【正文】
v A B a I dr r v?a b )(tI解: [例 ] 如圖,真空中一長直導(dǎo)線通有電流 , 有一帶滑動邊的矩形導(dǎo)線框與其平行共面,二者相距 a, 滑動邊長為 b, 以勻速 滑動,并設(shè)開始時(shí)滑動邊與對邊全重合。 求:任意時(shí)刻 t 在矩形線框內(nèi)的感應(yīng)電動勢 ? 并討論 ? 的方向。 tItI ??? e)( 0v?建立坐標(biāo) xOy, 取陰影面積元 dS, 設(shè)回路 L 順時(shí)針為正方向 SB dd m ?FO x y dS 其中 yIBπ20?? yvtyxS ddd ??t 時(shí)刻,矩形線框內(nèi)的磁通量 Fm(t) ? ? ?? S SBt dmFyxyIbaa dπ2 0? ?? ?abaxI ?? lnπ20??????? ??????? ????? txIxtIa bat ddddlnπ2dd 0m ?F?? ? vtIa ba t ?? ? ??????? ??? ? 1elnπ2 00? ? a batvI t ??? ? ln1eπ2 00 ??? ?? 的方向 ? 1?t? ? 為順時(shí)針方向 [左圖 ] [右圖 ] ? 為逆時(shí)針方向 1t?v?a b )(tIO x y ??abaxI ?? lnπ20m?Fv?a b )(tIO x y ??[例 ] 一長圓柱狀磁場 , 磁場方向沿軸線并垂直圖面向里 , 如圖所示 。 磁場大小既隨到軸線的距離 r 成正比 , 又隨時(shí)間 t 作正弦變化 , 即: B = B0rsinwt, B0 和 w 均為常量 。 若在磁場內(nèi)放一半徑為 R 的金屬圓環(huán) , 環(huán)心在圓柱狀磁場的軸線上 ,求金屬環(huán)中的感應(yīng)電動勢 。 解 ?R0?? S SB ?F c o sdmtRB ws in3π2 30?tdd mF? ?? tRB ww co s3π2 30??R ?mF ?trB wsin0 rrdπ2r dr [例 ] 兩個(gè)半徑分別為 R 和 r 的同軸圓形線圈相距 x,兩線圈平面平行,且 R r,如圖所示。若大線圈通有電流 I,線圈匝數(shù)為 N1,而小線圈未通電流,線圈匝數(shù)為 N2。當(dāng)小線圈沿 x 軸正向以速度 v 運(yùn)動到 x R 的區(qū)域時(shí),試求小線圈回路中所產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢隨 x 變化的關(guān)系。 vxIRNNrt 4221202π3dd ?Y? ???x R ixIRNB ?2 3201???22 π rBN?YR r 選擇回路正繞行方向?yàn)榕c x 軸正向成右手螺旋關(guān)系, 與 x 軸正向成右手螺旋關(guān)系。 解 x r I R xv [例 ] 如圖所示,在馬蹄形磁鐵的中間 A 點(diǎn)處放置一半徑 r = 1 cm、匝數(shù) N = 10 匝、電阻 R = 10 ? 的小線圈,且線圈平面法線平行于 A 點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度。今將此線圈移到足夠遠(yuǎn)處,在這期間若線圈中流過的總電量 Q = p 106 C, 試求 A 點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度。 解 始末磁鏈為 Rq21 FF ??可得 N S F1 = NBp r2 = RQ 由公式 F1 = NBp r2, F2 = 0 所以 T10π 22 ??? rN RQBA 練習(xí)題 1. 在磁感應(yīng)強(qiáng)度為 的均勻磁場中,作一半徑為 r 的半球面 S。 S 邊線所在平面的法線方向單位矢量 與 的夾角為 a。則通過 半球面 S 的 磁通 量 Fm = 。 通過 封閉曲面的 磁 通 量 Fm = 。 B?B?n?ea s B?n?e2. 磁場中某點(diǎn)處的 磁感應(yīng)強(qiáng)度 ,一電子以速度 通過該點(diǎn),則作用于該電子的洛侖茲力 。 (T ) jiB ????F?(m / s ) ?1010?105 55 jiv ?????4. 真空中穩(wěn)恒電流 I 流過兩個(gè)分別半徑為 R R2 的同心半圓形導(dǎo)線,兩半圓形導(dǎo)線間由沿直徑的直導(dǎo)線連接,電流沿直導(dǎo)線流入。如果兩個(gè)半圓面正交,圓心 O 點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度 的大小為 , 的方向與 y 軸的夾角為 。 3. 將同樣的幾根導(dǎo)線焊成立方體,并在其頂角 A、 B 上接上電源,則立方體框架中的電流在其中心處所產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度等于 ______ 。 A B O B?B? x z O y I I 5. 用均勻細(xì)金屬絲構(gòu)成一半徑為 R 的圓環(huán),電流 I 由導(dǎo)線 CA 流入圓環(huán) A 點(diǎn),而后由圓環(huán) B 點(diǎn)流出,進(jìn)入導(dǎo)線 BD。設(shè)導(dǎo)線 CA和導(dǎo)線 BD 與圓環(huán)共面,則環(huán)心 O 處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 ,方向 。 O A C B D ? 作業(yè) : 919, 922, 930, 93