法拉第電磁感應(yīng)定律及圖像

A．向右勻速運動B．向左加速運動C．向右減速運動D．向右加速運動（楞次定律的應(yīng)用）如圖所示，在勻強(qiáng)磁場中放有平行銅導(dǎo)軌，它與大導(dǎo)線圈M相連接，要使小導(dǎo)線圈各處受到指向圓心的力，則放在導(dǎo)軌中的裸金屬棒ab的運動情況是（兩導(dǎo)線圈共面位置）（

）

2．電阻R、電容C與一線圈連成閉合回路，條形磁鐵靜止于線圈的正上方，N極朝下，如圖9－1－4所示。現(xiàn)使磁鐵開始自由下落，在N極接近線圈上端的過程中，流過R的電流方向和電容器極板的帶電情況是(

)A．從a到b，上極板帶正電B．從a到b，下極板帶正電C．從b到a，上極板帶正電D．從b到a，下極板帶正電D

四、自感現(xiàn)象(阻礙I的變化)1、自感：線圈自身的電流發(fā)生變化時，線圈的本身就會感應(yīng)出感電動勢的現(xiàn)象。2、自感電動勢：①大?。篍=NΔφ/ΔtE=LΔI/Δt

L——自感系數(shù)，大小由線圈本身性質(zhì)決定，亨利（H）②方向：總是阻礙導(dǎo)體中原來電流的變化。3、類別①通電自感①斷電自感P172

4．渦流：當(dāng)線圈中的電流發(fā)生變化時，在它附近的任何導(dǎo)體中都會產(chǎn)生

，這種電流像水的漩渦所以叫渦流．感應(yīng)電流

第2講法拉第電磁感應(yīng)定律1．感應(yīng)電動勢方向判斷：感應(yīng)電動勢的方向用

或

判斷2．法拉第電磁感應(yīng)定律公式：

.3.電磁感應(yīng)中計算通過導(dǎo)線橫截面的電荷量一定要用

電流乘以時間．即由

.

楞次定律右手定則平均

q＝基本概念和公式DCBlvBlvθBvBv7、如圖所示，水平放置的U形框架上接一個阻值為R0的電阻，放在垂直紙面向里的、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場中，一個半徑為L、質(zhì)量為m的半圓形硬導(dǎo)體AC在水平向右的恒定拉力F作用下，由靜止開始運動距離d后速度達(dá)到v，半圓形硬導(dǎo)體AC的電阻為r，其余電阻不計．下列說法正確的是

(

)．

BD

如圖，在方向豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，沿水平面固定一個V字型金屬框架CAD，已知∠A=θ，導(dǎo)體棒EF在框架上從A點開始在外力作用下，沿垂直EF方向以速度v勻速向右平移，使導(dǎo)體棒和框架始終構(gòu)成等腰三角形回路．已知框架和導(dǎo)體棒的材料和橫截面積均相同，其單位長度的電阻均為R，框架和導(dǎo)體棒均足夠長，導(dǎo)體棒運動中始終與磁場方向垂直，且與框架接觸良好．關(guān)于回路中的電流I和消耗的電功率P隨時間t變化關(guān)系的下列四個圖象中可能正確的是（）AD轉(zhuǎn)動切割產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢Bωl導(dǎo)體切割磁感線時產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的計算（2014全國，25）半徑分別為r和2r的同心圓形導(dǎo)軌固定在同一水平面上，一長為r，質(zhì)量為m且質(zhì)量分布均勻的直導(dǎo)體棒AB置于圓導(dǎo)軌上面，BA的延長線通過圓導(dǎo)軌的中心O，裝置的俯視圖如圖所示；整個裝置位于一勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B，方向豎直向下；在內(nèi)圓導(dǎo)軌的C點和外圓導(dǎo)軌的D點之間接有一阻值為R的電阻（圖中未畫出）。直導(dǎo)體棒在水平外力作用下以角速度ω繞O逆時針勻速轉(zhuǎn)動，在轉(zhuǎn)動過程中始終與導(dǎo)軌保持良好接觸。設(shè)導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌之間的動摩擦因數(shù)為μ，導(dǎo)體棒和導(dǎo)軌的電阻均可忽略，重力加速度大小為g，求：（1）通過電阻R的感應(yīng)電流的方向和大??；

（2）外力的功率。（2012浙江，25）為了提高自行車夜間行駛的安全性，小明同學(xué)設(shè)計了一種“閃爍”裝置，如圖所示，自行車后輪由半徑r1=5.0╳10-2m的金屬內(nèi)圈、半徑r2=0.40m的金屬內(nèi)圈和絕緣輻條構(gòu)成。后輪的內(nèi)、外圈之間等間隔地接有4根金屬條，每根金屬條的中間均串聯(lián)有一電阻值為R的小燈泡。在支架上裝有磁鐵，形成了磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.10T、方向垂直紙面向外的“扇形”勻強(qiáng)磁場，其內(nèi)半徑為r1、外半徑為r2、張角θ=π/6。后輪以角速度ω="2π"rad/s相對于轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動。若不計其它電阻，忽略磁場的邊緣效應(yīng)。（1）當(dāng)金屬條ab進(jìn)入“扇形”

磁場時，求感應(yīng)電動勢E，并指出ab上的電流方向；（2）當(dāng)金屬條ab進(jìn)入“扇形”

磁場時，畫出“閃爍”裝置的電路圖；（3）從金屬條ab進(jìn)入“扇形”

磁場開始，經(jīng)計算畫出輪子轉(zhuǎn)一圈過程中，內(nèi)圈與外圈之間電勢差Uab-t圖象；（4）若選擇的是“1.5V、0.3A”的小燈泡，該“閃爍”裝置能否正常工作？有同學(xué)提出，通過改變磁感應(yīng)強(qiáng)度B、后輪外圈半徑r2、角速度ω和張角θ等物理量的大小，優(yōu)化前同學(xué)的設(shè)計方案，請給出你的評價。（2014浙江理綜）其同學(xué)設(shè)計一個發(fā)電測速裝置，工作原理如圖所示。一個半徑為R=0.1m的圓形金屬導(dǎo)軌固定在豎直平面上，一根長為R的金屬棒OA，A端與導(dǎo)軌接觸良好，O端固定在圓心處的轉(zhuǎn)軸上。轉(zhuǎn)軸的左端有一個半徑為r=R/3的圓盤，圓盤和金屬棒能隨轉(zhuǎn)軸一起轉(zhuǎn)動。圓盤上繞有不可伸長的細(xì)線，下端掛著一個質(zhì)量為m=0.5kg的鋁塊。在金屬導(dǎo)軌區(qū)域內(nèi)存在垂直于導(dǎo)軌平面向右的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T。a點與導(dǎo)軌相連，b點通過電刷與O端相連。測量a、b兩點間的電勢差U可算得鋁塊速度。鋁塊由靜止釋放，下落h=0.3m時，測得U=0.15V。（細(xì)線與圓盤間沒有滑動國，金屬棒、導(dǎo)軌、導(dǎo)線及電刷的電阻均不計，重力加速度g=10m/s2）

試題分析:（1）根據(jù)右手定則可判斷a點為電源的正極，故a點相接的是電壓表的“正極”

（2）由電磁感應(yīng)定律得

聯(lián)立解得v="2"m/s

（3）根據(jù)能量守恒得：(2014安徽理綜)如圖1所示，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B為0.5T.其方向垂直于傾角

為30°的斜面向上。絕緣斜面上固定有

形狀的光滑金屬導(dǎo)軌MPN（電阻忽略不計），MP和NP長度均為2.5m，MN連線水平，長為3m。以MN中點O為原點、OP為x軸建立一維坐標(biāo)系Ox。一根粗細(xì)均勻的金屬桿CD，長度d為3m、質(zhì)量m為1kg、電阻R為0.3Ω，在拉力F的作用下，從MN處以恒定的速度v=1m/s，在導(dǎo)軌上沿x軸正向運動（金屬桿與導(dǎo)軌接觸良好）。g取10m/s2。

（1）求金屬桿CD運動過程中產(chǎn)生產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E及運動到

處電勢差

；（2）推導(dǎo)金屬桿CD從MN處運動到P點過程中拉力F與位置坐標(biāo)x的關(guān)系式，并在圖2中畫出F-x關(guān)系圖象；（3）求金屬桿CD從MN處運動到P點的全過程產(chǎn)生的焦耳熱。四、自感現(xiàn)象、渦流1、自感：線圈自身的電流發(fā)生變化時，線圈的本身就會感應(yīng)出感電動勢的現(xiàn)象。2、自感電動勢：①大?。篍=NΔφ/ΔtE=LΔI/Δt

L——自感系數(shù)，大小由線圈本身性質(zhì)決定，亨利（H）②方向：總是阻礙導(dǎo)體中原來電流的變化。3、類別①通電自感①斷電自感P172

4．渦流：當(dāng)線圈中的電流發(fā)生變化時，在它附近的任何導(dǎo)體中都會產(chǎn)生

，這種電流像水的漩渦所以叫渦流．感應(yīng)電流

8、在如圖所示的電路中，A1和A2是 兩個相同的燈泡，線圈L的自感系數(shù) 足夠大，電阻可以忽略不計．下列說 法中正確的是 (

)．

A．合上開關(guān)S時，A2先亮，A1后亮，最后一樣亮

B．?dāng)嚅_開關(guān)S時，A1和A2都要過一會兒才熄滅

C．?dāng)嚅_開關(guān)S時，A2閃亮一下再熄滅

D．?dāng)嚅_開關(guān)S時，流過A2的電流方向向右

AB解析合上開關(guān)S時，線圈L中產(chǎn)生的自感電動勢阻礙電流增大，并且阻礙作用逐漸變小直至為零，故A2先亮，A1后亮，最后一樣亮．選項A正確．?dāng)嚅_開關(guān)S時，線圈L中產(chǎn)生的自感電動勢阻礙電流減小，因電路穩(wěn)定時通過A1和A2的電流大小相等，故斷開開關(guān)S時，A1和A2都逐漸熄滅，流過A2的電流方向向左．選項B正確，C、D錯誤．答案AB三、研究電磁感應(yīng)中的圖象問題圖象類型(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度B、磁通量Φ、感應(yīng)電動勢E和感應(yīng)電流I隨時間t變化的圖象，即B－t圖象、Φ－t圖象、E－t圖象和I－t圖象(2)對于切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流的情況，還常涉及感應(yīng)電動勢E和感應(yīng)電流I隨線圈位移x變化的圖象，即E－x圖象和I－x圖象問題類型(1)由給定的電磁感應(yīng)過程選出或畫出正確的圖象(2)由給定的有關(guān)圖象分析電磁感應(yīng)過程，求解相應(yīng)的物理量應(yīng)用知識左手定則、安培定則、楞次定律、法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、牛頓定律、相關(guān)數(shù)學(xué)知識等(1)在圖象問題中，經(jīng)常利用類比法，即每一個物理規(guī)律在確定研究某兩個量的關(guān)系后，都能類比成數(shù)學(xué)函數(shù)方程進(jìn)行分析和研究，如一次函數(shù)、二次函數(shù)、三角函數(shù)等．

(2)求解圖象問題應(yīng)注意①明確圖象所描述的物理意義；②必須明確各種“十”、“一”的含義；③必須明確斜率的含義；④必須建立圖象和電磁感應(yīng)過程之間的對應(yīng)關(guān)系．P175