法拉第電磁感應(yīng)定律習(xí)題課

1、例1:下面的陳述是正確的()A .線圈中的磁通量變化越大，線圈B中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢越大。線圈中的磁通量越大，線圈C中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢越大。磁場越強(qiáng)，線圈D中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢越大。線圈中的磁通量變化越快，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢越大。(了解電磁感應(yīng)定律)，d，鞏固練習(xí)1:通過單匝閉合線圈的磁通量將每秒均勻增加2Wb，然后(a)線圈中的感應(yīng)電動勢將均勻增加。線圈中的感應(yīng)電動勢將均勻增加。線圈中的感應(yīng)電動勢將保持2V不變。 實(shí)例23360將面積為20 cm2的200匝線圈置于磁場中，磁場方向與線圈平面成30角。 如果磁感應(yīng)強(qiáng)度在0.05秒內(nèi)從0.1 T增加到0.5 T，則在此過程中通過線圈的磁通量的變

2、化量為_ _ _ _ _ _ Wb磁通量的平均變化率為_Wb/s。線圈中感應(yīng)電動勢的大小為_ _ _伏，410-4，810-3，1.6(電磁感應(yīng)第二定律的應(yīng)用)。在練習(xí)3中，寫出一個(gè)表達(dá)式，說明在不同條件下(B.L.)導(dǎo)線兩端的感應(yīng)電動勢。r是已知的)e=e=e=-。例1。圖中顯示了通過某一條線的磁通量與時(shí)間t之間的關(guān)系，試圖根據(jù)圖來解釋：(1)通過某一條線的磁通量何時(shí)最大？最小的是什么時(shí)候？(2)什么時(shí)候/t最大？最小的是什么時(shí)候？(3)感應(yīng)電動勢何時(shí)最大？最小的是什么時(shí)候？注意區(qū)分幾個(gè)物理量： ， ， / t e只與 / t有關(guān)，與和 無關(guān)。1.用圖像解決問題：11。如右圖所示，一個(gè)圓環(huán)和

3、一個(gè)外切的方形線圈都是由同一根絕緣導(dǎo)線制成的，每個(gè)線圈形成一個(gè)閉合回路，一個(gè)均勻的磁場遍布整個(gè)方形線圈。當(dāng)磁場均勻變化時(shí)，線圈和圓環(huán)之間的感應(yīng)電動勢之比是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _，感應(yīng)電流之比是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _；如果磁場只充滿了環(huán)，感應(yīng)電動勢的比率是_ _ _ _ _ _ _。答案是：43360 133601 133601。12.有兩個(gè)環(huán)A和B由相同的材料和相同的厚度制成，并且

4、半徑比rA:rB=2:1。如右圖所示，當(dāng)環(huán)B滿時(shí)，答案：133602，例1:有一個(gè)面積為S=100 cm2的金屬環(huán)，電阻為R=0.1。如圖所示，磁場方向向內(nèi)垂直于環(huán)面，因此在T1-T2期間金屬環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢、電流和電荷為_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _秒。當(dāng)面積s不變時(shí)， 應(yīng)用e=ns b/ t :例23360如圖所示，500匝線圈的兩端與電阻r=99相連，并置于垂直均勻磁場中。 線圈的橫截面積為20，電阻為1。當(dāng)滿足下列條件時(shí)，感應(yīng)電動勢e？流經(jīng)電阻

5、r的電流是多少？1，磁感應(yīng)強(qiáng)度以10t/s的速率均勻增加，2，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化滿足以下關(guān)系： B=(10 10t)T，3，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的圖像顯示為：例如，半徑為r、阻力為r的金屬環(huán)通過一定直徑的軸OO以恒定速度旋轉(zhuǎn)，如圖所示。均勻磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為b，當(dāng)金屬環(huán)平面的磁場方向一致時(shí)開始計(jì)時(shí)，然后在轉(zhuǎn)動30的過程中。問：(1)回路中感應(yīng)電動勢的平均值是多少？當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度b為常數(shù)：時(shí)，e=nb s/ t的應(yīng)用，(2)穿過金屬環(huán)某一截面的電荷是多少？有一個(gè)面積s=100cm2、電阻r=0.1的金屬環(huán)。環(huán)內(nèi)磁場的變化規(guī)律如圖17-19所示。當(dāng)磁場方向垂直于環(huán)面向內(nèi)時(shí)，在t1-T2期間通過金屬

6、環(huán)的電荷為_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。由具有均勻厚度的電阻絲包圍的方形金屬絲框架被置于有界均勻磁場中。磁場方向垂直于線框的平面，其邊界為正方形?，F(xiàn)在，使線框以相同的速度在四個(gè)不同的方向上平移磁場，如下圖所示，線框一側(cè)的兩點(diǎn)ab之間的電勢差的絕對值為()，B，示例1:如圖所示，裸金屬線形成滑動框架。 金屬棒ab可以滑動，它的電阻是R，它的長度是L，它的串聯(lián)電阻是R，它的均勻磁場是b。 (3)如果ab以恒定的速度移動，施加的外力的大小，在時(shí)間t秒內(nèi)做功的外力的大小，以及功率P？(4)在時(shí)間t秒內(nèi)，條ab產(chǎn)生熱量，電阻器r產(chǎn)生熱量。4.應(yīng)用E=BLV :1。結(jié)合電路知識和力學(xué)知識

7、，實(shí)施例2:將總電阻為2R的均勻電阻絲焊接成半徑為的圓環(huán)，并將其水平固定在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的垂直均勻磁場中。如圖所示，將長度為2a、電阻為R且厚度均勻的金屬棒MN放置在圓環(huán)上，圓環(huán)始終與圓環(huán)保持良好接觸。當(dāng)金屬棒，1，電流I在棒上，電壓u在棒兩端？例3:如圖所示，將橫截面均勻的導(dǎo)線彎成半徑為r的閉合環(huán)，垂直放置在磁感應(yīng)強(qiáng)度為b的均勻磁場中，磁場方向垂直于紙面內(nèi)側(cè)。取一根相同規(guī)格的直導(dǎo)線，放在環(huán)上(兩個(gè)金屬外露并連接)，以恒定的速度向右移動。當(dāng)它移動到bc位置(弧bc=1/2弧bac)時(shí)，兩點(diǎn)bc之間的電位差是多少？例4:如圖所示，線圈中有一個(gè)理想邊界的均勻磁場。當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增加時(shí)，在水平放置

8、的平行板電容器中間有一個(gè)帶電粒子。如果線圈的匝數(shù)是n，粒子的質(zhì)量是m，電荷量是q，線圈面積是s，平行板電容器的兩個(gè)板之間的距離是d，計(jì)算磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率。例5:如圖所示，光滑的平行導(dǎo)軌p和q相隔1米，位于同一水平面上，導(dǎo)軌的左端與如圖所示的電路相連，其中水平放置的平行板電容器c的兩個(gè)板之間的距離為d=10毫米，固定電阻R1=R3=8，R2=2，導(dǎo)軌電阻不計(jì)算在內(nèi)。磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.4T的均勻磁場垂直向下穿過導(dǎo)軌表面。當(dāng)金屬棒ab沿著時(shí)，當(dāng)S閉合時(shí)，粒子以加速度a=7m/s2向下均勻加速，取g=10m/s2，并問：(1)金屬棒ab移動的速度有多快？阻力是什么？(2)當(dāng)S閉合后，使金屬桿ab勻速

9、運(yùn)動的外力是多少？例6:在均勻磁場中，水平放置在光滑的導(dǎo)軌上，有一個(gè)導(dǎo)體棒ab，它以恒定的力F作用于ab，并在靜止時(shí)開始移動?；芈返目傋枇閞。分析ab的運(yùn)動，找出ab的最大速度。例7:如圖所示，平行光滑導(dǎo)軌垂直放置，均勻磁場方向垂直于導(dǎo)軌平面，質(zhì)量為m的金屬棒沿導(dǎo)軌下滑，電阻r上消耗的最大功率為p(不包括棒和導(dǎo)軌的電阻)，因此r上消耗的最大功率為4P?？尚械姆椒ㄈ缦拢?1)將磁感應(yīng)強(qiáng)度改為原來的4倍(2)在最大速度vm下，ab上消耗的電功率Pm，實(shí)施例1:如圖所示，具有質(zhì)量m和邊長a的方形金屬線架從一定高度落下，并依次穿過B1和B2兩個(gè)均勻的強(qiáng)磁場。眾所周知，B1=2B2，B2磁場的高度為，

10、在進(jìn)入B1的過程中，線框以v1的速度勻速運(yùn)動，然后在B1中加速一段時(shí)間后以恒定的速度進(jìn)入和離開B2。進(jìn)入和通過B2時(shí)的速度為常數(shù)v2，要求：(1)V1與v2之比，(2)整個(gè)下落過程中產(chǎn)生的焦耳熱，(2)與能量知識的結(jié)合。如圖所示，垂直放置的平滑平行金屬導(dǎo)軌MN和PQ由L隔開，并且?guī)в蠷的電阻間接連接在M點(diǎn)和P點(diǎn)之間。在兩條導(dǎo)軌之間OO1O1O O 的矩形區(qū)域中，存在垂直導(dǎo)軌平面向內(nèi)且寬度為D的均勻磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。質(zhì)量為m且電阻為r的導(dǎo)體棒ab垂直放置在導(dǎo)軌上，距離磁場的上邊界為d0?，F(xiàn)在，桿ab從靜止?fàn)顟B(tài)釋放，并且在離開磁場之前已經(jīng)做了均勻的線性運(yùn)動(桿ab與導(dǎo)軌保持良好的電接觸，并且在

11、下落過程中保持水平，并且導(dǎo)軌的電阻不被計(jì)算)。找出：(1)條形ab離開磁場下邊界時(shí)的速度；(2)棒ab在穿過磁場區(qū)域的過程中產(chǎn)生的焦耳熱；(3)嘗試分析和討論ab棒在磁場中可能的運(yùn)動。例1:兩條足夠長的固定平行金屬導(dǎo)軌位于同一水平面上，兩條導(dǎo)軌之間的距離為1。兩條導(dǎo)體棒ab和cd水平放置在導(dǎo)軌上，形成一個(gè)矩形回路，如圖所示。兩個(gè)導(dǎo)體棒的質(zhì)量都是m，電阻是r，環(huán)路其余部分的電阻可以忽略不計(jì)。在整個(gè)導(dǎo)軌平面上有一個(gè)垂直的均勻磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為b。假設(shè)兩個(gè)導(dǎo)體棒可以無摩擦地沿導(dǎo)軌滑動。開始時(shí)，條形cd是靜止的。桿ab具有指向桿cd的初始速度v0(見圖)。如果兩根導(dǎo)體棒在運(yùn)動中不接觸，問：(1)運(yùn)動中

12、產(chǎn)生的最大焦耳熱是多少；(2)當(dāng)ab桿的速度變?yōu)槌跏妓俣鹊?/4時(shí)，桿cd的加速度是多少？3。結(jié)合動量知識，例1:如圖所示，夾角為的三角形金屬框架的MON平面垂直于均勻磁場B，導(dǎo)體ab可以靠近金屬框架移動。當(dāng)導(dǎo)體從O點(diǎn)開始，以速度V勻速向右平移時(shí)，回路Obc中的感應(yīng)電動勢E隨時(shí)間的函數(shù)關(guān)系和回路中感應(yīng)電流的變化被求解。感應(yīng)電動勢e隨時(shí)間的函數(shù)關(guān)系是指瞬時(shí)電動勢的變化關(guān)系！4。切割長度l滿足一定的變化關(guān)系，這是一個(gè)圖像問題。1.在圖6中，a是底部寬度為l的封閉線框，其電阻為R.現(xiàn)在，線框以恒定的速度V沿著X軸向右移動，并穿過圖中所示的寬度為D的均勻磁場區(qū)域，該區(qū)域被稱為ld，線框平面在移動過程中始終垂直于磁場方向。如果將X軸的正方向作為力的正方向，將線框從圖6所示位置開始移動的時(shí)刻作為時(shí)間的零點(diǎn)，則在圖7所示的圖像中，可以正確