4．如图2-1所示，通电导体向下运动的是(C)。

三、简答题
1．如图2-2所示，A、B是两个用细线悬着的闭合铝环，当合上开关S的瞬间，分析这两个铝环如何运动，并说明理由。

答：A环向左，B环向右。因为S闭合瞬间，通过A、B环的磁通变大，根据楞次定律，为了阻碍磁通的增大，A环向左，B环向右。
2．判断如图2-3中电流磁场的方向，在图上标出。

答：A图上为S极，下为N极。B图左为S极，右为N极
3．判断图2-4中电源的正极和负极，在图上标出。

答：电源左负右正。
4．判断图2-5中，导体所受的电磁力的方向，在图上标出。

答：a图向左；b图线圈逆时针旋转；c图与导线垂直向左上；d图与磁感应线垂直向左上。
四、计算题
如图2-6所示，在磁感应强度大小为B的磁场中垂直于磁场方向放置1根长为5m的载流直导体，导体中的电流为2A，测得受到的电磁力为2N，试求：
(1)磁感应强度B；
(2)标出电磁力的方向；
(3)若通入导体的电流为O，则导体受到的电磁力为多少？该区域的磁感应强度为多少？

解：（1）F=BIL B=F/IL=2/(2×5)=0.2（T）
（2）电磁力垂直向上。
（3）I=0 F=0 B=0.2T
§2—2 电磁感应
一、填空题（将正确答案填写在横线上）
1．利用磁场产生电流的现象称为电磁感应现象，产生的电流称为感应电流，产生感应电流的电动势称为感应电动势。
2．楞次定律的内容是感应电流产生的磁通总是阻碍引起感应电流的磁通的变化，当线圈中磁通增加时，感应磁场的方向与原磁通的方向相反；当线圈中的磁通减少时，感应磁场的方向与原磁通方向相同。
3．在电磁感应中，用楞次定律判别感应电动势的方向；用法拉第电磁感应定律计算感应电动势的大小，其表达式为。
4．当直导体的运动方向与磁感线垂直时，导体中的感应电动势最大；当直导体的运动方向与磁感线平行时，导体中感应电动势为0。
二、判断题（正确的，在括号内画√；错误的，在括号内画×）
1．当磁通发生变化时，导线或线圈中就会有感应电流产生。(×)
2．通过线圈中的磁通越大，产生的感应电动势就越大。(×)
3．感应电流产生的磁通总是与原磁通的方向相反。(×)
4．左手定律既可以判断通电导体的受力方向，又可以判断直导体的感应电流方向。(×)
*5．直导线在磁场中运动一定会产生感应电动势。(×)
*6．在电磁感应中，感应电流和感应电动势是同时存在的；没有感应电流，也就没有感应电动势。(×)
三、选择题（将正确答案的序号填写在括号内）
1．法拉第电磁感应定律可以这样表述：闭合电路中感应电动势的大小(A)。
A．与穿过这一闭合电路的磁通变化率成正比
B．与穿过这一闭合电路的磁通成正比
C．与穿过这一闭合电路的磁感应强度成正比
D．与穿过这一闭合电路的磁通变化量成正比
2．运动导体在切割磁感应线而产生最大感应电动势时，导体与磁感应线的夹角为(C)。
A．O° B．45° C．90°
3．与电磁感应电动势大小有关的物理量是(A)。
A．在磁场中的导线长度 B．在磁场中导线的截面积
C．导线总长 D．电阻
四、简答题
1．如图2—7所示，导体或线圈在均匀磁场中按图示方向运动，是否会产生感应电动势？如产生，其方向如何？

答：A图产生感应电动势，方向由下向上；B图不产生感应电动势；C图产生感应电动势，方向由a向o。
2．图2-8所示，将一条形磁铁插入或拔出线圈，试标出电阻R上的电流方向。

答：A图向上；B图向下；C图向下；D图向上。
五、计算题
1．将线圈垂直置于变化磁场中，已知该磁场的磁感应强度变化率为0.5T/s，线圈的截面积为25cm2，求线圈中产生的感应电动势。
解：

2．如图2-9所示，已知导体AB在外力F作用下，在均匀磁场中做匀速运动，若B=0.5T，导体有效长度L=20cm，其电阻R0=2Ω，运动速度v=15m/s，负载电阻R=18Ω，试求导体AB中的感应电动势和电流及负载两端的电压。

解：E=BLv=0.5×0.2×15=1.5(V)
I=E/(R+r)=1.5/(18+2)=0.075(A)
U=IR=0.075×18=1.35(V)
§2-3 自感和互感
一、填空题（将正确答案填写在横线上）
1．产生自感现象的原因是线圈本身的电流发生变化，自感电动势用符号eL表示，自感电流用符号iL表示。
2．由于一个线圈中的电流产生变化而在另一个线圈中产生电磁感应的现象叫做互感现象。
3.当两个线圈相互平行时，互感系数最大，当两个线圈相互垂直时，互感系数最小。互感系数最大的情况也称全耦合。
4．由于线圈的绕向一致而产生感应电动势极性相同的端子叫做同名端。
5．有铁心的线圈，其电感要比空心线圈的电感大。
二、判断题（正确的，在括号内画√；错误的，在括号内画×）
1．线圈中的电流变化越快，则其自感系数就越大。(×)
2．自感电动势的大小与线圈的电流变化率成正比。(√)
3．空心线圈插入铁心后电感变小。(×)
4．当结构一定时，铁心线圈的电感是一个常数。(×)
三、选择题（将正确答案的序号填写在括号内）
1．当线圈中通入(B)时，就会引起自感现象。
A．不变的电流 B．变化的电流 C．电流
2．线圈中产生的自感电动势总是(C)。
A．与线圈内的原电流方向相同 B．与线圈内的原电流方向相反
C．阻碍线圈内原电流的变化 D．上面三种说法都不正确
四、简答题
1．电路如图2-10所示，试标出当滑动变阻器中间触头向右滑动时，A、B线圈中感应电流的方向。

答：由于原磁场增大，所以a中感应电流有电流表的右进左出；b中的感应电流有电流表的右进左出。
2．如图2-11所示为半导体收音机磁性线圈Ll,L2及再生线圈L3。试根据图示线圈的绕法标出它们的同名端。

答：1、3、5（或2、4、6）为同名端。
五、计算题
1．在0.Ols内，通过一个线圈的电流由0.2A增加到0.4A，线圈产生5V的自感电动势，求：
(1)线圈的自感系数L是多大？
(2)如果通过该线圈的电流在0.05s内由0.5A增加到1A，产生的自感电动势又是多大？
解:（1） 所以
（2）

2．电感L=500mH的线圈，忽略其电阻，设在某一瞬间通过线圈的电流每秒增加5A，此时线圈两端的电压是多少？
解：