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基礎(chǔ)知識梳理一、法拉第電磁感應(yīng)定律1.法拉第電磁感應(yīng)定律(1)內(nèi)容:閉合電路中感應(yīng)電動勢的大小,跟穿過這一電路的磁通量的________成正比.變化率如圖甲所示線圈的匝數(shù)n=100匝,橫截面積S=50cm2,線圈總電阻r=10Ω,沿軸向有勻強磁場,設(shè)圖示磁場方向為正,磁場的磁感應(yīng)強度隨時間作如圖乙所示變化,則在開始的0.1s內(nèi)

(

)A.磁通量的變化量為0.25WbB.磁通量的變化率為2.5×10-2

Wb/sC.a(chǎn)、b間電壓為0D.在a、b間接一個理想電流表時,電流表的示數(shù)為0.25A1.關(guān)于電路中感應(yīng)電動勢的大小,下列說法正確的是(

)A.穿過電路的磁通量越大,感應(yīng)電動勢就越大B.電路中磁通量的改變量越大,感應(yīng)電動勢就越大C.電路中磁通量改變越快,感應(yīng)電動勢就越大D.若電路中某時刻磁通量為零,則該時刻感應(yīng)電流一定為零A.圖①中,回路產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢恒定不變B.圖②中,回路產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢一直在變大C.圖③中,回路在0~t1時間內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢小于在t1~t2時間內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢D.圖④中,回路產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢先變小再變大有一面積為S=100cm2的金屬環(huán)如圖9-2-3甲所示,電阻為R=0.1Ω,環(huán)中磁場變化規(guī)律如圖乙所示,且磁場方向垂直環(huán)面向里,在t1到t2時間內(nèi)(1)環(huán)中感應(yīng)電流的方向如何?(2)通過金屬環(huán)的電荷量為多少?如圖甲所示的螺線管,匝數(shù)n=1500匝,橫截面積S=20cm2,電阻r=1.5Ω,與螺線管串聯(lián)的外電阻R1=3.5Ω,R2=25Ω,方向向右穿過螺線管的勻強磁場,磁感應(yīng)強度按圖乙所示規(guī)律變化。試計算電阻R2的電功率和a、b兩點的電勢。如圖所示,EF、GH為平行的金屬導(dǎo)軌,電阻可不計,R為電阻器,C為電容器,AB為可在EF、GH上滑動的導(dǎo)體橫桿,有勻強磁場垂直于導(dǎo)軌平面.若I1和I2分別表示圖中該處導(dǎo)線中的電流,則當(dāng)橫桿AB(

)

A.勻速運動時,I1=0,I2=0

B.勻速運動時,I1≠0,I2=0C.加速運動時,I1=0,I2=0

D.加速運動時,I1≠0,I2≠02.導(dǎo)體切割磁感線的情形(1)若B、l、v相互垂直,則E=______.(2)E=Blvsinθ,θ為運動方向與磁感線方向的夾角.(3)導(dǎo)體棒在磁場中轉(zhuǎn)動:Blv1.理解E=Blv的“四性”(1)正交性:本公式是在一定條件下得出的,除磁場為勻強磁場外,還需B、l、v三者互相垂直.(2)瞬時性:若v為瞬時速度,則E為相應(yīng)的瞬時感應(yīng)電動勢.(3)有效性:公式中的l為導(dǎo)體切割磁感線的有效長度.(4)相對性:E=Blv中的速度v是導(dǎo)體相對磁場的速度,若磁場也在運動,應(yīng)注意速度間的相對關(guān)系.如圖所示,一導(dǎo)線彎成半徑為a的半圓形閉合回路.虛線MN右側(cè)有磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場,方向垂直于回路所在的平面.回路以速度v向右勻速進入磁場,直徑CD始終與MN垂直.從D點到達邊界開始到C點進入磁場為止,下列結(jié)論正確的是(

)A.感應(yīng)電流方向不變B.CD段直導(dǎo)線始終不受安培力C.感應(yīng)電動勢最大值Em=Bav例1: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,當(dāng)棒ab以速度v向右勻速運動時:產(chǎn)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(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,當(dāng)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(zhuǎn)化來的,它們之間有什么樣的關(guān)系?外力F對棒ab做功練習(xí):如圖,一個水平放置的導(dǎo)體框架,寬度L=0.50m,接有電阻R=0.15Ω,設(shè)勻強磁場和框架平面垂直,磁感應(yīng)強度B=0.40T,方向如圖.今有一導(dǎo)體棒ab跨放在框架上,并能無摩擦地沿框滑動,框架及導(dǎo)體ab電阻r=0.05Ω,當(dāng)ab以v=4.0m/s的速度向右勻速滑動時,試求:(1)導(dǎo)體ab上的感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流的大小(2)維持ab做勻速運動的外力大小和方向(3)整個回路消耗的熱功率(4)當(dāng)ab運動2m的過程中,經(jīng)過ab導(dǎo)體的電量lFRab例2:其他條件不變,ab棒質(zhì)量為m,開始靜止,當(dāng)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(guān)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(chǎn)生的焦耳熱為多少?例2:其他條件不變,ab棒質(zhì)量為m,開始靜止,當(dāng)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(zhì)量為m,開始靜止,當(dāng)受到一個向右恒力F的作用,則:練習(xí):如圖所示,金屬導(dǎo)軌MN、PQ之間的距離L=0.2m,導(dǎo)軌左端所接的電阻R=1,金屬棒ab(m=2kg)可沿導(dǎo)軌滑動,勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B=5T,ab在外力F=10N作用下向右滑動,求(1)當(dāng)速度v=5m/s時的加速度;(2)ab棒能達到的最大速度vm(3)若達到最大速度的過程中在R上消耗的熱量為20J,求ab棒運動的位移X(4)求達到最大速度的過程中,經(jīng)過R上的電量RPQMNab例:如圖所示,豎直放置的U形導(dǎo)軌寬為L,上端串有電阻R(其余導(dǎo)體部分的電阻都忽略不計)。磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場方向垂直于紙面向外。金屬棒ab的質(zhì)量為m,與導(dǎo)軌接觸良好,不計摩擦,從靜止釋放后ab保持水平而下滑,試求ab下滑的最大速度vm。Ra

m

Lb

例:如圖所示,B=0.2T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=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(dǎo)體下滑的最大速度vm(2)在最大速度時ab上釋放的熱功率300BmgFFNabB300如

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