補課：法拉第電磁感應定律

基礎知識梳理一、法拉第電磁感應定律1．法拉第電磁感應定律(1)內容：閉合電路中感應電動勢的大小，跟穿過這一電路的磁通量的________成正比．變化率如圖甲所示線圈的匝數(shù)n＝100匝，橫截面積S＝50cm2，線圈總電阻r＝10Ω，沿軸向有勻強磁場，設圖示磁場方向為正，磁場的磁感應強度隨時間作如圖乙所示變化，則在開始的0.1s內

(

)A．磁通量的變化量為0.25WbB．磁通量的變化率為2.5×10－2

Wb/sC．a、b間電壓為0D．在a、b間接一個理想電流表時，電流表的示數(shù)為0.25A1.關于電路中感應電動勢的大小，下列說法正確的是(

)A．穿過電路的磁通量越大，感應電動勢就越大B．電路中磁通量的改變量越大，感應電動勢就越大C．電路中磁通量改變越快，感應電動勢就越大D．若電路中某時刻磁通量為零，則該時刻感應電流一定為零A．圖①中，回路產生的感應電動勢恒定不變B．圖②中，回路產生的感應電動勢一直在變大C．圖③中，回路在0～t1時間內產生的感應電動勢小于在t1～t2時間內產生的感應電動勢D．圖④中，回路產生的感應電動勢先變小再變大有一面積為S＝100cm2的金屬環(huán)如圖9－2－3甲所示，電阻為R＝0.1Ω，環(huán)中磁場變化規(guī)律如圖乙所示，且磁場方向垂直環(huán)面向里，在t1到t2時間內(1)環(huán)中感應電流的方向如何？(2)通過金屬環(huán)的電荷量為多少？如圖甲所示的螺線管，匝數(shù)n=1500匝，橫截面積S=20cm2，電阻r=1.5Ω，與螺線管串聯(lián)的外電阻R1=3.5Ω，R2=25Ω，方向向右穿過螺線管的勻強磁場，磁感應強度按圖乙所示規(guī)律變化。試計算電阻R2的電功率和a、b兩點的電勢。如圖所示,EF、GH為平行的金屬導軌,電阻可不計,R為電阻器,C為電容器,AB為可在EF、GH上滑動的導體橫桿,有勻強磁場垂直于導軌平面.若I1和I2分別表示圖中該處導線中的電流,則當橫桿AB(

)

A.勻速運動時,I1=0,I2=0

B.勻速運動時,I1≠0,I2=0C.加速運動時,I1=0,I2=0

D.加速運動時,I1≠0,I2≠02．導體切割磁感線的情形(1)若B、l、v相互垂直，則E＝______.(2)E＝Blvsinθ，θ為運動方向與磁感線方向的夾角．(3)導體棒在磁場中轉動：Blv1．理解E＝Blv的“四性”(1)正交性：本公式是在一定條件下得出的，除磁場為勻強磁場外，還需B、l、v三者互相垂直．(2)瞬時性：若v為瞬時速度，則E為相應的瞬時感應電動勢．(3)有效性：公式中的l為導體切割磁感線的有效長度．(4)相對性：E＝Blv中的速度v是導體相對磁場的速度，若磁場也在運動，應注意速度間的相對關系．如圖所示，一導線彎成半徑為a的半圓形閉合回路．虛線MN右側有磁感應強度為B的勻強磁場，方向垂直于回路所在的平面．回路以速度v向右勻速進入磁場，直徑CD始終與MN垂直．從D點到達邊界開始到C點進入磁場為止，下列結論正確的是(

)A．感應電流方向不變B．CD段直導線始終不受安培力C．感應電動勢最大值Em＝Bav例1：定值電阻R，導體棒ab電阻r，水平光滑導軌間距l(xiāng)，勻強磁場磁感應強度為B，當棒ab以速度v向右勻速運動時：產生電動勢回路電流ab兩端電壓電流的總功率ab棒消耗的電功率問題1：

vRabr

vRab例1：定值電阻R，導體棒ab電阻r，水平光滑導軌間距l(xiāng)，勻強磁場磁感應強度為B，當棒ab以速度v向右勻速運動時：問題2：棒ab受到的安培力為多大；要使棒ab勻速運動，要施加多大的外力，方向如何？問題3：整個回路中消耗的電能從哪里轉化來的，它們之間有什么樣的關系？外力F對棒ab做功練習：如圖,一個水平放置的導體框架,寬度L=0.50m,接有電阻R=0.15Ω,設勻強磁場和框架平面垂直,磁感應強度B=0.40T,方向如圖.今有一導體棒ab跨放在框架上,并能無摩擦地沿框滑動,框架及導體ab電阻r=0.05Ω,當ab以v=4.0m/s的速度向右勻速滑動時，試求：(1)導體ab上的感應電動勢和感應電流的大小(2)維持ab做勻速運動的外力大小和方向(3)整個回路消耗的熱功率(4)當ab運動2m的過程中，經過ab導體的電量lFRab例2：其他條件不變，ab棒質量為m，開始靜止，當受到一個向右恒力F的作用，則：rB問1：ab將如何運動？問2：ab的最大速度是多少？這時ab兩端的電壓為多少？加速度a減小的加速運動問3：ab的速度達到最大值前，外力做功功率與回路的電功率有什么樣的關系？P外﹥P電，W外=Q熱+△EKFRabr問3：若ab向右運動位移為x時，速度達到最大值vm，這一過程中回路產生的焦耳熱為多少？例2：其他條件不變，ab棒質量為m，開始靜止，當受到一個向右恒力F的作用，則：FRabr問4：在上述過程中，通過回路某一橫截面的電量為多少？例2：其他條件不變，ab棒質量為m，開始靜止，當受到一個向右恒力F的作用，則：練習：如圖所示，金屬導軌MN、PQ之間的距離L=0.2m,導軌左端所接的電阻R=1,金屬棒ab(m=2kg)可沿導軌滑動，勻強磁場的磁感應強度為B=5T,ab在外力F=10N作用下向右滑動，求（1）當速度v=5m/s時的加速度；（2）ab棒能達到的最大速度vm（3）若達到最大速度的過程中在R上消耗的熱量為20J，求ab棒運動的位移X（4）求達到最大速度的過程中，經過R上的電量RPQMNab例：如圖所示,豎直放置的U形導軌寬為L,上端串有電阻R(其余導體部分的電阻都忽略不計)。磁感應強度為B的勻強磁場方向垂直于紙面向外。金屬棒ab的質量為m,與導軌接觸良好,不計摩擦，從靜止釋放后ab保持水平而下滑，試求ab下滑的最大速度vm。Ra

m

Lb

例：如圖所示，B＝0.2T與導軌垂直向上，導軌寬度L＝1m，α＝300，電阻可忽略不計，導體棒ab質量為m＝0.2kg，其電阻R＝0.1Ω，跨放在U形框架上，并能無摩擦的滑動，求：（1）導體下滑的最大速度vm（2）在最大速度時ab上釋放的熱功率300BmgFFNabB300如