法拉第電磁感應(yīng)定律應(yīng)用二.ppt

,法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用,法拉第電磁感應(yīng)定律 的應(yīng)用（一）,知識回顧:,感應(yīng)電動勢的有無取決于:,感應(yīng)電動勢的大小取決于:,磁通量是或變化,磁通量的變化率的快慢,法拉第電磁感應(yīng)定律:,(n為線圈的匝數(shù)),E求解,重要的推論:,（為v與B夾角）,通常計算平均感應(yīng)電動勢,多用于計算瞬時感應(yīng)電動勢,例1:如圖所示，一個500匝的線圈的兩端跟R99的電阻相連接，置于豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，線圈的橫截面積是20 ，電阻為1，滿足下列情況下時,求線圈磁場所產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E?,通過電阻R的電流又各為為多少？,（1）磁感應(yīng)強(qiáng)度以10Ts的變化率均勻增加,（2）磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間變化滿足以下關(guān)系: B=(10+10t)T,（3）磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間變化的圖象如圖所示:,1面積S不變時,EnSBt的應(yīng)用:,例2：如圖所示，裸金屬線組成滑框，金屬棒ab可滑動，其電阻為r，長為L，串接電阻R，勻強(qiáng)磁場為B，當(dāng)ab以V向右勻速運動過程中，求： （1）棒ab產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E? （2）ab間的電壓U? （3）若保證ab勻速運動，所加外力F的大小， 在時間t秒內(nèi)的外力做功W大小 ，功率P? （4）時間t秒內(nèi)棒ab生熱 ,電阻R上生熱 ?,2EBLV的應(yīng)用:,與電路知識和力學(xué)知識的結(jié)合,等效電路圖,1電路方面:求感應(yīng)電動勢E,內(nèi)外電路路端電壓U,干支路電流I,消耗的電功率P,2力學(xué)方面:勻速運動時所加外力F大小,外力功W,外力功功率P,6、如圖所示，電阻不計的裸導(dǎo)體AB與寬為60cm的平行金屬導(dǎo)軌良好接觸，電阻R13， R26，整個裝置處在垂直導(dǎo)軌向里的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.5T。當(dāng)AB向右以V5m/s的速度勻速滑動時，求流過電阻R1、 R2的電流大小。,例與練,例3：如圖所示，在豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，有一根水平放置的金屬棒沿水平方向拋出，初速度方向的棒垂直，則棒兩端產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢將（ ） A、隨時間增大 B、隨時間減小 C、不隨時間變化 D、難以確定,C,例7：一個電阻均勻的導(dǎo)線繞制的閉合線圈放在勻強(qiáng)磁場中，如圖所示，線圈平面與磁場方向成60角，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間均勻變化，用下列哪種方法可使感應(yīng)電流增加一倍：( ) A、把線圈的匝數(shù)增加一倍 B、把線圈的面積增加一倍 C、把線圈的半徑增加一倍 D、改變線圈與磁場方向的夾角,C,例8：單匝矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)軸垂直于磁場，若線圈所圍面積里磁通量隨時間變化的規(guī)律如圖所示，則 ( ),A.線圈中0時刻感應(yīng)電動勢最大 B.線圈中D時刻感應(yīng)電動勢為0 C.線圈中D時刻感應(yīng)電動勢最大 D.線圈中0至D時間內(nèi)平均感應(yīng) 電動勢為1.4V,AB,例9：把總電阻為2R的均勻電阻絲焊接成一半徑為a的圓環(huán),水平固定在豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中,如圖所示,一長度為2a,電阻為R,粗細(xì)均勻的金屬棒MN放在圓環(huán)上,它與圓環(huán)始終保持良好的接觸,當(dāng)金屬棒以恒定速度v向右移動經(jīng)過環(huán)心O時,求:,2,在圓環(huán)和金屬棒上消耗的總功率?,1,棒上的電流I大小,棒兩端的電壓U?,解：設(shè)金屬的電阻率為，導(dǎo)線截面為S，圓環(huán)電阻為R，畫出等效電路如圖示，則 R1=R/3 R2=2R/3,R并= 2R/9 = 2/9 2r / S,電動勢 E= Brv 內(nèi)阻 r 1= r/S,例10：如圖所示，用截面均勻的導(dǎo)線彎成一個半徑為r 的閉合圓環(huán)，將其垂直地置于磁感強(qiáng)度為B 的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直紙面向里。用同樣規(guī)格的直導(dǎo)線取一段置于環(huán)上（二者金屬裸露相接），并以速度v 勻速地向右運動，當(dāng)它運動到bc 位置時（弧 bc=1/2弧 bac）求bc兩點的電勢差是多少？,例11：如圖所示,夾角為的三角形金屬框架MON平面與勻強(qiáng)磁場B垂直,導(dǎo)體ab能緊貼金屬框架運動,當(dāng)導(dǎo)體從O點開始,以速率v向右勻速平動時,求解回路Obc中的感應(yīng)電動勢E隨時間的變化函數(shù)關(guān)系式及回路中感應(yīng)電流的變化情況?,感應(yīng)電動勢E隨時間的變化函數(shù)關(guān)系式指的是瞬時電動勢的變化關(guān)系!,解:,從O點開始經(jīng)t秒鐘,回路中導(dǎo)體棒有效切割長度為bc :,切割長度L滿足某種變化關(guān)系的情況,Ob=vt,bc=Obtan,E=BLV,小結(jié):,1. 產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的導(dǎo)體相當(dāng)于一個電源，感應(yīng)電動勢等效于電源電動勢，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的導(dǎo)體的電阻等效于電源的內(nèi)阻。,2. 產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的導(dǎo)體跟用電器連接，可以對用電器供電，由閉合電路歐姆定律求解各種問題.,4. 解決電磁感應(yīng)中的電路問題，必須按題意畫出等效電路，其余問題為電路分析和閉合電路歐姆定律的應(yīng)用。,直接寫出圖12-3-3所示各種情況下導(dǎo)線ab兩端的感應(yīng)電動勢的表達(dá)式（B.L.已知）,如圖所示，平行的光滑金屬導(dǎo)軌EF和GH相距，處于同一豎直平面內(nèi)，EG間接有阻值主R的電阻，輕質(zhì)金屬桿ab長為2l，緊貼導(dǎo)軌豎直放置，離b端l/2處固定有質(zhì)量為m的球。整個裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B并與導(dǎo)軌平面垂直的勻強(qiáng)磁場中，當(dāng)ab桿由靜止開始緊貼繞b端向右倒下至水平位置時，球的速度為v。若導(dǎo)軌足夠長，導(dǎo)軌及金屬桿電阻不計，試求在此過程中： (1)通過R的電量 (2)R中的最大電流強(qiáng)度,例、如圖，水平固定的光滑金屬導(dǎo)軌abcd，處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，導(dǎo)軌的ad邊與bc邊平行，間距為L1，電阻可忽略不計。一根導(dǎo)體棒ef平行于ab邊置于導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌保持良好接觸。已知導(dǎo)體棒的電阻為R，與ab相距為L2。 （1）如果磁感應(yīng)強(qiáng)度按BB0kt的規(guī)律增大（k為常數(shù)）， 且導(dǎo)體棒在外力作用下操持靜止。試求導(dǎo)體棒中的感應(yīng) 電流大小和方向。 （2）在（1）的情況下，如果控制棒是水平且與棒垂直的外 力F，試求F的方向和F的大小隨時間t變化的規(guī)律。 （3）若在t=0時刻，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0，此時棒以恒定速度v從 初位置開始向右勻速運動，為確保棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電 流，磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)按什么規(guī)律變化？,B,題型二 楞次定律的應(yīng)用,【答案】 BC,BD,【例】如圖，光滑金屬導(dǎo)軌一端接有電阻R，導(dǎo)軌電阻不計，導(dǎo)軌間距為d，垂直于勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。今有一電阻為r的金屬