法拉第电磁感应的应用.doc

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1、法拉第电磁感应的应用(二)【知识梳理】：电磁感应现象中的电路和图象问题1.电磁感应中的电路问题：在电磁感应中，切割磁感线的导体或发生磁通量变化的回路将产生感应电动势，该导体或回路相当于电源，将它们接到电阻等用电器上，便可对用电器供电，在回路中形成电流，将它们接在电容器上，便可使电容器充电，解决此类问题的基本方法是：（1）用法拉第电磁感应定律和楞次定律确定感应电动势的大小和方向（2）画出等效电路图（3）运用闭合电路的欧姆定律，串并联电路的性质，电功率等联立求解。2.电磁感应现象中的图像问题:电磁感应中常涉及磁感应强度B、磁通量、感应电动势E和感应电流I随时间t

2、变化的图像，即B—t图像，t图像．E—t图像和I—t图像，对于切割磁感线产生感应电动势和感应电流的情况，还常涉及感应电动势E和感应电流I随线圈位移x变化的图像，即E—x图像和I—x图像．这些图像问题大体上可分为两类：①由给定的电磁感应过程选出或画出正确的图像，②由给定的有关图像分析电磁感应过程．求解相应的物理量．不管是何种类型，电磁感应中的图像问题常需利用右手定则、楞次定律和法拉第电磁感应定律等规律分析解决．例题1:如图所示，在磁感应强度B＝0.5T的匀强磁场中，垂直于磁场方向水平放置着两根相距为h＝0.1m的平行金属导轨MN和PQ，导轨的电阻忽略不计，在两

3、根导轨的端点N、Q之间连接一阻值R＝0.3的电阻．导轨上跨放着一根长为l＝0.2m、每米长电阻r＝2.0的金属棒ab，金属棒与导轨正交放置，交点为c、d．当金属棒以速度v＝4.0m／s向左做匀速运动时，试求：（1）电阻R中的电流大小和方向．（2）使金属棒做匀速运动的外力．（3）金属棒ab两端点的电势差．例题2.矩形导线框abcd放在匀强磁场中，在外力控制下静止不动，磁感线方向与线圈平面垂直，磁感应强度B随时间变化的图像如右图所示。t=0时刻，磁感应强度的方向垂直纸面向里，在0～4s时间内，线框ab边受力随时间变化的图像（力的方向规定以向左为正方向）可能是下图

4、中的（）【水平自测】1.穿过闭合回路的磁通量Φ随时间t变化的图像分别如图甲、乙、丙、丁所示，下列关于回路中产生的感应电动势的论述，正确的是()A．图甲中回路产生的感应电动势恒定不变B．图乙中回路产生的感应电动势一直在变大C．图丙中回路在0～t0时间内产生的感应电动势大于在t0～2t0时间内产生的感应电动势D．图丁中回路产生的感应电动势可能恒定不变2.如图所示，abcd是由粗细均匀的电阻丝制成的矩形线框水平放置，导体MN有电阻，其电阻大小与ab边电阻大小相同，可在ab边及dc边上无摩擦滑动，且接触良好。匀强磁场（图中未画出）垂直于线框平面，当MN在水平拉力作用

5、下由紧靠ad边向bc边匀速滑动的过程中，以下说法中正确的是()A．MN中电流先减小后增大B．MN两端电压先减小后增大C．作用在MN上的拉力先减小后增大D．矩形线框中消耗的电功率先减小后增大3.如图所示，一宽40cm的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里.一边长为20cm的正方形导线框位于纸面内，以垂直于磁场边界的恒定速度v=20cm/s通过磁场区域，在运动过程中，线框有一边始终与磁场区域的边界平行，取它刚进入磁场的时刻为t=0，在以下四个图线中，正确反映感应电流随时间变化规律的是（）×BPQOL4.如图所示，接有灯泡L的平行金属导轨水平放置在匀强磁场中，一导体

6、杆与两导轨良好接触并做往复运动，其运动情况与弹簧振子做简谐运动的情况相同。图中O位置对应于弹簧振子的平衡位置，P、Q两位置对应于弹簧振子的最大位移处。若两导轨的电阻不计，则()　A．杆由O到P的过程中，电路中电流变大　B．杆由P到Q的过程中，电路中电流一直变大　C．杆通过O处时，电路中电流方向将发生改变　D．杆通过O处时，电路中电流最大5.如图所示,螺线管匝数n＝1500匝，横截面积S＝20cm2，导线的电阻r＝1.5Ω，R1＝3.5Ω，R2＝25Ω。穿过螺线管的磁感应强度B按右图所示规律变化。则R2的电功率为_____W；A点的电势为___V。6.在图1所

7、示区域（图中直角坐标系Oxy的1、3象限）内有匀强磁场，磁感强度方向垂直于图面向里，大小为B.半径为l、圆心角为60°的扇形导线框OPQ以角速度ω绕O点在图面内沿逆时针方向匀速转动，导线框回路电阻为R.（1）求线框中感应电流的最大值I0和交变感应电流的频率f。（2）在图2上画出线框转一周的时间内感应电流I随时间t变化的图像（规定与图1中线框的位置相应的时刻为t＝0）7.光滑水平导轨宽L=1m，电阻不计，左端接有"6V6W"的小灯。导轨上垂直放有一质量m=0.5kg、电阻r=2Ω的直导体棒，导体棒中间用细绳通过定滑轮吊一质量为M=1kg的钩码，钩码距地面高h=

8、2m，如图所示。整个导轨处于竖直方向的匀强磁场中，磁