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1、(對應(yīng)學(xué)生用書對應(yīng)學(xué)生用書P168)一、法拉第電磁感應(yīng)定律一、法拉第電磁感應(yīng)定律()1感應(yīng)電動勢感應(yīng)電動勢(1)感應(yīng)電動勢:在感應(yīng)電動勢:在電磁感應(yīng)現(xiàn)象電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢產(chǎn)生感應(yīng)電動中產(chǎn)生的電動勢產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的那部分導(dǎo)體就相當(dāng)于勢的那部分導(dǎo)體就相當(dāng)于電源電源導(dǎo)體的電阻相當(dāng)于導(dǎo)體的電阻相當(dāng)于電源內(nèi)阻電源內(nèi)阻問題探究問題探究1導(dǎo)體切割磁感線和閉合電路的磁場發(fā)生變化都能產(chǎn)生導(dǎo)體切割磁感線和閉合電路的磁場發(fā)生變化都能產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,但作為電源的電路部分一樣嗎?感應(yīng)電動勢,但作為電源的電路部分一樣嗎?提示提示不一樣導(dǎo)體切割磁感線時是切割磁感線的那部分為電不一樣導(dǎo)體切割磁感線時是切割磁感線的那部
2、分為電源,其余的均為外電路;而閉合電路中的磁場發(fā)生變化引起的電動勢是源,其余的均為外電路;而閉合電路中的磁場發(fā)生變化引起的電動勢是把整個閉合電路都作為電源把整個閉合電路都作為電源二、自感,渦流二、自感,渦流()1互感現(xiàn)象互感現(xiàn)象兩個線圈之間并沒有導(dǎo)線相連,但當(dāng)一個線圈中的電流變化時,兩個線圈之間并沒有導(dǎo)線相連,但當(dāng)一個線圈中的電流變化時,它所產(chǎn)生的變化的它所產(chǎn)生的變化的磁場磁場會在另一個線圈中產(chǎn)生會在另一個線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢感應(yīng)電動勢的現(xiàn)象互感的現(xiàn)象互感現(xiàn)象可以把能量由一個線圈傳遞到另一個線圈,現(xiàn)象可以把能量由一個線圈傳遞到另一個線圈,變壓器變壓器就是利用互感現(xiàn)就是利用互感現(xiàn)象制成的象制成的
3、2自感現(xiàn)象自感現(xiàn)象當(dāng)一個線圈中的電流變化時,它產(chǎn)生的變化的磁場不僅在鄰近的當(dāng)一個線圈中的電流變化時,它產(chǎn)生的變化的磁場不僅在鄰近的電路中激發(fā)出感應(yīng)電動勢,同樣也在它本身激發(fā)出感應(yīng)電動勢的現(xiàn)象電路中激發(fā)出感應(yīng)電動勢,同樣也在它本身激發(fā)出感應(yīng)電動勢的現(xiàn)象 (3)自感系數(shù)自感系數(shù)L 相關(guān)因素:與線圈的相關(guān)因素:與線圈的大小大小、形狀、形狀、匝數(shù)匝數(shù)以及是否有鐵芯有關(guān)以及是否有鐵芯有關(guān) 單位:亨利單位:亨利(H,1 mH103 H,1 H106 H)4渦流渦流塊狀金屬放在變化的磁場中或在磁場中運動時,金屬內(nèi)部將產(chǎn)生塊狀金屬放在變化的磁場中或在磁場中運動時,金屬內(nèi)部將產(chǎn)生感應(yīng)電流,這種電流在金屬塊內(nèi)部像
4、水的旋渦所以叫渦流感應(yīng)電流,這種電流在金屬塊內(nèi)部像水的旋渦所以叫渦流(1)電磁阻尼:當(dāng)導(dǎo)體在磁場中運動時,感應(yīng)電流會使導(dǎo)體受到電磁阻尼:當(dāng)導(dǎo)體在磁場中運動時,感應(yīng)電流會使導(dǎo)體受到安安培力培力,安培力的方向總是,安培力的方向總是阻礙阻礙導(dǎo)體的運動導(dǎo)體的運動(2)電磁驅(qū)動:如果磁場相對于導(dǎo)體轉(zhuǎn)動,在導(dǎo)體中會產(chǎn)生電磁驅(qū)動:如果磁場相對于導(dǎo)體轉(zhuǎn)動,在導(dǎo)體中會產(chǎn)生感應(yīng)電感應(yīng)電流流使導(dǎo)體受到安培力的作用,安培力使導(dǎo)體運動起來使導(dǎo)體受到安培力的作用,安培力使導(dǎo)體運動起來(對應(yīng)學(xué)生用書對應(yīng)學(xué)生用書P168)要點一要點一對法拉第電磁感應(yīng)定律的理解對法拉第電磁感應(yīng)定律的理解 (2011廣東廣東)將閉合多匝線圈置于
5、僅隨時間變化的磁場中,線圈平將閉合多匝線圈置于僅隨時間變化的磁場中,線圈平面與磁場方向垂直,關(guān)于線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流,下列表面與磁場方向垂直,關(guān)于線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流,下列表述正確的是述正確的是()A感應(yīng)電動勢的大小與線圈的匝數(shù)無關(guān)感應(yīng)電動勢的大小與線圈的匝數(shù)無關(guān)B穿過線圈的磁通量越大,感應(yīng)電動勢越大穿過線圈的磁通量越大,感應(yīng)電動勢越大C穿過線圈的磁通量變化越快,感應(yīng)電動勢越大穿過線圈的磁通量變化越快,感應(yīng)電動勢越大D感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向與原磁場方向始終相同感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向與原磁場方向始終相同答案答案C要點二要點二導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的計算導(dǎo)體切割磁感線
6、產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的計算1.導(dǎo)體平動切割磁感線導(dǎo)體平動切割磁感線對于導(dǎo)體平動切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的計算式對于導(dǎo)體平動切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的計算式EBlv,應(yīng)從,應(yīng)從以下幾個方面理解和掌握以下幾個方面理解和掌握 (1)正交性正交性本公式是在一定條件下得出的,除了磁場是勻強磁場外,還需本公式是在一定條件下得出的,除了磁場是勻強磁場外,還需B、l、v三者相互垂直實際問題中當(dāng)它們不相互垂直時,應(yīng)取垂直的分量三者相互垂直實際問題中當(dāng)它們不相互垂直時,應(yīng)取垂直的分量進(jìn)行計算,公式可為進(jìn)行計算,公式可為EBlvsin,為為B與與v方向間的夾角方向間的夾角 (2)瞬時性瞬時性若若v為瞬時速度,則為瞬時速度
7、,則E為相應(yīng)的瞬時感應(yīng)電動勢為相應(yīng)的瞬時感應(yīng)電動勢(3)相對性相對性EBlv中的速度中的速度v是相對于磁場的速度,若磁場也運動時,應(yīng)注是相對于磁場的速度,若磁場也運動時,應(yīng)注意速度間的相對關(guān)系意速度間的相對關(guān)系 (5)有效性有效性公式中的公式中的l為有效切割長度,即導(dǎo)體與為有效切割長度,即導(dǎo)體與v垂直的方向上的投影長垂直的方向上的投影長度下圖中有效長度分別為:度下圖中有效長度分別為:2導(dǎo)體轉(zhuǎn)動切割磁感線導(dǎo)體轉(zhuǎn)動切割磁感線在利用上述公式計算電動勢時,要特別注意:先判定屬于哪種情在利用上述公式計算電動勢時,要特別注意:先判定屬于哪種情況,是否符合公式的使用條件況,是否符合公式的使用條件如圖所示,一
8、導(dǎo)線彎成半徑為如圖所示,一導(dǎo)線彎成半徑為a的半圓形閉合回路虛線的半圓形閉合回路虛線MN右側(cè)右側(cè)有磁感應(yīng)強度為有磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場,方向垂直于回路所在的平面回路以速的勻強磁場,方向垂直于回路所在的平面回路以速度度v向右勻速進(jìn)入磁場,直徑向右勻速進(jìn)入磁場,直徑CD始終與始終與MN垂直從垂直從D點到達(dá)邊界開始點到達(dá)邊界開始到到C點進(jìn)入磁場為止,下列結(jié)論正確的是點進(jìn)入磁場為止,下列結(jié)論正確的是()A感應(yīng)電流方向不變感應(yīng)電流方向不變BCD段直導(dǎo)線始終不受安培力段直導(dǎo)線始終不受安培力C感應(yīng)電動勢最大值感應(yīng)電動勢最大值EmBav答案答案ACD要點三要點三通電自感和斷電自感的比較通電自感和斷電自感的比較
9、 通電自感通電自感斷電自感斷電自感電路圖電路圖器材要求器材要求A1、A2同規(guī)格,同規(guī)格,RRL,L較大較大L很大很大(有鐵芯有鐵芯)現(xiàn)象現(xiàn)象在在S閉合瞬間,燈閉合瞬間,燈A2立即立即亮起來,燈亮起來,燈A1逐漸變亮,逐漸變亮,最終一樣亮最終一樣亮在開關(guān)在開關(guān)S斷開時,燈斷開時,燈A漸漸熄滅或漸漸熄滅或閃亮一下再熄滅閃亮一下再熄滅原因原因由于開關(guān)閉合時,流過電感線由于開關(guān)閉合時,流過電感線圈的電流增大,使線圈產(chǎn)生自圈的電流增大,使線圈產(chǎn)生自感電動勢,阻礙了電流的增大,感電動勢,阻礙了電流的增大,使流過燈使流過燈A1的電流比流過燈的電流比流過燈A2的電流增加得慢的電流增加得慢S斷開時,線圈斷開時,
10、線圈L產(chǎn)生自感電動勢,產(chǎn)生自感電動勢,阻礙了電流的減小,使電流繼續(xù)阻礙了電流的減小,使電流繼續(xù)存在一段時間;燈存在一段時間;燈A中電流反向不中電流反向不會立即熄滅若會立即熄滅若RLIA,則,則A燈熄滅前要閃亮一下;燈熄滅前要閃亮一下;若若RLRA,原來的電流,原來的電流ILIA,則,則燈燈A逐漸熄滅不再閃亮一下逐漸熄滅不再閃亮一下能量轉(zhuǎn)能量轉(zhuǎn)化情況化情況電能轉(zhuǎn)化為磁場能電能轉(zhuǎn)化為磁場能磁場能轉(zhuǎn)化為電能磁場能轉(zhuǎn)化為電能 (1)通電時線圈產(chǎn)生的自感電動勢阻礙電流的增加且與電流方向相通電時線圈產(chǎn)生的自感電動勢阻礙電流的增加且與電流方向相反,此時含線圈反,此時含線圈L的支路相當(dāng)于斷開的支路相當(dāng)于斷開(
11、2)斷電時線圈產(chǎn)生的自感電動勢與原電流方向相同,在與線圈串?dāng)嚯姇r線圈產(chǎn)生的自感電動勢與原電流方向相同,在與線圈串聯(lián)的回路中,線圈相當(dāng)于電源,它提供的電流從原來的聯(lián)的回路中,線圈相當(dāng)于電源,它提供的電流從原來的IL逐漸變小但逐漸變小但流過燈流過燈A的電流方向與原來相反的電流方向與原來相反(3)自感電動勢只是延緩了過程的進(jìn)行,但它不能使過程停止,更自感電動勢只是延緩了過程的進(jìn)行,但它不能使過程停止,更不能使過程反向不能使過程反向在右圖所示的電路中,帶鐵芯的、電阻較小的線圈在右圖所示的電路中,帶鐵芯的、電阻較小的線圈L與燈與燈A并聯(lián),并聯(lián),合上電鍵合上電鍵S,燈,燈A正常發(fā)光,則下列說法正確的是正常
12、發(fā)光,則下列說法正確的是()A當(dāng)斷開當(dāng)斷開S時,燈時,燈A立即熄滅立即熄滅B當(dāng)斷開當(dāng)斷開S時,燈時,燈A突然閃亮后熄滅突然閃亮后熄滅C若用電阻值與線圈若用電阻值與線圈L相同的電阻取代相同的電阻取代L接入電路,當(dāng)斷開接入電路,當(dāng)斷開S時,時,燈燈A立即熄滅立即熄滅D若用電阻值與線圈若用電阻值與線圈L相同的電阻取代相同的電阻取代L接入電路,當(dāng)斷開接入電路,當(dāng)斷開S時,時,燈燈A突然閃亮后熄滅突然閃亮后熄滅解析解析當(dāng)當(dāng)S斷開時,線圈斷開時,線圈L產(chǎn)生自感電動勢,和產(chǎn)生自感電動勢,和A形成回路,又線形成回路,又線圈圈L電阻較小,故電阻較小,故A突然閃亮后熄滅若用電阻代替線圈突然閃亮后熄滅若用電阻代替線
13、圈L,則無自感現(xiàn),則無自感現(xiàn)象,斷開象,斷開S時,燈時,燈A立即熄滅選項立即熄滅選項B、C正確正確答案答案BC(對應(yīng)學(xué)生用書對應(yīng)學(xué)生用書P169)題型一題型一感應(yīng)電動勢的兩種求法感應(yīng)電動勢的兩種求法 例例1在范圍足夠大,方向豎直向下的勻強磁場中,在范圍足夠大,方向豎直向下的勻強磁場中,B0.2 T,有,有一水平放置的光滑框架,寬度為一水平放置的光滑框架,寬度為L0.4 m,如右圖所示,框架上放置一,如右圖所示,框架上放置一質(zhì)量為質(zhì)量為0.05 kg、電阻為、電阻為1 的金屬桿的金屬桿cd,框架電阻不計若桿,框架電阻不計若桿cd以恒定以恒定加速度加速度a2 m/s2,由靜止開始做勻變速運動,求:
14、,由靜止開始做勻變速運動,求:(1)在在5 s內(nèi)平均感應(yīng)電動勢是多少?內(nèi)平均感應(yīng)電動勢是多少?(2)第第5 s末回路中的電流多大?末回路中的電流多大?(3)第第5 s末作用在桿末作用在桿cd上的水平外力多大?上的水平外力多大?思路誘導(dǎo)思路誘導(dǎo)解答本題時應(yīng)把握以下兩點:解答本題時應(yīng)把握以下兩點:(1)分清求解感應(yīng)電動勢時用速度的平均值還是瞬時值分清求解感應(yīng)電動勢時用速度的平均值還是瞬時值(2)求解第求解第(3)問時合理應(yīng)用牛頓第二定律問時合理應(yīng)用牛頓第二定律(3)桿桿cd勻加速運動,由牛頓第二定律得:勻加速運動,由牛頓第二定律得:FF安安ma即即FBILma0.164 N.答案答案(1)0.4
15、V(2)0.8 A(3)0.164 N(1)在計算感應(yīng)電動勢時,要審清題意,看清題目要求的是平均感在計算感應(yīng)電動勢時,要審清題意,看清題目要求的是平均感應(yīng)電動勢還是瞬時感應(yīng)電動勢,并正確地選用公式應(yīng)電動勢還是瞬時感應(yīng)電動勢,并正確地選用公式(2)在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中,產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源,在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中,產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源,其電阻為內(nèi)電阻,外電路則由電阻、電容等電學(xué)元件組成其電阻為內(nèi)電阻,外電路則由電阻、電容等電學(xué)元件組成如圖所示,邊長為如圖所示,邊長為a的正方形閉合線框的正方形閉合線框ABCD在勻強磁場中繞在勻強磁場中繞AB邊邊勻速轉(zhuǎn)動,磁感應(yīng)強度為勻速轉(zhuǎn)動,
16、磁感應(yīng)強度為B,初始時刻線框所在平面與磁感線垂直,經(jīng),初始時刻線框所在平面與磁感線垂直,經(jīng)過過t時間后轉(zhuǎn)過時間后轉(zhuǎn)過120角,求:角,求:(1)線框內(nèi)感應(yīng)電動勢在線框內(nèi)感應(yīng)電動勢在t時間內(nèi)的平均值;時間內(nèi)的平均值;(2)轉(zhuǎn)過轉(zhuǎn)過120角時感應(yīng)電動勢的瞬時值角時感應(yīng)電動勢的瞬時值題型二題型二電荷量計算的問題電荷量計算的問題 例例2如右圖所示,導(dǎo)線全部為裸導(dǎo)線,半徑為如右圖所示,導(dǎo)線全部為裸導(dǎo)線,半徑為r的圓內(nèi)有垂直于的圓內(nèi)有垂直于圓平面的勻強磁場,磁感應(yīng)強度為圓平面的勻強磁場,磁感應(yīng)強度為B,一根長度大于,一根長度大于2r的導(dǎo)線的導(dǎo)線MN以速率以速率v在圓環(huán)上無摩擦地自左端勻速滑到右端電路的固定
17、電阻為在圓環(huán)上無摩擦地自左端勻速滑到右端電路的固定電阻為R,其余,其余電阻不計,求電阻不計,求MN從圓環(huán)的左端滑到右端的過程中電阻從圓環(huán)的左端滑到右端的過程中電阻R上的電流的平上的電流的平均值和通過電阻均值和通過電阻R的電荷量的電荷量如圖甲所示,一個電阻為如圖甲所示,一個電阻為R,面積為,面積為S的矩形導(dǎo)線框的矩形導(dǎo)線框abcd,水平放,水平放置在勻強磁場中,磁場的磁感應(yīng)強度為置在勻強磁場中,磁場的磁感應(yīng)強度為B,方向與,方向與ad邊垂直并與線框平邊垂直并與線框平面成面成45角,角,o、o分別是分別是ab邊和邊和cd邊的中點現(xiàn)將線框右半邊邊的中點現(xiàn)將線框右半邊obco繞繞oo逆時針旋轉(zhuǎn)逆時針旋
18、轉(zhuǎn)90到圖乙所示位置在這一過程中,導(dǎo)線中通過的電荷到圖乙所示位置在這一過程中,導(dǎo)線中通過的電荷量是量是()答案答案A題型三題型三電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電路問題電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電路問題(1)解決電磁感應(yīng)現(xiàn)象中電路問題的基本方法解決電磁感應(yīng)現(xiàn)象中電路問題的基本方法確定電源:先判斷產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象的是哪一部分導(dǎo)體,則該確定電源:先判斷產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象的是哪一部分導(dǎo)體,則該部分導(dǎo)體可視為等效電源部分導(dǎo)體可視為等效電源分析電路結(jié)構(gòu),畫出等效電路圖分析電路結(jié)構(gòu),畫出等效電路圖運用閉合電路歐姆定律、串并聯(lián)電路性質(zhì)、電功率等公式聯(lián)立運用閉合電路歐姆定律、串并聯(lián)電路性質(zhì)、電功率等公式聯(lián)立求解求解(2)電路問題常見的一
19、些分析誤區(qū)電路問題常見的一些分析誤區(qū)不能正確分析感應(yīng)電動勢及感應(yīng)電流的方向因產(chǎn)生感應(yīng)電動不能正確分析感應(yīng)電動勢及感應(yīng)電流的方向因產(chǎn)生感應(yīng)電動勢那部分電路為電源部分,故該部分電路中的電流應(yīng)為電源內(nèi)部的電流,勢那部分電路為電源部分,故該部分電路中的電流應(yīng)為電源內(nèi)部的電流,而外電路中的電流方向仍是從高電勢到低電勢而外電路中的電流方向仍是從高電勢到低電勢應(yīng)用歐姆定律分析求解電路時,沒有注意到等效電源的內(nèi)阻對應(yīng)用歐姆定律分析求解電路時,沒有注意到等效電源的內(nèi)阻對電路的影響電路的影響對連接在電路中電表的讀數(shù)不能正確進(jìn)行分析,特別是并聯(lián)在對連接在電路中電表的讀數(shù)不能正確進(jìn)行分析,特別是并聯(lián)在等效電源兩端的電
20、壓表,其示數(shù)應(yīng)該是外電壓,而不是等效電源的電動等效電源兩端的電壓表,其示數(shù)應(yīng)該是外電壓,而不是等效電源的電動勢勢例例3(15分分)(2011寧波模擬寧波模擬)光滑平行金屬導(dǎo)軌在水平面內(nèi)固定,光滑平行金屬導(dǎo)軌在水平面內(nèi)固定,導(dǎo)軌間距導(dǎo)軌間距l(xiāng)0.5 m,導(dǎo)軌左端接阻值為,導(dǎo)軌左端接阻值為R2 的電阻,右端接阻值為的電阻,右端接阻值為RL4 的小燈泡,導(dǎo)軌電阻不計如圖的小燈泡,導(dǎo)軌電阻不計如圖1所示,在導(dǎo)軌的所示,在導(dǎo)軌的MNQP矩形區(qū)域矩形區(qū)域內(nèi)有豎直向上的磁場,內(nèi)有豎直向上的磁場,MN、PQ間距間距d2 m,此區(qū)域磁感應(yīng)強度,此區(qū)域磁感應(yīng)強度B隨時隨時間間t變化的規(guī)律如圖變化的規(guī)律如圖2所示垂
21、直導(dǎo)軌跨接一金屬桿,其電阻所示垂直導(dǎo)軌跨接一金屬桿,其電阻r2 .在在t0時刻,用水平恒力時刻,用水平恒力F拉金屬桿,使其由靜止開始自拉金屬桿,使其由靜止開始自GH位置往右運位置往右運動在金屬桿由動在金屬桿由GH位置運動到位置運動到PQ位置的過程中,小燈泡的亮度始終沒位置的過程中,小燈泡的亮度始終沒有變化,求:有變化,求: (1)通過小燈泡的電流;通過小燈泡的電流; (2)金屬桿勻速運動的速度金屬桿勻速運動的速度v; (3)金屬桿的質(zhì)量金屬桿的質(zhì)量m.思路誘導(dǎo)思路誘導(dǎo)要解決此題,需做好以下幾點:要解決此題,需做好以下幾點:(1)誰是電源?發(fā)生誰是電源?發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象的導(dǎo)體,就是電源,比如金屬
22、桿到電磁感應(yīng)現(xiàn)象的導(dǎo)體,就是電源,比如金屬桿到MN位置之前,整個包位置之前,整個包圍磁場的閉合導(dǎo)體框應(yīng)為電源圍磁場的閉合導(dǎo)體框應(yīng)為電源(2)小燈泡的亮度始終沒有變化意味著什小燈泡的亮度始終沒有變化意味著什么?既然燈泡亮度不變,就說明在金屬桿進(jìn)入磁場時磁場應(yīng)不再變化,么?既然燈泡亮度不變,就說明在金屬桿進(jìn)入磁場時磁場應(yīng)不再變化,且桿恰好勻速運動且桿恰好勻速運動(3)電路的構(gòu)造是怎樣的?在金屬桿由電路的構(gòu)造是怎樣的?在金屬桿由GH位置運動位置運動到到MN位置之前,金屬桿與電阻位置之前,金屬桿與電阻R并聯(lián),再與小燈泡并聯(lián),再與小燈泡RL串聯(lián),可以畫出串聯(lián),可以畫出等效電路圖如圖等效電路圖如圖3所示;
23、金屬桿由所示;金屬桿由MN位置運動到位置運動到PQ位置的過程中,又位置的過程中,又變成了變成了R與與RL并聯(lián),再與并聯(lián),再與r串聯(lián),可畫出等效電路圖如圖串聯(lián),可畫出等效電路圖如圖4所示這樣根所示這樣根據(jù)歐姆定律和串并聯(lián)關(guān)系,以及牛頓第二定律就求出問題的答案據(jù)歐姆定律和串并聯(lián)關(guān)系,以及牛頓第二定律就求出問題的答案(2)由小燈泡的亮度始終沒有變化,可知金屬桿開始進(jìn)入磁場時磁由小燈泡的亮度始終沒有變化,可知金屬桿開始進(jìn)入磁場時磁場應(yīng)不再變化,且桿恰好做勻速運動,即桿進(jìn)入磁場的時刻為場應(yīng)不再變化,且桿恰好做勻速運動,即桿進(jìn)入磁場的時刻為t4 s,且且F安安F.接下來金屬桿切割磁感線運動產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,
24、電路為接下來金屬桿切割磁感線運動產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,電路為R與與RL并并聯(lián),再與聯(lián),再與r串聯(lián),等效電路圖如圖串聯(lián),等效電路圖如圖4所示由于燈泡中電流不變,所以流所示由于燈泡中電流不變,所以流過桿的電流為過桿的電流為I總總0.3 A,(2分分)(2010重慶重慶)法拉第曾提出一種利用河流發(fā)電的設(shè)想,并進(jìn)行了實法拉第曾提出一種利用河流發(fā)電的設(shè)想,并進(jìn)行了實驗研究實驗裝置的示意圖可用圖表示,兩塊面積均為驗研究實驗裝置的示意圖可用圖表示,兩塊面積均為S的矩形金屬板,的矩形金屬板,平行、正對、豎直地全部浸在河水中,間距為平行、正對、豎直地全部浸在河水中,間距為d,水流速度處處相同,水流速度處處相同,大小為
25、大小為v,方向水平金屬板與水流方向平行,地磁場磁感應(yīng)強度的豎,方向水平金屬板與水流方向平行,地磁場磁感應(yīng)強度的豎直分量為直分量為B,水的電阻率為,水的電阻率為,水面上方有一阻值為,水面上方有一阻值為R的電阻通過絕緣導(dǎo)的電阻通過絕緣導(dǎo)線和電鍵線和電鍵K連接到兩金屬板上,忽略邊緣效應(yīng)求:連接到兩金屬板上,忽略邊緣效應(yīng)求:(1)該發(fā)電裝置的電動勢;該發(fā)電裝置的電動勢;(2)通過電阻通過電阻R的電流強度;的電流強度;(3)電阻電阻R消耗的電功率消耗的電功率(對應(yīng)學(xué)生用書對應(yīng)學(xué)生用書P171)半徑為半徑為r、電阻為、電阻為R的的n匝線圈在邊長為匝線圈在邊長為l的正方形的正方形abcd之外,勻強之外,勻強
26、磁場充滿并垂直穿過該正方形區(qū)域,如圖甲所示當(dāng)磁場隨時間的變化磁場充滿并垂直穿過該正方形區(qū)域,如圖甲所示當(dāng)磁場隨時間的變化規(guī)律如圖乙所示時,則穿過線圈磁通量的變化率為規(guī)律如圖乙所示時,則穿過線圈磁通量的變化率為_,t0時刻線時刻線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電流為圈產(chǎn)生的感應(yīng)電流為_如下圖如下圖(a)所示,一個電阻值為所示,一個電阻值為R,匝數(shù)為,匝數(shù)為n的圓形金屬線圈與阻值的圓形金屬線圈與阻值為為2R的電阻的電阻R1連接成閉合回路,線圈的半徑為連接成閉合回路,線圈的半徑為r1,在線圈中半徑為,在線圈中半徑為r2的的圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直于線圈平面向里的勻強磁場,磁感應(yīng)強度圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直于線圈平面向里的勻強磁場
27、,磁感應(yīng)強度B隨時間隨時間t變化的關(guān)系圖線如下圖變化的關(guān)系圖線如下圖(b)所示,圖線與橫、縱軸的截距分別為所示,圖線與橫、縱軸的截距分別為t0和和B0.導(dǎo)導(dǎo)線的電阻不計,求線的電阻不計,求0至至t1時間內(nèi)時間內(nèi) (1)通過電阻通過電阻R1上的電流大小和方向;上的電流大小和方向;(2)通過電阻通過電阻R1上的電荷量上的電荷量q及電阻及電阻R1上產(chǎn)生的熱量上產(chǎn)生的熱量 易錯點易錯點2:導(dǎo)體切割磁感線的有效長度不明確導(dǎo)致錯誤導(dǎo)體切割磁感線的有效長度不明確導(dǎo)致錯誤如圖所示的兩條平行虛線之間存在勻強磁場,虛線的距離為如圖所示的兩條平行虛線之間存在勻強磁場,虛線的距離為l,磁,磁場方向垂直紙面向里場方向垂
28、直紙面向里abcd是位于紙面內(nèi)的梯形線圈,是位于紙面內(nèi)的梯形線圈,ab與與bc間的距離間的距離也為也為l.t0時刻,時刻,bc邊與磁場區(qū)域邊界重合,如圖所示現(xiàn)令線圈以恒邊與磁場區(qū)域邊界重合,如圖所示現(xiàn)令線圈以恒定的速度定的速度v沿垂直于磁場區(qū)域邊界的方向穿過磁場區(qū)域取沿沿垂直于磁場區(qū)域邊界的方向穿過磁場區(qū)域取沿abcda的感應(yīng)電流為正,則在線圈穿越磁場區(qū)域的過程中,感應(yīng)電流的感應(yīng)電流為正,則在線圈穿越磁場區(qū)域的過程中,感應(yīng)電流I隨隨時間時間t變化的圖線可能是變化的圖線可能是()易錯分析易錯分析誤認(rèn)為線圈在進(jìn)入磁場的過程中,切割磁感線的有誤認(rèn)為線圈在進(jìn)入磁場的過程中,切割磁感線的有效長度等于效長
29、度等于bc的長度不變;線圈在出磁場的過程中,切割磁感線的有效的長度不變;線圈在出磁場的過程中,切割磁感線的有效長度等于長度等于ad的長度不變,實際上線圈在進(jìn)入和出磁場的過程中切割磁感的長度不變,實際上線圈在進(jìn)入和出磁場的過程中切割磁感線的導(dǎo)體的有效長度是變化的線的導(dǎo)體的有效長度是變化的正確解答正確解答進(jìn)入磁場的過程,穿過閉合線圈的磁通量增加,產(chǎn)進(jìn)入磁場的過程,穿過閉合線圈的磁通量增加,產(chǎn)生逆時針方向生逆時針方向(負(fù)方向負(fù)方向)的感應(yīng)電流,切割磁感線的有效長度減小,感應(yīng)的感應(yīng)電流,切割磁感線的有效長度減小,感應(yīng)電流減??;出磁場過程,穿過閉合線圈的磁通量減小,產(chǎn)生順時針方向電流減??;出磁場過程,穿
30、過閉合線圈的磁通量減小,產(chǎn)生順時針方向(正方向正方向)的感應(yīng)電流,切割磁感線的有效長度減小,產(chǎn)生的感應(yīng)電流減的感應(yīng)電流,切割磁感線的有效長度減小,產(chǎn)生的感應(yīng)電流減小答案為小答案為A.(2011蘇州蘇州)如右圖所示,如右圖所示,MN、PQ為兩條平行的水平放置的金屬為兩條平行的水平放置的金屬導(dǎo)軌,左端接有定值電阻導(dǎo)軌,左端接有定值電阻R,金屬棒,金屬棒ab斜放在兩導(dǎo)軌之間,與導(dǎo)軌接觸斜放在兩導(dǎo)軌之間,與導(dǎo)軌接觸良好,磁感應(yīng)強度為良好,磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場垂直于導(dǎo)軌平面,設(shè)金屬棒與兩導(dǎo)軌的勻強磁場垂直于導(dǎo)軌平面,設(shè)金屬棒與兩導(dǎo)軌接觸點之間的距離為接觸點之間的距離為L,金屬棒與導(dǎo)軌間夾角為,金屬棒
31、與導(dǎo)軌間夾角為60,以速度,以速度v水平向右水平向右勻速運動,不計導(dǎo)軌和棒的電阻,則流過金屬棒中的電流為勻速運動,不計導(dǎo)軌和棒的電阻,則流過金屬棒中的電流為() 答案答案B(對應(yīng)學(xué)生用書對應(yīng)學(xué)生用書P172)1穿過閉合回路的磁通量穿過閉合回路的磁通量隨時間隨時間t變化的圖象分別如下圖中變化的圖象分別如下圖中所示,下列關(guān)于回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的論述,正確的是所示,下列關(guān)于回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的論述,正確的是()A圖中,回路產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢恒定不變圖中,回路產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢恒定不變B圖中,回路產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢一直在變大圖中,回路產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢一直在變大C圖中,回路在圖中,回路在0t1時間內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大于在時間內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大于在t1t2時時間內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢間內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢D圖中,回路產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢先變小后變大圖中,回路產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢先變小后變大答案答案CD2如圖所示的電路中,如圖所示的電路中,A1和和A2是完全相同的燈泡,線圈是完全相同的燈泡,線圈L的電阻的電阻可以忽略下列說法中正
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