法拉第電磁感應(yīng)定律習(xí)題課

法拉第電磁感應(yīng)定律綜合運用習(xí)題課1與閉合電路歐姆定律相結(jié)合2與牛頓運動定律、運動學(xué)相結(jié)合3與做功、能量轉(zhuǎn)化相結(jié)合4與圖像問題相結(jié)合電磁感應(yīng)中的電路問題1．如圖a所示，一個電阻值為R，匝數(shù)為n的圓形金屬線圈與阻值為2R的電阻R1連接成閉合回路．2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B隨時間t變化的關(guān)系圖線如圖b所示．圖線與橫、縱軸的截距分別為t0和B0導(dǎo)線的電阻不計．求0至t1時間內(nèi)1通過電阻R1上的電流大小和方向；2通過電阻R1上的電荷量q及電阻R1上產(chǎn)生的熱量．2如圖所示，=06Ω的導(dǎo)體棒，在導(dǎo)軌的兩端分別連接兩個電阻R1=4Ω、R2=6Ω，其他電阻不計．整個裝置處在垂直導(dǎo)軌向里的勻強磁場中，如圖所示，磁感應(yīng)強度B=．當直導(dǎo)體棒在導(dǎo)軌上以v=6m/s的速度向右運動時，求：直導(dǎo)體棒兩端的電壓和流過電阻R1和R2的電流大?。姶鸥袘?yīng)中的電路問題小結(jié)解決問題的方法、步驟：1找到“等效電源”，分清內(nèi)外電路和內(nèi)、外阻大小2畫出等效電路圖3運用閉合電路歐姆定律進行相關(guān)計算例題1：如圖所示在豎直向下的勻強磁場B的區(qū)域內(nèi),有一個水平放置的金屬框架,框架寬度為l,電阻為R,質(zhì)量為m電阻為r的金屬桿ab能與框架良好接觸,以初速度v0開始水平向右運動。求：2金屬桿運動過程中的最大加速度3整個過程中兩個電阻上產(chǎn)生的焦耳熱1分析ab桿的受力情況和運動情況

v0Rabr第二三類導(dǎo)軌-單桿具有初速度模型解1：分析ab桿的受力情況和運動情況：先由右手定則判斷感應(yīng)電流方向；再由左手定則判斷ab桿受到與運動方向相反的安培力；速度減小、電動勢減小、電流減小、安培力減小，加速度減小，所以ab桿做加速度減小的減速運動。

v0Rabr解2：金屬桿運動過程中的最大加速度由（1）可知，安培力是阻力，所以vEIFBa所以剛開始運動時加速度最大。

v0Rabr解3：整個過程中兩個電阻上產(chǎn)生的焦耳熱，根據(jù)能量守恒，ab桿動能的減少全部轉(zhuǎn)化為R和r上的電能，因為是純電阻，電能又全部轉(zhuǎn)化為兩個電阻上的熱能所以：小結(jié)解決問題的方法、步驟：1認真分析物體的受力情況和初始條件2畫出物體的受力圖3運用牛頓運動定律分析物體的運動情況和變化情況（可能達到的穩(wěn)定狀態(tài)）4單獨列方程求解3．如圖，磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場中有一固定金屬線框PMNQ，線框平面與磁感線垂直，線框平面光滑，線框?qū)挾葹長。導(dǎo)體棒CD垂直放置在線框上，并以垂直于棒的初速度v向右運動，運動過程中導(dǎo)體棒與金屬線框保持良好接觸。若已知B＝02T，L＝04m，v＝5m/s，導(dǎo)體棒接入電路中的有效電阻R＝05Ω，m=金屬線框電阻不計，求：①分析導(dǎo)體棒的運動情況，且求導(dǎo)體棒運動過程中的最大加速度；②整個過程中回路中的焦耳熱。練習(xí)1：如圖所示，B＝與導(dǎo)軌垂直向上，導(dǎo)軌寬度L＝1m，α＝300，電阻可忽略不計，導(dǎo)體棒ab質(zhì)量為m＝，其電阻R＝01Ω，跨放在U形框架上，并能無摩擦的滑動，求：（1）導(dǎo)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Pm300BmgFFNabB300300BmgFFN解：（1）導(dǎo)體下滑的最大速度vm300BmgFFNFRab例2：定值電阻R，導(dǎo)體棒ab電阻r，水平光滑導(dǎo)軌間距l(xiāng)，勻強磁場磁感應(yīng)強度為B，開始靜止，當受到一個向右恒力F的作用，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？加速度a減小的加速運動第二三類-單桿受外力作用的模型FRabr問3：若ab向右運動位移為時，速度達到最大值vm，這一過程中回路產(chǎn)生的焦耳熱為多少，ab產(chǎn)生的焦耳熱又為多少？FRabr問4：若ab向右運動位移為，此述過程中，通過回路某一橫截面的電量為多少？小結(jié)解決問題的方法、步驟：1認真分析物體的受力情況和初始條件2畫出物體的受力圖3運用牛頓運動定律分析物體的運動情況和變化情況（可能達到的穩(wěn)定狀態(tài)）4單獨列方程求解4．如圖所示，間距L=，電阻不計的足夠長平行光滑金屬導(dǎo)軌水平放置，導(dǎo)軌左端用一阻值為R=06Ω的電阻連接，導(dǎo)軌上橫跨一根質(zhì)量為m=，電阻也為r=，金屬棒與導(dǎo)軌接觸良好，整個裝置處于豎直向上，磁感應(yīng)強度為B=的勻強磁場中，求：金屬棒在水平向右的恒力F=2N的作用下由靜止開始向右運動，達到最大速度，重力加速度

（1）導(dǎo)體棒運動的最大速度；（2）金屬棒從靜止開始運動到最大速度的過程中安培力做的功。練習(xí)2如圖所示，MN與=1g，電阻r=垂直跨接在導(dǎo)軌上，勻強磁場的磁感線垂直紙面向里，磁感應(yīng)強度的大小為B=2T，導(dǎo)軌左端接阻值R=2Ω的電阻，導(dǎo)軌電阻不計。t=0時刻ab桿受水平拉力F的作用后由靜止開始向右作勻加速運動，第4s末，ab桿的速度為v=2m/s，重力加速g=10m/s2。求：（1）4s末ab桿受到的安培力FA的大??；（2）若0－4s時間內(nèi)，，求這段時間內(nèi)水平拉力F做的功；例題:在豎直的勻強磁場中,水平放置一個不變形的單匝金屬圓線圈,規(guī)定線圈中感應(yīng)電流的正方向如圖1所示,當磁場的磁感應(yīng)強度B隨時間t如圖2變化時,圖3中正確表示線圈中感應(yīng)電動勢E變化的是（）t/sEO12345E02E0-E0-2E0t/sEO12345E02E0-E0-2E0t/sEO12345E02E0-E0-2E0t/sEO12345E02E0-E0-2E0ABCD圖3t/sBO12345圖2圖1BI第四類-與圖像相結(jié)合的問題2、如圖所示豎直放置的螺線管和導(dǎo)線abcd構(gòu)成回路，螺線管下方水平桌面上有一導(dǎo)體環(huán)。當導(dǎo)線abcd所圍區(qū)域內(nèi)的磁場按下列哪一圖示方式變化時，導(dǎo)體環(huán)將受到向上的磁場力作用？adcb××××××××××B0tB0tB0tB0tBABCD3如圖所示，一寬40cm的勻強磁場區(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v＝20cm/s通過磁場區(qū)域，在運動過程中，線框有一邊始終與磁場區(qū)域的邊界平行．取它剛進入磁場的時刻t＝0在下列圖線中，正確反映感應(yīng)電流隨時間變化規(guī)律的是dcba9．如圖甲所示，單匝矩形線圈abcd垂直固定在勻強磁場中。規(guī)定垂直紙面向里為磁感應(yīng)強度的正方向，磁感應(yīng)強度隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示。以順時針方向為電流正方向，以向右方向為安培力正方向，下列關(guān)于bc段導(dǎo)線中的感應(yīng)電流i和受到的安培力F隨時間變化的圖象正確的是（）

A． B．C． D．練習(xí)2．如圖，豎直放置的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、點和，電阻為r的導(dǎo)體棒ab垂直擱在導(dǎo)軌上，與磁場上邊邊界相距d0．現(xiàn)使ab棒由靜止開始釋放，棒ab在離開磁場前已經(jīng)做勻速直線運動（棒ab與導(dǎo)軌始終保持良好的電接觸且下落過程中始終保持水平，導(dǎo)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(chǎn)生的焦耳熱；（3）試分析討論ab棒在磁場中可能出現(xiàn)的運動情況