高中物理 3-2法拉弟電磁感應(yīng)定律課件 新人教版選修1-1

1、法法 拉拉 第第電磁感應(yīng)定律電磁感應(yīng)定律V Va ab bN NA AR R問題問題1 1：在閉合電路中，在電源內(nèi)部電流從：在閉合電路中，在電源內(nèi)部電流從_極流極流向極向極_ _ 極；在電源外部電流從極；在電源外部電流從_極流向極流向 _極極問題問題2 2：在下列兩種情況中，那一部分相當(dāng)于電源？你：在下列兩種情況中，那一部分相當(dāng)于電源？你能判斷出它們的正負(fù)嗎？畫出等效電路圖。能判斷出它們的正負(fù)嗎？畫出等效電路圖。一、電源正負(fù)極的判斷一、電源正負(fù)極的判斷R R負(fù)正正正負(fù)負(fù)二、法拉第電磁感應(yīng)定律二、法拉第電磁感應(yīng)定律(1)(1)電路中感應(yīng)電動勢的大小，跟穿過電路中感應(yīng)電動勢的大小，跟穿過這一回路的

2、磁通量的變化率成正比，即這一回路的磁通量的變化率成正比，即tnE 是磁通量的平均變化率，表示磁通量變化的快慢是磁通量的平均變化率，表示磁通量變化的快慢 E E是是tt時間內(nèi)的平均感應(yīng)電動勢時間內(nèi)的平均感應(yīng)電動勢t 具體表達(dá)式具體表達(dá)式: : 可推出電量計算式可推出電量計算式RntREtIq 線圈面積線圈面積S S不變，磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻變化：不變，磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻變化：tBnStBSnE磁感強(qiáng)度磁感強(qiáng)度B B不變，線圈面積均勻變化：不變，線圈面積均勻變化：tSnBtSBnE例例1 1、 單匝矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)軸垂單匝矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)軸垂直于磁場，若線圈所圍面積里磁通量隨

3、時間變化的規(guī)直于磁場，若線圈所圍面積里磁通量隨時間變化的規(guī)律如圖所示律如圖所示, ,則線圈中則線圈中 A A0 0時刻感應(yīng)電動勢最小時刻感應(yīng)電動勢最小B BD D時刻感應(yīng)電動勢為零時刻感應(yīng)電動勢為零C CD D時刻感應(yīng)電動勢最大時刻感應(yīng)電動勢最大D D0 0至至D D時間內(nèi)平均感生電動勢時間內(nèi)平均感生電動勢為為0.4V0.4VB DB D 1 1t/t/s s/1010-3-3 WbWbA A0 0B B D D2 20.010.01（1 1）穿過電路的磁通量發(fā)生變化引起的電動勢的計算）穿過電路的磁通量發(fā)生變化引起的電動勢的計算求的是求的是t t時間內(nèi)感應(yīng)電動勢的平均值時間內(nèi)感應(yīng)電動勢的平均值

4、（2 2）導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢）導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢三、計算感應(yīng)電動勢的三種方法：三、計算感應(yīng)電動勢的三種方法： 若線圈平面與若線圈平面與B B垂直，且垂直，且B B一定，則一定，則tSnBE 若線圈平面與若線圈平面與B B垂直，且垂直，且S S一定，則一定，則StBnE （1 1）部分導(dǎo)線）部分導(dǎo)線垂直切割垂直切割時，時，E=BLVE=BLV（2 2）L L是導(dǎo)線的是導(dǎo)線的“有效長度有效長度”（3 3）只適用于勻強(qiáng)磁場）只適用于勻強(qiáng)磁場（4 4）求的是某一時刻）求的是某一時刻E E的瞬時值的瞬時值tnE 例例1 1：如圖：如圖10102 21 1所示，導(dǎo)線全部為裸導(dǎo)線，半

5、徑為所示，導(dǎo)線全部為裸導(dǎo)線，半徑為r r的圓的圓內(nèi)有垂直于圓平面的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為內(nèi)有垂直于圓平面的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B B，一根長度，一根長度大于大于2 2r r的導(dǎo)線的導(dǎo)線MNMN以速度以速度v v在圓環(huán)上無摩擦地自左端勻速滑到在圓環(huán)上無摩擦地自左端勻速滑到右端，電路的固定電阻為右端，電路的固定電阻為R R，其余電阻不計，求，其余電阻不計，求MNMN從圓環(huán)的從圓環(huán)的左端滑到右端的過程中電阻左端滑到右端的過程中電阻R R上的電流的平均值和通過電阻上的電流的平均值和通過電阻R R的電荷量的電荷量求電荷量要從電流的平均值來考慮求電荷量要從電流的平均值來考慮所以，電路中平均感應(yīng)電流為所以

6、，電路中平均感應(yīng)電流為通過通過R R的電荷量的電荷量變式題：變式題：如圖如圖1818（a a）所示，一個電阻值為）所示，一個電阻值為R R，匝，匝數(shù)為的圓形金屬線圈與阻值為數(shù)為的圓形金屬線圈與阻值為2 2R R的電阻的電阻R R1 1連接成連接成閉合回路。線圈的半徑為閉合回路。線圈的半徑為r r1 1。在線圈中半徑為。在線圈中半徑為r r2 2的圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直于線圈平面向里的勻強(qiáng)磁的圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直于線圈平面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B B隨時間隨時間t t變化的關(guān)系圖線如圖變化的關(guān)系圖線如圖1818（b b）所示。）所示。 圖線與橫、縱軸的截距分別為圖線與橫、縱軸的截距分

7、別為t t0 0和和B B0 0。導(dǎo)線的電阻不計。求。導(dǎo)線的電阻不計。求0 0至至t t1 1時間內(nèi)時間內(nèi)圖圖1818（a a）（b b）B Bt tt t0 0t t1 10 0B B0 0a ab bR R1 1r r2 2B BO O r r1 1(1)(1)通過電阻通過電阻R R1 1上的電流大小和方向；上的電流大小和方向；(2)(2)）通過電阻）通過電阻R R1 1上的電量上的電量q q及電阻及電阻R R1 1上產(chǎn)生的熱量。上產(chǎn)生的熱量。（1 1）由法拉第電磁感應(yīng)定律得感應(yīng)電動勢為）由法拉第電磁感應(yīng)定律得感應(yīng)電動勢為解：解：022022trBntBrntnE 由閉合電路的歐姆定律，得

8、通過由閉合電路的歐姆定律，得通過R R1 1的電流大小為的電流大小為02201133RtrBnRERREI 由楞次定律知通過由楞次定律知通過R R1 1的電流方向為由的電流方向為由b b向向a a（2 2）由）由I=q/t I=q/t 得在得在0 0至至t t1 1時間內(nèi)通過時間內(nèi)通過R R1 1的電量為的電量為01220113RttrnBtIq 由焦耳定律得在由焦耳定律得在0 0至至t t1 1時間內(nèi)電阻時間內(nèi)電阻R R1 1產(chǎn)生的熱量為產(chǎn)生的熱量為201422202112192RttrBntRIQ 1. 2005年遼寧綜合卷年遼寧綜合卷34.3.如圖所示如圖所示,兩根相距為兩根相距為l的平

9、行直導(dǎo)軌的平行直導(dǎo)軌ab、cd, b、d間連有一固定電阻間連有一固定電阻R,導(dǎo)軌電阻可忽略不計。導(dǎo)軌電阻可忽略不計。MN為放在為放在ab和和cd上的一導(dǎo)體桿上的一導(dǎo)體桿,與與ab垂直垂直,其電其電阻也為阻也為R。整個裝置處于勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)。整個裝置處于勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為強(qiáng)度的大小為B,磁場方向垂直于導(dǎo)軌所在平面磁場方向垂直于導(dǎo)軌所在平面（指向圖中紙面內(nèi)）?，F(xiàn)對（指向圖中紙面內(nèi)）。現(xiàn)對MN施力使它沿導(dǎo)施力使它沿導(dǎo)軌方向以速度軌方向以速度v（如圖）做勻速運(yùn)動。令（如圖）做勻速運(yùn)動。令U表示表示MN兩端電壓的大小，則兩端電壓的大小，則 （ ）A. U=Blv /2 ,流過固定電阻流過

10、固定電阻R的感應(yīng)電流由的感應(yīng)電流由b到到dB. U=Bl v/2 ,流過固定電阻流過固定電阻R的感應(yīng)電流由的感應(yīng)電流由d到到bC. U=Blv ,流過固定電阻流過固定電阻R的的 感應(yīng)電流由感應(yīng)電流由b到到dD. U=Blv ,流過固定電阻流過固定電阻R的的 感應(yīng)電流由感應(yīng)電流由d到到bAM NRvdabcB4 4、如下圖所示，銅桿、如下圖所示，銅桿OaOa長為長為L, L, 在垂直于勻強(qiáng)磁場的平面在垂直于勻強(qiáng)磁場的平面上繞上繞O O點以角速度點以角速度勻速轉(zhuǎn)動，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為勻速轉(zhuǎn)動，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B B，銅，銅桿中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢大小桿中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢大小, ,并分析并分析O O、a

11、a兩點電勢的高低。兩點電勢的高低。A AO OAAR R解法解法2 2：棒上各處速率不等，不：棒上各處速率不等，不能直接用能直接用E=BLvE=BLv來求，但棒上各來求，但棒上各點的速度點的速度v=v= r r與半徑成正比，與半徑成正比，因此可用棒的中點速度作為平因此可用棒的中點速度作為平均切割速度代入公式計算：均切割速度代入公式計算：21,22LVEBLVBL （3 3）導(dǎo)體轉(zhuǎn)動切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢）導(dǎo)體轉(zhuǎn)動切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢變式題變式題如圖所示，在磁感強(qiáng)度為如圖所示，在磁感強(qiáng)度為B B的勻強(qiáng)磁場中，的勻強(qiáng)磁場中，有半徑為有半徑為r r的光滑半圓形導(dǎo)體框架，的光滑半圓形導(dǎo)體框架

12、，OCOC為一能繞為一能繞O O在框架上滑動的導(dǎo)體棒，在框架上滑動的導(dǎo)體棒，OCOC之間連一個電阻之間連一個電阻R R，導(dǎo)，導(dǎo)體框架與導(dǎo)體棒的電阻均不計，若要使體框架與導(dǎo)體棒的電阻均不計，若要使OCOC能以角能以角速度速度勻速轉(zhuǎn)動，則外力做功的功率是勻速轉(zhuǎn)動，則外力做功的功率是 ( )( ) B B2 2 2 2 r r4 4 R R B B2 2 2 2 r r4 4 2R2R B B2 2 2 2 r r4 4 4R4R B B2 2 2 2 r r4 4 8R8R解：解： E=1/2 B rE=1/2 B r2 2P=E P=E 2 2R=BR=B2 2 2 2 r r4 4 4R4RC

13、 Ca ac cO OR R4 4(2009(2009安徽高考安徽高考) )如圖如圖4 4甲所示，一個電阻為甲所示，一個電阻為R R、面積、面積為為S S的矩形導(dǎo)線框的矩形導(dǎo)線框abcdabcd，水平放置在勻強(qiáng)磁場中，磁場，水平放置在勻強(qiáng)磁場中，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B B，方向與，方向與adad邊垂直并與線框平面成邊垂直并與線框平面成4545角，角，O O、O O分別是分別是abab邊和邊和cdcd邊的中點現(xiàn)將線框邊的中點現(xiàn)將線框右半邊右半邊ObcOObcO繞繞OOOO逆時針旋轉(zhuǎn)逆時針旋轉(zhuǎn)9090到圖到圖4 4乙所示位乙所示位置在這一過程中，導(dǎo)線中通過的電荷量是置在這一過程中，導(dǎo)線

14、中通過的電荷量是 ( () ) B. B. A.A. C. D C. D0 0RBS22RBS2RBS解析：甲圖中，磁通量解析：甲圖中，磁通量1，乙圖中穿過線圈的磁，乙圖中穿過線圈的磁通量等于零，根據(jù)公式通量等于零，根據(jù)公式A正確正確BS2RBSRq22A6(2009山東高考山東高考)如圖如圖6所示，一導(dǎo)線彎成半徑為所示，一導(dǎo)線彎成半徑為a的半圓形閉合的半圓形閉合回路虛線回路虛線MN右側(cè)有磁感應(yīng)強(qiáng)度為右側(cè)有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，方向垂直于回路的勻強(qiáng)磁場，方向垂直于回路所在的平面回路以速度所在的平面回路以速度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

15、達(dá)邊界開始到點到達(dá)邊界開始到C點進(jìn)入磁場為止，下列結(jié)論正確的點進(jìn)入磁場為止，下列結(jié)論正確的是是()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EmBavD感應(yīng)電動勢平均值感應(yīng)電動勢平均值Bav21E解析：由楞次定律知，感應(yīng)電流方向不變解析：由楞次定律知，感應(yīng)電流方向不變A正確正確感應(yīng)電動勢的最大值即切割磁感線等效長度最大時的電動勢，感應(yīng)電動勢的最大值即切割磁感線等效長度最大時的電動勢，故故EmBav，C正確正確 ) 1 (tE)2(212aB) 3(2vat BavE41AC7如圖如圖7所示，長為所示，長為L的金屬導(dǎo)線彎

16、成一圓環(huán)，導(dǎo)線的兩端接在的金屬導(dǎo)線彎成一圓環(huán)，導(dǎo)線的兩端接在電電容為容為C的平行板電容器上，的平行板電容器上，P、Q為電容器的兩個極板，磁場為電容器的兩個極板，磁場垂直于環(huán)面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度以垂直于環(huán)面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度以BB0Kt(K0)隨時間變化，隨時間變化，t0時，時，P、Q兩板電勢相等兩板間的距離遠(yuǎn)小于環(huán)的半徑，經(jīng)兩板電勢相等兩板間的距離遠(yuǎn)小于環(huán)的半徑，經(jīng)時間時間t，電容器，電容器P板板()A帶負(fù)電帶負(fù)電B所帶電荷量與所帶電荷量與t成正比成正比C帶正電，電荷量是帶正電，電荷量是D帶負(fù)電，電荷量是帶負(fù)電，電荷量是42CKL42CKL由楞次定律知電容器由楞次定律知電容器P板帶負(fù)電板帶負(fù)電 磁

17、感應(yīng)強(qiáng)度以磁感應(yīng)強(qiáng)度以BB0Kt(K0)隨時間變化，由法拉第電磁感應(yīng)定律隨時間變化，由法拉第電磁感應(yīng)定律 SKtBSE422LrS42CKLECUCQADI（變式題例（變式題例2 2）、在范圍足夠大，方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場、在范圍足夠大，方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，中，B B0.2 T0.2 T，有一水平放置的光滑框架，寬度為，有一水平放置的光滑框架，寬度為L L0.4 m0.4 m，如圖如圖10102 22 2所示，框架上放置一質(zhì)量為所示，框架上放置一質(zhì)量為0.05 kg0.05 kg、電阻為、電阻為1 1 的金屬桿的金屬桿cdcd，框架電阻不計若桿，框架電阻不計若桿cdcd以恒定加速度以恒定

18、加速度a a2 2 m/sm/s2 2，由靜止開始做勻變速運(yùn)動，求：，由靜止開始做勻變速運(yùn)動，求：(1)(1)在在5 s5 s內(nèi)平均感應(yīng)內(nèi)平均感應(yīng)電動勢是多少？電動勢是多少？(2)(2)第第5 s5 s末回路中的電流多大？末回路中的電流多大？(3)(3)第第5 s5 s末末作用在桿作用在桿cdcd上的水平外力多大？上的水平外力多大？(3)(3)桿桿cdcd勻加速運(yùn)動，由牛頓第二定律得：勻加速運(yùn)動，由牛頓第二定律得：F FF F安安mama 即即F FBILBILmama0.164 N0.164 N5 5如圖如圖10102 29 9所示，在豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度為所示，在豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B

19、B的勻強(qiáng)的勻強(qiáng)磁場中，有兩根水平放置、相距磁場中，有兩根水平放置、相距L L且足夠長的平行金屬導(dǎo)軌且足夠長的平行金屬導(dǎo)軌ABAB、CDCD，在導(dǎo)軌的，在導(dǎo)軌的A A、C C端連接一阻值為端連接一阻值為R R的電阻，一根垂直于導(dǎo)軌的電阻，一根垂直于導(dǎo)軌放置的金屬棒放置的金屬棒abab，質(zhì)量為，質(zhì)量為m m，導(dǎo)軌和金屬棒的電阻及它們間的，導(dǎo)軌和金屬棒的電阻及它們間的摩擦不計，若用恒力摩擦不計，若用恒力F F水平向右拉棒水平向右拉棒abab使之運(yùn)動，求金屬棒使之運(yùn)動，求金屬棒abab的最大速度的最大速度圖圖1029解析：解析：abab棒受恒力棒受恒力F F作用向右加速運(yùn)動產(chǎn)生感應(yīng)電作用向右加速運(yùn)動產(chǎn)

20、生感應(yīng)電流，流，abab棒在磁場中受安培力棒在磁場中受安培力F F安安，如右圖所示隨著，如右圖所示隨著v vE EI IF F安安F F合合a a，當(dāng)，當(dāng)abab棒所受棒所受合力為零時，加速度為零，速度最大合力為零時，加速度為零，速度最大此時此時F FF F安安0 0 F F安安BIL BIL I I E EBLvBLvm m （20092009年）年）12.(1512.(15分分) )如圖，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向如圖，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直于紙面向里，大小隨時間的變化率垂直于紙面向里，大小隨時間的變化率 ，k k為負(fù)為負(fù)的常量。用電阻率為的常量。用電阻率為、橫截面積為、橫截面積為S

21、S的硬導(dǎo)線做成一的硬導(dǎo)線做成一邊長為邊長為l l的方框。將方框固定于紙面內(nèi)，其右半部位于的方框。將方框固定于紙面內(nèi)，其右半部位于磁場區(qū)域中。求磁場區(qū)域中。求（1 1）導(dǎo)線中感應(yīng)電流的大?。唬?dǎo)線中感應(yīng)電流的大??；（2 2）磁場對方框作用力的大?。┐艌鰧Ψ娇蜃饔昧Φ拇笮?隨時間的變化。隨時間的變化。Bkt返回返回l(1)線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢21/2Bstl kt 在線框產(chǎn)生的感應(yīng)電流在線框產(chǎn)生的感應(yīng)電流,IR4lRs聯(lián)立聯(lián)立得得8klsI(2)(2)導(dǎo)線框所受磁場力的大小為導(dǎo)線框所受磁場力的大小為FBIl, ,它隨時間的變化率為它隨時間的變化率為 FBIltt由以上式聯(lián)立

22、可得由以上式聯(lián)立可得2 28Fk l stl5 5、 圖中圖中MNMN和和PQPQ為豎直方向的兩平行長直金屬為豎直方向的兩平行長直金屬 導(dǎo)導(dǎo)軌，間距軌，間距l(xiāng) l為為0.40m,0.40m,電阻不計。導(dǎo)軌所在平面與磁電阻不計。導(dǎo)軌所在平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度感應(yīng)強(qiáng)度B B為為0.50 T0.50 T的勻強(qiáng)磁場垂直。質(zhì)量的勻強(qiáng)磁場垂直。質(zhì)量m m為為6.06.01010-3-3kgkg、電阻為、電阻為1.01.0的金屬桿的金屬桿abab始終垂直于始終垂直于導(dǎo)軌，并與其保持光滑接觸。導(dǎo)軌兩端分別接有導(dǎo)軌，并與其保持光滑接觸。導(dǎo)軌兩端分別接有滑動變阻器和阻值為滑動變阻器和阻值為3.03.0的電阻的電阻R R

23、1 1。當(dāng)桿。當(dāng)桿abab達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時以速率達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時以速率v v勻速勻速下滑，整個電路消耗的電功率下滑，整個電路消耗的電功率P P為為0.27W0.27W，重力加速度取，重力加速度取1010m/sm/s2 2，試求速率，試求速率v v和滑動變阻器和滑動變阻器接入電路部分的阻值接入電路部分的阻值R R2 2。R1R2labMNPQBv由能量守恒，有由能量守恒，有 mgv = P代入數(shù)據(jù)解得代入數(shù)據(jù)解得 v=4.5m/s又又 E=Blv=0.5 0.44.50.9V設(shè)電阻設(shè)電阻R1與與R2的并聯(lián)電阻為的并聯(lián)電阻為R并并，ab棒的電阻為棒的電阻為r，有，有1/R1+ 1/R2 = 1/R并并

24、 P=IE=E2/(R并并+r) R并并+r =E2/P =3 R2=6.0解：解：R1R2labMNPQBv8.2007年理綜四川卷年理綜四川卷23 23(16分分)如圖所示，如圖所示，P、Q為水平面內(nèi)平行放為水平面內(nèi)平行放置的光滑金屬長直導(dǎo)軌，間距為置的光滑金屬長直導(dǎo)軌，間距為L1，處在豎直向，處在豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為下、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B1的勻強(qiáng)磁場中。一導(dǎo)體的勻強(qiáng)磁場中。一導(dǎo)體桿桿ef垂直于垂直于P、Q放在導(dǎo)軌上，在外力作用下向放在導(dǎo)軌上，在外力作用下向左做勻速直線運(yùn)動。質(zhì)量為左做勻速直線運(yùn)動。質(zhì)量為m、每邊電阻均為、每邊電阻均為r、邊長為邊長為L2的正方形金屬框的正方形金屬框a

25、bcd置于豎直平面內(nèi)，置于豎直平面內(nèi)，兩頂點兩頂點a、b通過細(xì)導(dǎo)線與導(dǎo)軌相連，磁感應(yīng)強(qiáng)度通過細(xì)導(dǎo)線與導(dǎo)軌相連，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為大小為B2的勻強(qiáng)磁場的勻強(qiáng)磁場垂直金屬框向里，金屬框恰好垂直金屬框向里，金屬框恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)。不計其余電阻處于靜止?fàn)顟B(tài)。不計其余電阻和細(xì)導(dǎo)線對和細(xì)導(dǎo)線對a、b點的作用力。點的作用力。 (1)通過通過ab邊的電流邊的電流Iab是多大是多大? (2)導(dǎo)體桿導(dǎo)體桿ef的運(yùn)動速度的運(yùn)動速度v是多大是多大?QeabdcfvPB1B2解：解：設(shè)通過正方形金屬框的總電流為設(shè)通過正方形金屬框的總電流為I，ab邊的電流為邊的電流為Iab，dc邊的電流為邊的電流為Idc，有，有abdcE

26、IIab43 IIdc41 金屬框受重力和安培力金屬框受重力和安培力,處于靜止?fàn)顟B(tài)處于靜止?fàn)顟B(tài),有有2222LIBLIBmgdcab 由由解得：解得：2243LBmgIab （1）畫出等效電路如圖示）畫出等效電路如圖示:QeabdcfvPB1B2（2）由（）由（1）可得）可得22LBmgI 設(shè)導(dǎo)體桿切割磁感線產(chǎn)生的電動勢為設(shè)導(dǎo)體桿切割磁感線產(chǎn)生的電動勢為E，有，有EB1L1v設(shè)設(shè)ad、dc、cb三邊電阻串聯(lián)后與三邊電阻串聯(lián)后與ab邊電阻并邊電阻并聯(lián)的總電阻為聯(lián)的總電阻為R，則，則rR43 根據(jù)閉合電路歐姆定律，有根據(jù)閉合電路歐姆定律，有IE/R由由解得解得212143LLBBmgrv 題目題目

27、 如圖所示如圖所示,OACO為置于水平面內(nèi)的光滑閉合金屬為置于水平面內(nèi)的光滑閉合金屬導(dǎo)軌導(dǎo)軌, O、C 處分別接有短電阻絲（圖中用粗線表處分別接有短電阻絲（圖中用粗線表示），示）， R1 =4、R2=8 ,(導(dǎo)軌其它部分電阻不計導(dǎo)軌其它部分電阻不計)，導(dǎo)軌導(dǎo)軌OAC的形狀滿足方程的形狀滿足方程 y=2 sin(/3 x) (單位：單位：m),磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2T的勻強(qiáng)磁場方向垂直于導(dǎo)軌的勻強(qiáng)磁場方向垂直于導(dǎo)軌平面，一足夠長的金屬棒在水平外力平面，一足夠長的金屬棒在水平外力F作用下，以作用下，以恒定的恒定的 速率速率 v=5.0 m/s 水平向右在導(dǎo)軌上從水平向右在導(dǎo)軌上從O點點滑動

28、到滑動到C點，棒與導(dǎo)軌接觸良好且始終保持與點，棒與導(dǎo)軌接觸良好且始終保持與OC導(dǎo)軌垂直，不計棒的電阻，求：導(dǎo)軌垂直，不計棒的電阻，求：（1）外力）外力F 的最大值，的最大值，（2）金屬棒在導(dǎo)軌上運(yùn)動時）金屬棒在導(dǎo)軌上運(yùn)動時電阻絲電阻絲R1上消耗的的最大功率上消耗的的最大功率（3）在滑動過程中通過金屬）在滑動過程中通過金屬棒的電流棒的電流I與時間與時間t 的關(guān)系。的關(guān)系。7. 2003年上海卷年上海卷22、yCOxBvR2R1A解：解：（1） 金屬棒勻速運(yùn)動時產(chǎn)生感應(yīng)電動勢金屬棒勻速運(yùn)動時產(chǎn)生感應(yīng)電動勢E=BLv 畫出等效電路如圖示畫出等效電路如圖示（不計電源內(nèi)阻）：（不計電源內(nèi)阻）：baER1

29、R248I =E/R總總 F外外=F安安=BIL = B2L2 v/ R總總 Lm=2sin/2=2m R總總 = R1R2 /（ R1+ R2 ）=8/3 F max = B2Lm2 v/ R總總 = 0.22225.0 3/ 8=0.3N （3）金屬棒與導(dǎo)軌接觸點間的長度隨時間變化）金屬棒與導(dǎo)軌接觸點間的長度隨時間變化x=vtE=BLv （2） P1m= E 2/R1 = B2Lm2 v2/ R1 = 0.2222 5.02 / 4 = 1W m32)x(sinL A3543352)tsin()tsin(RBvREI 總總總總baER1R248題目題目三三、解決電磁感應(yīng)中的電路問題、解決電

30、磁感應(yīng)中的電路問題一般解此類問題的基本思路是：一般解此類問題的基本思路是：明確哪一部分電路產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，則這部分電路明確哪一部分電路產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，則這部分電路就是等效電源就是等效電源正確分析電路的結(jié)構(gòu)，畫出等效電路圖正確分析電路的結(jié)構(gòu)，畫出等效電路圖結(jié)合結(jié)合閉合電路歐姆定律等閉合電路歐姆定律等有關(guān)的電路規(guī)律列方程求解有關(guān)的電路規(guī)律列方程求解1、求、求E感感、I感感，求電功和電功率的問題，求電功和電功率的問題電路中感應(yīng)電動勢的大小電路中感應(yīng)電動勢的大小tnE可推出電量計算式可推出電量計算式RntREtIq 2、求流過閉合回路的電量問題、求流過閉合回路的電量問題REI二、感應(yīng)電量的求解二、感應(yīng)

31、電量的求解根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，只要穿根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化，閉合電路中就會產(chǎn)生感過閉合電路的磁通量發(fā)生變化，閉合電路中就會產(chǎn)生感應(yīng)電流。設(shè)在時間內(nèi)通過導(dǎo)線截面的電量為應(yīng)電流。設(shè)在時間內(nèi)通過導(dǎo)線截面的電量為q q。 Iqt/ 由法拉第電磁由法拉第電磁感應(yīng)定律得：感應(yīng)定律得： 由電流定義式：由電流定義式：tnE/得：得：RnttRntREtIq【4 4】如圖】如圖17178585所示，兩根很長的光滑平行的金所示，兩根很長的光滑平行的金屬導(dǎo)軌，相距屬導(dǎo)軌，相距L L，放在一水平面內(nèi)，其左端接有電容，放在一水平面內(nèi)，其左端接有電

32、容CC、電阻為、電阻為R R1 1、R R2 2的電阻，金屬棒的電阻，金屬棒abab與導(dǎo)軌垂直放與導(dǎo)軌垂直放置且接觸良好，整個裝置放在磁感強(qiáng)度為置且接觸良好，整個裝置放在磁感強(qiáng)度為B B的勻強(qiáng)磁的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直于導(dǎo)軌平面向上，現(xiàn)用大小為場中，磁場方向垂直于導(dǎo)軌平面向上，現(xiàn)用大小為F F的水平恒力拉棒的水平恒力拉棒abab，使它沿垂直于棒的方向向右運(yùn)，使它沿垂直于棒的方向向右運(yùn)動，若棒與導(dǎo)軌的電阻均不計試求：動，若棒與導(dǎo)軌的電阻均不計試求：(1)(1)棒棒abab的最的最大速度；大速度；(2)(2)若棒達(dá)到最大速度以后突然靜止，些后若棒達(dá)到最大速度以后突然靜止，些后通過通過R R2 2的電量是多少？的電量是多少？三、含容電路三、含容電路vR1ABR2C 3 3、如圖所示，勻強(qiáng)磁場、如圖所示，勻強(qiáng)磁場B=0.1TB=0.1T，金屬棒，金屬棒ABAB長長0.4m0.4m，與框架寬度相同，與框架寬度相同，R=1/3 R=1/3 ，框架電阻不計，電阻，框架電阻不計，電阻R R1 1= = 2 2 ， R R2 2=1 =1 ，當(dāng)金屬棒以，當(dāng)金屬棒以 5m5ms s 的速度勻速向右運(yùn)的速度勻速向右運(yùn)動時，求：（動時，求：（1 1）流過金屬棒的感應(yīng)電流多大？）流過金屬棒的感應(yīng)電流多大？ （2 2）若圖中電容器）若圖中電容器C C為為0.3F