高中物理必備知識(shí)點(diǎn)法拉第電磁感應(yīng)定律

--#-由①⑦兩式得。=mgh———⑧2喈而凡上產(chǎn)生的熱量。?、?mW—p2由⑧⑨兩式得Qr:g° 6〃吆-答案：（1）8=等］與2〃/g3力一p?

6mg2電磁感應(yīng)中圖象綜合問題【例題12］如圖所示,一寬為40cm的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁場方向垂直紙面向里，一邊長為20cm的正方形導(dǎo)線框位于紙面內(nèi)，以垂直于磁場邊界的恒定速度r=20cm/s,通過磁場區(qū)域，在運(yùn)動(dòng)過程中，線框有一邊始終與磁場區(qū)域的邊界平行，取它剛進(jìn)入磁場時(shí)刻2=0時(shí)，則下圖中能正確反映感應(yīng)電流強(qiáng)度隨時(shí)間變化規(guī)律的是（xXXxXX★解析：由感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件可知，線框只有一條豎直邊在磁場中時(shí)，穿過線框的磁通量才是變化的，回路中才有感應(yīng)電流，因?yàn)榫€圈運(yùn)動(dòng)速度恒定，所以感應(yīng)電動(dòng)勢、感應(yīng)電流大小是恒定的，由此可見答案為c。答案：c應(yīng)綜合問題【例題13］一有界勻強(qiáng)磁場區(qū)域如圖甲所示，質(zhì)量為m、電阻為R的長方形矩形線圈abed邊長分別為L和2L,線圈一半在磁場內(nèi)，一半在磁場外，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,t=0時(shí)刻磁場開始均勻減小，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，在磁場力作用下運(yùn)動(dòng)，v-t圖像如圖乙，圖中斜向虛線為過0點(diǎn)速度圖線的切線，數(shù)據(jù)由圖中給出，不考慮重力影響，求：（1）磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率.（2）t二時(shí)刻回路的電功率

XdxBXdXLXXXXXXX★解析：(1)由v-t圖可知道，剛開始，t=0時(shí)刻.線圈加速度為a=v0/t】XXXXXX此時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢s=A<P/At=ABL7At,1=e/R=ABL7(AtR)線圈此刻所受安培力為尸=8口=8481?/(4110=1^,得到AB/At=mv°R/(Bot13)(2)線圈自時(shí)刻開始做勻速直線運(yùn)動(dòng)，有兩種可能：a.線圈沒有完全進(jìn)入磁場，磁場就消失，所以沒有感應(yīng)電流，回路電功率P=0.(3分)b.磁場沒有消失，但線圈完全進(jìn)入磁場，盡管有感應(yīng)電流.所受合力為零，同樣做勻速直線運(yùn)動(dòng)P=￡2/R=(2ABL7at)7R=4mVoR/(Bo2t12L2)【例題14］如圖所示，在一傾角為37°的粗糙絕緣斜面上，靜止地放置著一個(gè)匝數(shù)〃=10匝的圓形線圈，其總電阻R=3.14O、總質(zhì)量〃7=0.4依、半徑r=0.4機(jī).如果向下輕推一下此線圈，則它剛好可沿斜面勻速下滑現(xiàn)在將線圈靜止放在斜面上后.在線圈的水平直徑以下的區(qū)域中，加上垂直斜面方向的，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小按如圖14所示規(guī)律變化的磁場(提示：通電半圓導(dǎo)線受的安培力與長為直徑的直導(dǎo)線通同樣大小的電流時(shí)受的安培力相等)問：(1)剛加上磁場時(shí)線圈中的感應(yīng)電流大小/=?(2)從加上磁場開始到線圈剛要運(yùn)動(dòng)，線圈中產(chǎn)生的熱量。=?(最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,sin37=0.6,cos37=0.8,g取大m/『.)E★解析：(1)由閉合電路的歐姆定律/=—R由法拉第電磁感應(yīng)定律E=〃由圖，一=0.57/5NS=-7tr2聯(lián)立解得I=0.4A（2）設(shè)線圈開始能勻速滑動(dòng)時(shí)受的滑動(dòng)摩擦力為尸〃，則〃琢sin37：=f；加變化磁場后線圈剛要運(yùn)動(dòng)時(shí)nBIL=mgsin37+ ,其中L=2r由圖像知6=紇+公=1+05由焦耳定律。=/用聯(lián)立解得。=0.5J【例題15］如圖所示，兩條平行的足夠長的光滑金屬導(dǎo)軌與水平面成a=53o角，導(dǎo)軌間距離￡=0.8m。其上端接一電源和一固定電阻，電源的電動(dòng)勢斤1.5V,其內(nèi)阻及導(dǎo)軌的電阻可忽略不計(jì)。固定電阻廬4.5Q。導(dǎo)體棒斜與導(dǎo)軌垂直且水平，其質(zhì)量m3X10-%g,電阻不計(jì)。整個(gè)裝置處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度后0.5T。（g=10m/s2sin53°=0.8????cos53°=0.6）（1）將9棒由靜止釋放，最終達(dá)到一個(gè)穩(wěn)定的速度，求此時(shí)電路中的電流；（2）求助穩(wěn)定時(shí)的速度：（3）求成棒以穩(wěn)定速度運(yùn)動(dòng)時(shí)電路中產(chǎn)生的焦耳熱功率尸Q及成棒重力的功率~o從計(jì)算結(jié)果看兩者大小關(guān)系是怎樣的？請解釋為什么有這樣的關(guān)系？★解析：（1）mgsinQ-BILcosQ解得：7=1A,、BLvcQsa-E(2)［二 R解得：r=25m/s(3)&=fR=4.5WP(pmgvsina=6W

重力勢能的減少量，一部分轉(zhuǎn)化成電能，以焦耳熱的形式釋放，另一部分給電源充電?！纠}16］如圖所示，光滑導(dǎo)軌助V、尸。在同一水平內(nèi)平行固定放置，其間距大1m,右端通過導(dǎo)線與阻值尼二8Q的小燈泡￡相連，的矩形區(qū)域內(nèi)有豎直向下磁感應(yīng)強(qiáng)度5=1T的勻強(qiáng)磁場，一質(zhì)量用50g、阻值為后2Q的金屬棒在恒力尸作用下從靜止開始運(yùn)動(dòng)S=2m后進(jìn)入磁場恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)。（不考慮導(dǎo)軌電阻，金屬棒始終與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸）。求：（1）恒力廠的大??；（2）小燈泡發(fā)光時(shí)的電功率?！锝馕觯海?）對導(dǎo)體棒用動(dòng)能定理：Fs=-mv22導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)F=F=Bld=BBdvR+Ri代入數(shù)據(jù)，根據(jù)①、②方程可解得：F=0.8N,i，=8m/s各(2)Pl=Bdv(2)Pl=BdvR=5.12W【例題17］如圖所示，兩根足夠長固定平行金屬導(dǎo)軌位于傾角6=30。的斜面上，導(dǎo)軌上、下端各接有阻值A(chǔ)=20O的電阻，導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)，導(dǎo)軌寬度L=2〃7,在整個(gè)導(dǎo)軌平面內(nèi)都有垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度6=17。質(zhì)量，〃=0.Wg、連入電路的電阻〃=10。的金屬棒出?在較高處由靜止釋放，當(dāng)金屬棒c山下滑高度〃=3〃?時(shí)，速度恰好達(dá)到最大值u=2〃〃s。金屬棒c山在下滑過程中始終與導(dǎo)軌垂直且與導(dǎo)軌良好接觸g?。?）金屬棒C山由靜止至下滑高度為3m的運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能的減少量。（2）金屬棒c山由靜止至下滑高度為3m的運(yùn)動(dòng)過程中導(dǎo)軌上端電阻R中產(chǎn)生的熱量?！锝馕觯海?）金屬棒4b機(jī)械能的減少量AE=mgh-^mv2=2.SJ①（2）速度最大時(shí)金屬棒產(chǎn)生的電動(dòng)勢e=BLv②產(chǎn)生的電流/=e/(r+