法拉第電磁感應定律及應用一

1、 電磁感應定律的應用（一）知識點1、感生電動勢例題1、一勻強磁場，磁場方向垂直紙面，規(guī)定向里的方向為正。在磁場中有一細金屬圓環(huán)，線圈平面位于紙面內，如圖甲所示?，F(xiàn)令磁感應強度B隨時間t變化，先按圖乙中所示的Oa圖象變化，后來又按圖象bc和cd變化，令E1、E2、E3分別表示這三段變化過程中感應電動勢的大小，I1，I2，I3分別表示對應的感應電流，則（ BD ）AE1>E2，I1沿逆時針方向，I2沿順時針方向 BE1<E2，I1沿逆時針方向，I2沿順時針方向CE1<E2，I2沿順時針方向，I3沿逆時針方向 DE2=E3，I2沿順時針方向，I3沿順時針方向例題2.如圖，線圈內有理

2、想邊界的勻強磁場，當磁感應強度均勻增加時，有一帶電微粒靜止于水平放置的平行板電容器中間，若線圈的匝數為n ,粒子的質量為m，帶電量為q，線圈面積為s，平行板電容器兩板間的距離為d，求磁感應強度的變化率。例題3、如圖18（a）所示，一個電阻值為R，匝數為的圓形金屬線圈與阻值為2R的電阻R1連接成閉合回路。線圈的半徑為r1。在線圈中半徑為r2的圓形區(qū)域內存在垂直于線圈平面向里的勻強磁場，磁感應強度B隨時間t變化的關系圖線如圖18（b）所示。圖線與橫、縱軸的截距分別為t0和B0。導線的電阻不計。求0至t1時間內（1）通過電阻R1上的電流大小和方向；（2）通過電阻R1上的電量q及電阻R1上產生的熱量。

3、baBL1L2（1），電流由b向a通過（2）練習、如圖所示，U形導線框固定在水平面上，右端放有質量為m的金屬棒ab，ab與導軌間的動摩擦因數為，它們圍成的矩形邊長分別為L1、L2，回路的總電阻為R。從t=0時刻起，在豎直向上方向加一個隨時間均勻變化的勻強磁場B=kt，（k>0）那么在t為多大時，金屬棒開始移動？知識點2、動生電動勢例題如圖所示，空間存在兩個磁場，磁感應強度大小均為，方向相反且垂直紙面，、為其邊界，OO為其對稱軸。一導線折成邊長為的正方形閉合回路，回路在紙面內以恒定速度向右運動，當運動到關于OO對稱的位置時( ACD )A穿過回路的磁通量為零 B回路中感應電動勢大小為2BC

4、回路中感應電流的方向為順時針方向 D回路中邊與邊所受安培力方向相同練習1、如圖，電阻r5的金屬棒ab放在水平光滑平行導軌PQMN上（導軌足夠長），ab棒與導軌垂直放置，導軌間間距L30cm，導軌上接有一電阻R10，整個導軌置于豎直向下的磁感強度B0.1T的勻強磁場中，其余電阻均不計?，F(xiàn)使ab棒以速度v2.0m/s向右作勻速直線運動，試求：（1）ab棒中的電流方向及ab棒兩端的電壓Uab；（2）ab棒所受的安培力大小Fab和方向。練習2如圖所示，平行于y軸的導體棒以速度v向右勻速直線運動，經過半徑為R、磁感應強度為B的圓形勻強磁場區(qū)域，導體棒中的感應電動勢與導體棒位置x關系的圖像是( A )知識

5、點3、動生中的圖像描繪例題、勻強磁場磁感應強度 B=0.2 T，磁場寬度L=3rn，一正方形金屬框邊長ab=1m，每邊電阻r=0.2，金屬框以v=10m/s的速度勻速穿過磁場區(qū)，其平面始終保持與磁感線方向垂直，如圖所示，求：（1）畫出金屬框穿過磁場區(qū)的過程中，金屬框內感應電流的I-t圖線（2）畫出ab兩端電壓的U-t圖線練習如圖（a）所示，水平放置的兩根平行金屬導軌，間距L=0.3m導軌左端連接R0.6的電阻，區(qū)域abcd內存在垂直于導軌平面B=0.6T的勻強磁場，磁場區(qū)域寬D=0.2 m細金屬棒A1和A2用長為2D=0.4m的輕質絕緣桿連接，放置在導軌平面上，并與導軌垂直，每根金屬棒在導軌間

6、的電阻均為t=0.3 ,導軌電阻不計，使金屬棒以恒定速度r=1.0 m/s沿導軌向右穿越磁場，計算從金屬棒A1進入磁場（t=0）到A2離開磁場的時間內，不同時間段通過電阻R的電流強度，并在圖（b）中畫出（00.2s） （0.20.4s）E=0, I2=0 （0.40.6s） I3=0.12A知識點4、電磁感應中的圖像問題例題1、如圖所示，LOOL為一折線，它所形成的兩個角LOO和OOL均為450。折線的右邊有一勻強磁場，其方向垂直O(jiān)O的方向以速度v做勻速直線運動，在t=0時刻恰好位于圖中所示的位置。以逆時針方向為導線框中電流的正方向，在下面四幅圖中能夠正確表示電流時間（It）關系的是（時間以l

7、/v為單位）（ ）例題2.如圖，EOF和為空間一勻強磁場的邊界，其中EO，F(xiàn)O，且EOOF；為EOF的角平分線，間的距離為l；磁場方向垂直于紙面向里。一邊長為l的正方形導線框沿方向勻速通過磁場，t=0時刻恰好位于圖示位置。規(guī)定導線框中感應電流沿逆時針方向時為正，則感應電流i與實踐t的關系圖線可能正確的是練習1.圖中兩條平行虛線之間存在勻強磁場，虛線同的距離為l，磁場方向垂直紙面向里abcd是位于紙面內的梯形線圈，ad與bc間的距離也為lt=0時刻，bc邊與場區(qū)域邊界重合(如圖)，現(xiàn)令線圈以恒定的速度v，沿垂直于磁場區(qū)域邊界的方向穿過磁場區(qū)域取沿abcda的感應電流為正，則在線圈穿越磁場區(qū)域的過

8、程中，感應電流I隨時間t變化的圖線可能是（ ）adcbltItItItIA .B .D .C .練習2.如圖，一有界區(qū)域內，存在著磁感應強度大小均為，方向分別垂直于光滑水平桌面向下和向上的勻強磁場，磁場寬度均為，邊長為的正方形框的邊緊靠磁場邊緣置于桌面上，使線框從靜止開始沿軸正方向勻加速通過磁場區(qū)域，若以逆時針方向為電流的正方向，能反映線框中感應電流變化規(guī)律的是圖( A )知識點5、自感現(xiàn)象例題1. 如圖所示，電阻R和電感線圈L的值都較大，電感線圈的電阻不計，A、B是兩只完全相同的燈泡，當開關S閉合時，下面能發(fā)生的情況是（ D ）AB比A先亮，然后B熄滅 BA比B先亮，然后A熄滅CA、B一起亮

9、，然后A熄滅 DA、B一起亮，然后B熄滅例題2.如圖所示的電路中，電源的電動勢為E,內阻為r,電感L的電阻不計，電阻R的阻值大于燈泡D的阻值，在t=0時刻閉合開關S，經過一段時間后，在t=t1時刻斷開S,下列表示A、B兩點間電壓UAB隨時間t變化的圖像中，正確的是( B )練習、如圖所示的電路中，A1和A2是完全相同的燈泡，線圈L的電阻可以忽略不計，下列說法中正確的是（ AD ）A合上開關S接通電路時，A2先亮A1后亮，最后一樣亮B合上開關S接通電路時，A1和A2始終一樣亮C斷開開關S切斷電路時，A2立即熄滅，A1過一會熄滅D斷開開關S切斷電路時，A1和A2都要過一會才熄滅習題：1.如圖所示，

10、兩個端面半徑同為R的圓柱形鐵芯同軸水平放置，相對的端面之間有一縫隙，鐵芯上繞導線并與電源連接，在縫隙中形成一勻強磁場.一銅質細直棒ab水平置于縫隙中，且與圓柱軸線等高、垂直.讓銅棒從靜止開始自由下落，銅棒下落距離為0.2R時銅棒中電動勢大小為，下落距離為0.8R時電動勢大小為，忽略渦流損耗和邊緣效應.關于、的大小和銅棒離開磁場前兩端的極性，下列判斷正確的是( D ) A、>，a端為正 B、>，b端為正 C、<，a端為正 D、<，b端為正2如圖，一直導體棒質量為m、長為l、電阻為r，其兩端放在位于水平面內間距也為l的光滑平行導軌上，并與之密接；棒左側兩導軌之間連接一可控制的負載電阻（圖中未