第13章例题.docVIP

  1. 1、本文档共9页,可阅读全部内容。
  2. 2、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
  3. 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载
  4. 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
  5. 5、该文档为VIP文档,如果想要下载,成为VIP会员后,下载免费。
  6. 6、成为VIP后,下载本文档将扣除1次下载权益。下载后,不支持退款、换文档。如有疑问请联系我们
  7. 7、成为VIP后,您将拥有八大权益,权益包括:VIP文档下载权益、阅读免打扰、文档格式转换、高级专利检索、专属身份标志、高级客服、多端互通、版权登记。
  8. 8、VIP文档为合作方或网友上传,每下载1次, 网站将根据用户上传文档的质量评分、类型等,对文档贡献者给予高额补贴、流量扶持。如果你也想贡献VIP文档。上传文档
查看更多
第13章例题.doc

第十三章 电磁感应 电磁场 例题 -1 如图所示,在通有电流为I=I0+kt(I0、k皆为正的恒量,t为时间)的长直导线近旁有一等腰直角三角形线框MNP,两者共面,MN与直导线平行,且相距为a,三角形的直角边的长也是a。求线框中感应电动势的大小和方向。13-1.swf因为,长直电流所激发的磁场是非均匀磁场。能够正确求解本题的关键,首先是正确求出穿过三角形线框MNP的磁通量。   第一步:在三角形线框上选择一个面积元,并求出穿过该面积元的磁通量;   第二步:通过积分求出穿过三角形线框MNP的总磁通量;   第三步:利用法拉第电磁感应定律求线框中的磁感应电动势;   第四步:判断感应电动势的方向 解沿线框选定回路的顺时针绕向,按右手螺旋定则,回路所包围面积的法线方向垂直屏面向里,建立坐标如图所示的直角坐标系Oxy,则NP边满足的方程为y=2,x处的磁场强度为B=μ0I/(2πx) ,方向垂直纸面向里。取如图所示的面积元dS(阴影部分),则通过面积元dS的磁通量为 穿过直角三角形所包围面积的总磁通量为 由法拉第电磁感应定律得线框内的感应电动势为 因为i0 , 所以i 的方向与回路绕行方向相反,即沿逆时针方向。 当线框由N匝导线组成时,每匝线圈上都会产生感应电动势,因此线圈的总感应电动势为 例题 -2 如图所示的空间区域内有均匀磁场分布,现有一半圆形线圈,可绕垂直于画面并通过圆心O的轴,以匀角速度 ω作逆时针方向的转动。起始时刻线圈的位置如图所示,试求感应电动势的大小和方向。 13-2.swf解法一:用法拉第电磁感应定律求解   首先,沿线圈作一半圆形回路,选顺时针方向为回路正绕向,则回路的面法线正方向垂直于画面向里,与磁场B 同向。   下面分两种情况来求解 1.当0θπ时,穿过线圈的磁通量为 13-2-1.swf   由法拉第电磁感应定律有 其中负号说明0,为逆时针方向,与回路绕行方向相反。2.当πθπ时,穿过线圈的磁通量为 13-2-2.swf 式中0,说明此时为顺时针方向,与回路绕行方向相同。解法二:用动生电动势方法求解L(v×B)·dl 线圈以角速度ω转入磁场的过程中,线圈上只有直线部分在磁场中切割磁感线,其上有动生电动势。但由于直线的运动是绕O点转动,故直线上各点的线速度v不同,电动势的分布也不同。 在进入磁场的直线部分取一小线元 d l =-dr,如图所示,且 vB,即θ=90?;dr与vB反方向,γ=180? ,则其上的电动势为dE =(v×B)·dl = -vBdr = - ωrBdr 负号说明电动势的方向与矢径的方向相反,指向圆心O点。当0θπ时,线圈转入磁场,电动势方向为逆时针方向。当 πθπ时,线圈转出磁场,电动势方向为顺时针方向。例题 -3 一长直导线通有5.0安培直流电流,旁边有一个与它共面的矩形线圈,长a=20cm,宽b=10cm;线圈共有N=1000匝,以v=3.0m?s-1的速度离开直导线。求线圈里的感应电动势的大小和方向。13-3-1.swf本题是典型的动生电动势问题。由于I为稳恒电流,所以它在空间各点所产生的磁场亦是稳恒的,即B不随时间而变。然而当矩形线圈ABCD运动时,不同时刻通过线圈之磁通发生变化,故有感应电动势。   本题可以分别用两种方法解之。取坐标如图,并假定线框的电阻很大,自感电动势可略(由于匝数很多,此假定可以成立的)。   以线圈在动画所示的起始位置(x=0处)为计时起点。解法一:用法拉第电磁感应定律计算。   设矩形线框经过时间t之后,到达图示位置。选矩形线框面法线方向与B同向。13-3-2.swf取面积元,距长直导线之距离为x,由于该面积元取得足够小,可以认为面积元的B是均匀的,其值为 ,通过面积元的磁通量 此时通过线框之总磁通量    由法拉第电磁感应定律知,线框之感应电动势为   上述结果 0,说明线框中感应电动势方向为顺时针方向。解法二   用动生电动式方法计算。   在线框运动过程中,不切割磁感线,故无动生感应电动势两段切割磁感线,所以有动生电动势。   当线框离开长直载流导线时,AB段与直导线的距离为,AB段的感应电动势为 ,方向为→A 同样,CD段的感应电动势为 ,方向为→D 总电动势为              线框内磁感应电动势的方向:顺时针方向。   比较以上两种解法,显然,对于这种磁场不变的线框运动,用切割磁感应线的解法比较方便。例题 如图所示,一截面为矩形的螺绕环,其几何尺寸如图,总匝数为N。13-4.swf求它的自感系数; 当N=100匝,a=5.0cm,b=10cm,h=1.0cm时,自感为多少? 假

文档评论(0)

wwvfz702 + 关注
实名认证
文档贡献者

该用户很懒,什么也没介绍

1亿VIP精品文档

相关文档