法拉第電磁感應定律應用一課件

電磁感應定律習題課例題1：有一面積為S＝100cm2的金屬環(huán)，電阻為R＝0.1Ω，環(huán)中磁場變化規(guī)律如圖所示，磁場方向垂直環(huán)面向里，則在t1－t2時間內金屬環(huán)中產生的感應電動勢

、通過金屬環(huán)的電流

、通過金屬環(huán)的電荷量為________．

0.01v0.01c0.1A一、面積S不變時,E＝nSΔB／Δt的應用:例2:如圖所示，一個500匝的線圈的兩端跟R＝99Ω的電阻相連接，置于豎直向下的勻強磁場中，線圈的橫截面積是20，電阻為1Ω，滿足下列情況下時,求線圈磁場所產生的感應電動勢E?通過電阻R的電流又各為為多少？1、磁感應強度以10T／s的變化率均勻增加2、磁感應強度隨時間變化滿足以下關系:B=(10+10t)T3、磁場的磁感應強度隨時間變化的圖象如圖所示:

例：半徑為r、電阻為R的金屬環(huán)通過某直徑的軸OO’以角速度ω做勻速轉動，如圖所示。勻強磁場的磁感應強度為B，從金屬環(huán)的平面的磁場方向重合時開始計時，則在轉過30o的過程中。求：環(huán)中產生的感應電動勢的平均值是多大？二、磁感應強度B不變時,E＝nBΔS／Δt的應用:解析：

求感應電動勢的平均值時，一般要用公式E＝nΔΦ/Δt。(1)金屬環(huán)在轉過30o的過程中，磁通量的變化量:例1、如圖所示為穿過某線路的磁通量Φ隨時間t變化的關系圖，試根據圖說明：（1）穿過某線路的磁通量Φ何時最大？何時最??？（2）Δφ/Δt何時最大？何時最??？（3）感應電動勢E何時最大？何時最?。喀祎Ot1t2t3t4注意區(qū)分幾個物理量：①Φ、Δφ、Δφ/Δt②E只與Δφ/Δt有關，而與Φ、Δφ無關。一、利用圖像解題：5、單匝矩形線圈在勻強磁場中勻速轉動，若線圈所圍面積里磁通量隨時間變化的規(guī)律如圖所示（正弦圖象一部分），則（）A.線圈中0時刻感應電動勢為0B.線圈中0時刻感應電動勢最大C.線圈中D時刻感應電動勢為0D.線圈中A時刻感應電動勢大于B時刻感應電動勢例與練斜率表示Φ的變化率

例：如圖所示，平行金屬導軌的間距為d，一端跨接一阻值為R的電阻，勻強磁場的磁感應強度為B，方向垂直于平行軌道所在平面。一根長直金屬棒與軌道成60°角放置，且接觸良好，則當金屬棒以垂直于棒的恒定速度v沿金屬軌道滑行時，其它電阻不計，電阻R中的電流強度為（）A

如圖4－4－19所示，MN，PQ為兩條平行放置的金屬導軌，左端接有定值電阻R，金屬棒ab斜放在兩導軌之間，與導軌接觸良好，磁感應強度為B的勻強磁場垂直于導軌平面，設金屬棒與兩導軌接觸點之間的距離為l，金屬棒與導軌間夾角為60°，以速度v水平向右勻速運動，不計導軌和棒的電阻，則流過金屬棒中的電流為(

)(三?關于公式E=BLvsinθ的應用:)例3:如下圖所示,導體棒ab長L,沿傾角為α的斜導軌以速度v下滑,勻強磁場磁感應強度為B.求:(1)若磁感應強度B的方向垂直于斜導軌向上,導體棒ab中產生的感應電動勢為多大?(2)若磁感應強度B的方向豎直向上,導體棒ab中產生的感應電動勢為多大?答案:(1)BLv(2)BLvcosα300B300BVV5.如圖4－4－10所示，水平放置的平行金屬導軌，相距l(xiāng)＝0.50m，左端接一電阻R＝0.20Ω，磁感應強度B＝0.40T的勻強磁場，方向垂直于導軌平面，導體棒ab垂直放在導軌上，并能無摩擦地沿導軌滑動，導軌和導體棒的電阻均可忽略不計，當ab以v＝4.0m/s的速度水平向右勻速滑動時，用兩種方法求解ab棒中感應電動勢的大?。磐孔兓袘娏鞲袘妱觿萦沂侄▌t楞次定律等效電源等效電路求電流I求安培力F力與運動功能關系受力示意圖例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，ab產生的焦耳熱又為多少？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：FRabr例3：其他條件不變，ab棒質量為m，開始時靜止，當受到一水平向右拉力的作用，若拉力的功率P保持不變，則：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？F減小，F安增加，做加速度a減小的加速運動FRabr例3：其他條件不變，ab棒質量為m，開始時靜止，當受到一個向右拉力的作用，若拉力的功率P保持不變，則：問3：若ab向右運動時間為t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，電阻R產生的焦耳熱又為多少？方法小結：1、受力分析：必要時畫出相應的平面圖。受力平衡時，速度最大。2、電路問題：畫出等效電路圖，產生感應電動勢的導體相當于電源，其電阻為內阻。3、能量問題：安培力做負功，其它能轉化為電能。

P安（=F安V）=P電（=EI）4、解題方法：動能定理、能量守恒定律或功能關系例4：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vm時，ab上消耗的電功率Pm300BmgFFNabB300例4：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。300BmgFFN解：（1）導體下滑的最大速度vm例4：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：（2）在最大速度vm后，ab上消耗的電功率Pm解：（2）導體棒達最大速度vm后300BmgFFN例5．如圖，豎直放置的光滑平行金屬導軌MN、PQ相距L，在M點和P點間接一個阻值為R的電阻，在兩導軌間OO1O1‘O’

矩形區(qū)域內有垂直導軌平面向里、寬為d的勻強磁場，磁感應強度為B．一質量為m，電阻為r的導體棒ab垂直擱在導軌上，與磁場上邊邊界相距d0．現使ab棒由靜止開始釋放，棒ab在離開磁場前已經做勻速直線運動（棒ab與導軌始終保持良好的電接觸且下落過程中始終保持水平，導軌電阻不計),求：（1）棒ab在離開磁場下邊界時的速度;（2）棒ab在通過磁場區(qū)的過程中產生的焦耳熱；（3）試分析討論ab棒在磁場中可能