法拉第電磁感應(yīng)定律及應(yīng)用一

1、 電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用（一）知識(shí)點(diǎn)1、感生電動(dòng)勢(shì)例題1、一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直紙面，規(guī)定向里的方向?yàn)檎?。在磁?chǎng)中有一細(xì)金屬圓環(huán)，線圈平面位于紙面內(nèi)，如圖甲所示。現(xiàn)令磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化，先按圖乙中所示的Oa圖象變化，后來又按圖象bc和cd變化，令E1、E2、E3分別表示這三段變化過程中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，I1，I2，I3分別表示對(duì)應(yīng)的感應(yīng)電流，則（ BD ）AE1>E2，I1沿逆時(shí)針方向，I2沿順時(shí)針方向 BE1<E2，I1沿逆時(shí)針方向，I2沿順時(shí)針方向CE1<E2，I2沿順時(shí)針方向，I3沿逆時(shí)針方向 DE2=E3，I2沿順時(shí)針方向，I3沿順時(shí)針方向例題2.如圖，線圈內(nèi)有理

2、想邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增加時(shí)，有一帶電微粒靜止于水平放置的平行板電容器中間，若線圈的匝數(shù)為n ,粒子的質(zhì)量為m，帶電量為q，線圈面積為s，平行板電容器兩板間的距離為d，求磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率。例題3、如圖18（a）所示，一個(gè)電阻值為R，匝數(shù)為的圓形金屬線圈與阻值為2R的電阻R1連接成閉合回路。線圈的半徑為r1。在線圈中半徑為r2的圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直于線圈平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖線如圖18（b）所示。圖線與橫、縱軸的截距分別為t0和B0。導(dǎo)線的電阻不計(jì)。求0至t1時(shí)間內(nèi)（1）通過電阻R1上的電流大小和方向；（2）通過電阻R1上的電量q及電阻R1上產(chǎn)生的熱量。

3、baBL1L2（1），電流由b向a通過（2）練習(xí)、如圖所示，U形導(dǎo)線框固定在水平面上，右端放有質(zhì)量為m的金屬棒ab，ab與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，它們圍成的矩形邊長(zhǎng)分別為L(zhǎng)1、L2，回路的總電阻為R。從t=0時(shí)刻起，在豎直向上方向加一個(gè)隨時(shí)間均勻變化的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B=kt，（k>0）那么在t為多大時(shí)，金屬棒開始移動(dòng)？知識(shí)點(diǎn)2、動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)例題如圖所示，空間存在兩個(gè)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為，方向相反且垂直紙面，、為其邊界，OO為其對(duì)稱軸。一導(dǎo)線折成邊長(zhǎng)為的正方形閉合回路，回路在紙面內(nèi)以恒定速度向右運(yùn)動(dòng)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)到關(guān)于OO對(duì)稱的位置時(shí)( ACD )A穿過回路的磁通量為零 B回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為2BC

4、回路中感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針方向 D回路中邊與邊所受安培力方向相同練習(xí)1、如圖，電阻r5的金屬棒ab放在水平光滑平行導(dǎo)軌PQMN上（導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)），ab棒與導(dǎo)軌垂直放置，導(dǎo)軌間間距L30cm，導(dǎo)軌上接有一電阻R10，整個(gè)導(dǎo)軌置于豎直向下的磁感強(qiáng)度B0.1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，其余電阻均不計(jì)。現(xiàn)使ab棒以速度v2.0m/s向右作勻速直線運(yùn)動(dòng)，試求：（1）ab棒中的電流方向及ab棒兩端的電壓Uab；（2）ab棒所受的安培力大小Fab和方向。練習(xí)2如圖所示，平行于y軸的導(dǎo)體棒以速度v向右勻速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過半徑為R、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，導(dǎo)體棒中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與導(dǎo)體棒位置x關(guān)系的圖像是( A )知識(shí)

5、點(diǎn)3、動(dòng)生中的圖像描繪例題、勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度 B=0.2 T，磁場(chǎng)寬度L=3rn，一正方形金屬框邊長(zhǎng)ab=1m，每邊電阻r=0.2，金屬框以v=10m/s的速度勻速穿過磁場(chǎng)區(qū)，其平面始終保持與磁感線方向垂直，如圖所示，求：（1）畫出金屬框穿過磁場(chǎng)區(qū)的過程中，金屬框內(nèi)感應(yīng)電流的I-t圖線（2）畫出ab兩端電壓的U-t圖線練習(xí)如圖（a）所示，水平放置的兩根平行金屬導(dǎo)軌，間距L=0.3m導(dǎo)軌左端連接R0.6的電阻，區(qū)域abcd內(nèi)存在垂直于導(dǎo)軌平面B=0.6T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)區(qū)域?qū)扗=0.2 m細(xì)金屬棒A1和A2用長(zhǎng)為2D=0.4m的輕質(zhì)絕緣桿連接，放置在導(dǎo)軌平面上，并與導(dǎo)軌垂直，每根金屬棒在導(dǎo)軌間

6、的電阻均為t=0.3 ,導(dǎo)軌電阻不計(jì)，使金屬棒以恒定速度r=1.0 m/s沿導(dǎo)軌向右穿越磁場(chǎng)，計(jì)算從金屬棒A1進(jìn)入磁場(chǎng)（t=0）到A2離開磁場(chǎng)的時(shí)間內(nèi)，不同時(shí)間段通過電阻R的電流強(qiáng)度，并在圖（b）中畫出（00.2s） （0.20.4s）E=0, I2=0 （0.40.6s） I3=0.12A知識(shí)點(diǎn)4、電磁感應(yīng)中的圖像問題例題1、如圖所示，LOOL為一折線，它所形成的兩個(gè)角LOO和OOL均為450。折線的右邊有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其方向垂直O(jiān)O的方向以速度v做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在t=0時(shí)刻恰好位于圖中所示的位置。以逆時(shí)針方向?yàn)閷?dǎo)線框中電流的正方向，在下面四幅圖中能夠正確表示電流時(shí)間（It）關(guān)系的是（時(shí)間以l

7、/v為單位）（ ）例題2.如圖，EOF和為空間一勻強(qiáng)磁場(chǎng)的邊界，其中EO，F(xiàn)O，且EOOF；為EOF的角平分線，間的距離為l；磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里。一邊長(zhǎng)為l的正方形導(dǎo)線框沿方向勻速通過磁場(chǎng)，t=0時(shí)刻恰好位于圖示位置。規(guī)定導(dǎo)線框中感應(yīng)電流沿逆時(shí)針方向時(shí)為正，則感應(yīng)電流i與實(shí)踐t的關(guān)系圖線可能正確的是練習(xí)1.圖中兩條平行虛線之間存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，虛線同的距離為l，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里abcd是位于紙面內(nèi)的梯形線圈，ad與bc間的距離也為lt=0時(shí)刻，bc邊與場(chǎng)區(qū)域邊界重合(如圖)，現(xiàn)令線圈以恒定的速度v，沿垂直于磁場(chǎng)區(qū)域邊界的方向穿過磁場(chǎng)區(qū)域取沿abcda的感應(yīng)電流為正，則在線圈穿越磁場(chǎng)區(qū)域的過

8、程中，感應(yīng)電流I隨時(shí)間t變化的圖線可能是（ ）adcbltItItItIA .B .D .C .練習(xí)2.如圖，一有界區(qū)域內(nèi)，存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為，方向分別垂直于光滑水平桌面向下和向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)寬度均為，邊長(zhǎng)為的正方形框的邊緊靠磁場(chǎng)邊緣置于桌面上，使線框從靜止開始沿軸正方向勻加速通過磁場(chǎng)區(qū)域，若以逆時(shí)針方向?yàn)殡娏鞯恼较颍芊从尘€框中感應(yīng)電流變化規(guī)律的是圖( A )知識(shí)點(diǎn)5、自感現(xiàn)象例題1. 如圖所示，電阻R和電感線圈L的值都較大，電感線圈的電阻不計(jì)，A、B是兩只完全相同的燈泡，當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)，下面能發(fā)生的情況是（ D ）AB比A先亮，然后B熄滅 BA比B先亮，然后A熄滅CA、B一起亮

9、，然后A熄滅 DA、B一起亮，然后B熄滅例題2.如圖所示的電路中，電源的電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻為r,電感L的電阻不計(jì)，電阻R的阻值大于燈泡D的阻值，在t=0時(shí)刻閉合開關(guān)S，經(jīng)過一段時(shí)間后，在t=t1時(shí)刻斷開S,下列表示A、B兩點(diǎn)間電壓UAB隨時(shí)間t變化的圖像中，正確的是( B )練習(xí)、如圖所示的電路中，A1和A2是完全相同的燈泡，線圈L的電阻可以忽略不計(jì)，下列說法中正確的是（ AD ）A合上開關(guān)S接通電路時(shí)，A2先亮A1后亮，最后一樣亮B合上開關(guān)S接通電路時(shí)，A1和A2始終一樣亮C斷開開關(guān)S切斷電路時(shí)，A2立即熄滅，A1過一會(huì)熄滅D斷開開關(guān)S切斷電路時(shí)，A1和A2都要過一會(huì)才熄滅習(xí)題：1.如圖所示，

10、兩個(gè)端面半徑同為R的圓柱形鐵芯同軸水平放置，相對(duì)的端面之間有一縫隙，鐵芯上繞導(dǎo)線并與電源連接，在縫隙中形成一勻強(qiáng)磁場(chǎng).一銅質(zhì)細(xì)直棒ab水平置于縫隙中，且與圓柱軸線等高、垂直.讓銅棒從靜止開始自由下落，銅棒下落距離為0.2R時(shí)銅棒中電動(dòng)勢(shì)大小為，下落距離為0.8R時(shí)電動(dòng)勢(shì)大小為，忽略渦流損耗和邊緣效應(yīng).關(guān)于、的大小和銅棒離開磁場(chǎng)前兩端的極性，下列判斷正確的是( D ) A、>，a端為正 B、>，b端為正 C、<，a端為正 D、<，b端為正2如圖，一直導(dǎo)體棒質(zhì)量為m、長(zhǎng)為l、電阻為r，其兩端放在位于水平面內(nèi)間距也為l的光滑平行導(dǎo)軌上，并與之密接；棒左側(cè)兩導(dǎo)軌之間連接一可控制的負(fù)載電阻（圖中未