法拉第電磁感應(yīng)定律

4/4法拉第電磁感應(yīng)定律——感應(yīng)電動(dòng)勢的大小練習(xí)一對(duì)法拉第電磁感應(yīng)定律理解1.正確認(rèn)識(shí)Φ(1)對(duì)Φ的定義必須明確①磁通量必須明確是指哪一個(gè)面積的.②磁通量的大小與面積無關(guān)，只與穿過這個(gè)面積的磁感線條數(shù)有關(guān).(2)Φ有正負(fù)之分.雖然磁通量是標(biāo)量，有正負(fù)之分，磁感線穿過某一面積，要注意是從哪一面穿進(jìn)，哪一面穿出.2.△Φ和△Φ/△t磁通量的變化(△Φ)是產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象)的必要條件，引起回路中磁通量變化的原因.由Φ＝BScosθ分析可知，可以是回路中磁場B變化引起的；也可是回路所圍的面積S變化引起的；或者是S與垂直于磁場B方向平面(Sn)的夾角θ變化引起的.磁通量的變化率(△Φ/△t)是描述穿過回路磁通量變化快慢的物理量，并非是磁通量變化的大小，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，感生電動(dòng)勢與回路(線圈)中△Φ/△t成正比.△Φ大，不一定△Φ/△t大；△Φ小，不一定△Φ/△t小.3.Φ和△Φ/△t在學(xué)習(xí)中，同學(xué)們常常對(duì)矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)到和中性面共面時(shí)，Φ最大，而△Φ/△t＝0；轉(zhuǎn)到和中性面垂直位置時(shí)，Φ＝0，而△Φ/△t最大；轉(zhuǎn)到和中性面垂直位置時(shí)，Φ＝0，而△Φ/△t最大弄不明白，究其原因是對(duì)Φ和△Φ/△t理解不清.圖4當(dāng)線圈在磁場中旋轉(zhuǎn)時(shí)，其磁通量Φ是按余弦規(guī)律變化的(中性面開始計(jì)時(shí))；Φ＝BScosωt.作Φ-t函數(shù)圖象，如圖4所示.由于Φ-t圖象的斜率表示的是磁通量的變化率△Φ/△t.不難看出線圈轉(zhuǎn)到和中性面時(shí)，Φ最大，而k＝△Φ/△t＝0；轉(zhuǎn)到和中性面垂直位置時(shí)，Φ＝0，而k＝△Φ/△t最大，Φ和△Φ/△t的物理意義不同，不應(yīng)混淆.4.磁通量均勻變化含義二、對(duì)E=BLV的理解1、三垂直關(guān)系2、有效切割長度

3、平均E、瞬時(shí)E、如圖2(a)所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，有一面積為S的n匝閉合導(dǎo)線圈，繞其對(duì)稱軸以角速度ω勻速從圖示位置(中性面)轉(zhuǎn)過180°，則1.線圈的平均感生電動(dòng)勢ε為多少?2、轉(zhuǎn)過60o時(shí)電動(dòng)勢瞬時(shí)值是多少？

【同步達(dá)綱練習(xí)】1.由法拉第電磁感應(yīng)定律知(設(shè)回路的總阻一定)(

)A.穿過閉合電路的磁通量達(dá)最大時(shí)，回路中的感應(yīng)電流達(dá)最大B.穿過閉合電路的磁通量為零時(shí)，回路中的感應(yīng)電流一定為零C.穿過閉合電路的磁通量變化量越大，回路中的感應(yīng)電流越大D.穿過閉合電路的磁通量變化越快，回路中的感應(yīng)電流越大2.下面各單位不屬于電動(dòng)勢的單位——伏特的是(

)A.T·m2/s

B.A·m2/s

C.H·m/s

D.Wb/s3.將一條形磁鐵分別迅速和緩慢地插入一個(gè)閉合線圈中，在這兩個(gè)過程中，相同的物理量是(

)A.磁通量的變化率

B.感應(yīng)的電流強(qiáng)度C.磁通量的變化量

D.消耗的機(jī)械功率4.如圖所示，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.5T.一個(gè)匝數(shù)n＝50匝的矩形線圈邊長ab＝0.2m，bc＝0.1m，以角速度ω＝314rad/s繞軸OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng).從圖示位置轉(zhuǎn)過90°的瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢為

，這段時(shí)間內(nèi)的平均感應(yīng)電動(dòng)勢為

.5.如圖所示，兩個(gè)同心金屬圓環(huán)屬于同一平面內(nèi)，內(nèi)環(huán)半徑為r，外環(huán)半徑為2r，以內(nèi)、外環(huán)為邊界的區(qū)域內(nèi)有垂直于環(huán)面的勻強(qiáng)磁場.在時(shí)間t內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度由B均勻減小到0，則內(nèi)環(huán)中的感應(yīng)電動(dòng)勢為

，外環(huán)中的感應(yīng)電動(dòng)勢為

.6.如圖所示，在以ab、cd為邊界的區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直紙面向外，區(qū)域?qū)挒閘1.現(xiàn)有一矩形線框處在圖中紙面內(nèi)，它的短邊與ab重合，長度為l2，長邊的長度為2l1.某時(shí)刻線框以初速υ沿與ab垂直的方向進(jìn)入磁場區(qū)域，同時(shí)某人對(duì)線框施以作用力，使它的速度大小和方向保持不變.設(shè)該線框的電阻為R，從線框開始進(jìn)入磁場到完全離開磁場的過程中，人對(duì)線框的作用力所做的功等于

.7.在50周年國慶盛典上我FBC—1“飛豹”新型超聲速殲擊轟炸機(jī)在天安門上空沿水平方向以1.7倍的聲速自東向西飛過，該機(jī)兩翼尖間的距離是12.705m，設(shè)北京上空地磁場的豎直分量為0.42×10-4T，那么此飛機(jī)機(jī)翼兩端

端電勢較高；電勢差是

.空氣中聲音的傳播速度為340m/s.(結(jié)果取兩位有效數(shù)字)

8.如圖所示，在水平金屬導(dǎo)軌上有電阻R＝0.1Ω，金屬桿ab與導(dǎo)軌組成一閉合矩形電路，兩條導(dǎo)軌間距離L1＝40cm，矩形中導(dǎo)軌長L2＝50cm，導(dǎo)軌區(qū)域處于與水平面成30°角的勻強(qiáng)磁場，磁感強(qiáng)度隨時(shí)間變化規(guī)律是B＝(2+0.2t)T，若t＝10s時(shí)ab仍靜止，導(dǎo)軌與ab的電阻不計(jì)，則這時(shí)流經(jīng)ab的電流I＝

，ab所受摩擦力為

.【素質(zhì)優(yōu)化訓(xùn)練】1.如圖所示，閉合導(dǎo)線框的質(zhì)量可以忽略不計(jì)，將它從圖示位置勻速向右拉出勻強(qiáng)磁場.若第一次用0.3s拉出，外力做功為W1，通過導(dǎo)線橫截面的電量為q1；第二次用0.9s拉出，外力做功為W2，通過導(dǎo)線橫截面的電量為q2.則(

)A.W1＜W2，q1＜q2

B.W1＜W2，q1＝q2C.W1＞W(wǎng)2，q1＝q2

D.W1＞W(wǎng)2，q1＞q22.一邊長為L，電阻為R的正方形導(dǎo)線框，處在磁感強(qiáng)度為B，方向水平向右的勻強(qiáng)磁場中，如圖所示，設(shè)t＝0時(shí)線框處于豎直平面內(nèi).現(xiàn)使線框繞水平軸OO′以角速度ω勻速轉(zhuǎn)過180°，則線框在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中(

)A.通過導(dǎo)線任一橫截面的電量為零B.通過導(dǎo)線任一橫截面的電量為2BL2/RC.穿過導(dǎo)線框的磁通量的變化率的最大值為BωL2D.導(dǎo)線框產(chǎn)生的焦耳熱為B2ω2L2/(4R)3.如圖所示，一閉合線圈在均勻磁場中，線圈的軸線與磁場方向成30°角，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻變化，用下述哪種方法可以使線圈中的電流減小到原來的一半?(

)A.把線圈匝數(shù)減少一半

B.把線圈直徑減少一半，C.把線圈面積減少一半

D.改變線圈軸線與磁場方向間的夾角，4.如圖所示，水平放置的平行金屬導(dǎo)軌左邊接有電阻R，軌道所在處有豎直向下的勻強(qiáng)磁場.金屬棒ab橫跨導(dǎo)軌，它在外力作用下向右勻速運(yùn)動(dòng).當(dāng)速度由υ變?yōu)?υ時(shí)(除R外其余電阻不計(jì)，導(dǎo)軌光滑)，那么(

)A.作用在ab上的外力應(yīng)增加到原來的4倍B.感應(yīng)電動(dòng)勢將增加為原來的2倍D.外力的功率將增加為原來的2倍C.感應(yīng)電流的功率將增為原來的4倍5.如圖所示，一矩形金屬框水平放置，金屬細(xì)棒ab可在框上自由移動(dòng).金屬框處于B＝0.4T的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向與水平面成30°角.ab長0.2m，電阻為0.1Ω，以2m/s的速度向右勻速運(yùn)動(dòng)(其余電阻不計(jì))，則感應(yīng)電流大小為

A，ab所受磁場力大小為

N，電流的功率為

W.6.一根質(zhì)量為m的條形磁鐵，在光滑的水平塑料板上向右運(yùn)動(dòng)，穿過一個(gè)固定著的金屬環(huán)，如圖所示.如果它通過位置A時(shí)的速度是υ1，通過位置B時(shí)的速度υ2，那么在磁鐵經(jīng)過AB這段路程的時(shí)間內(nèi)，金屬環(huán)中電流產(chǎn)生的熱量為

.7.有一匝數(shù)為N、面積為S、總電阻為R的矩形線圈，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中以角速度ω繞OO′軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖所示.則：(1)線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過180°的過程中，線圈上產(chǎn)生的熱量為

；(2)線圈在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，磁通量變化率的最大值為

；

8.如圖所示，在水平平行放置的兩根長直導(dǎo)電軌道MN與PQ上，放著一根直導(dǎo)線ab，ab與導(dǎo)軌垂直，它在導(dǎo)軌間的長度為20cm，這部分的電阻為0.02Ω.導(dǎo)軌部分處于方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.20T，電阻R＝0.08Ω，其他電阻不計(jì).ab的質(zhì)量為0.01kg.

(1)打開開關(guān)S，ab在水平恒力F＝0.01N的作用下，由靜止沿軌道滑動(dòng)，求經(jīng)過多長時(shí)間速度才能達(dá)到10m/s?(2)上述過程中感應(yīng)電動(dòng)勢隨時(shí)間變化的表達(dá)式是怎樣的?

(3)當(dāng)ab的速度達(dá)到10m/s時(shí)，閉合開關(guān)S，為了保持ab仍能以10m/s的速度勻速運(yùn)動(dòng)，水平拉力應(yīng)變?yōu)槎嗌?(4)在ab以10m/s的速度勻速滑動(dòng)的某一時(shí)刻撤去外力F，開關(guān)仍是閉合的，那么從此以后，R上能產(chǎn)生的電熱是多少?1.D

2.B

3.C

4.0，100V

5.0，

6.

7.南，0.31V

8.0.2A，0.16N【素質(zhì)優(yōu)化訓(xùn)練】1.C

2.BC

3.BD

4.BC

5.0.8，0.064，0.064

6.

mv12-mv22

7.(1)N2B2S2πω/2R

(2)BSW

8.(1)10S

(2)E＝0.04t

(3)0.16N

(4)0.4J

（200