法拉第电磁感应定律应用二.ppt

,法拉第电磁感应定律的应用,法拉第电磁感应定律 的应用（一）,知识回顾:,感应电动势的有无取决于:,感应电动势的大小取决于:,磁通量是或变化,磁通量的变化率的快慢,法拉第电磁感应定律:,(n为线圈的匝数),E求解,重要的推论:,（为v与B夹角）,通常计算平均感应电动势,多用于计算瞬时感应电动势,例1:如图所示，一个500匝的线圈的两端跟R99的电阻相连接，置于竖直向下的匀强磁场中，线圈的横截面积是20 ，电阻为1，满足下列情况下时,求线圈磁场所产生的感应电动势E?,通过电阻R的电流又各为为多少？,（1）磁感应强度以10Ts的变化率均匀增加,（2）磁感应强度随时间变化满足以下关系: B=(10+10t)T,（3）磁场的磁感应强度随时间变化的图象如图所示:,1面积S不变时,EnSBt的应用:,例2：如图所示，裸金属线组成滑框，金属棒ab可滑动，其电阻为r，长为L，串接电阻R，匀强磁场为B，当ab以V向右匀速运动过程中，求： （1）棒ab产生的感应电动势E? （2）ab间的电压U? （3）若保证ab匀速运动，所加外力F的大小， 在时间t秒内的外力做功W大小 ，功率P? （4）时间t秒内棒ab生热 ,电阻R上生热 ?,2EBLV的应用:,与电路知识和力学知识的结合,等效电路图,1电路方面:求感应电动势E,内外电路路端电压U,干支路电流I,消耗的电功率P,2力学方面:匀速运动时所加外力F大小,外力功W,外力功功率P,6、如图所示，电阻不计的裸导体AB与宽为60cm的平行金属导轨良好接触，电阻R13， R26，整个装置处在垂直导轨向里的匀强磁场中，磁感应强度B0.5T。当AB向右以V5m/s的速度匀速滑动时，求流过电阻R1、 R2的电流大小。,例与练,例3：如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，有一根水平放置的金属棒沿水平方向抛出，初速度方向的棒垂直，则棒两端产生的感应电动势将（ ） A、随时间增大 B、随时间减小 C、不随时间变化 D、难以确定,C,例7：一个电阻均匀的导线绕制的闭合线圈放在匀强磁场中，如图所示，线圈平面与磁场方向成60角，磁感应强度随时间均匀变化，用下列哪种方法可使感应电流增加一倍：( ) A、把线圈的匝数增加一倍 B、把线圈的面积增加一倍 C、把线圈的半径增加一倍 D、改变线圈与磁场方向的夹角,C,例8：单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴垂直于磁场，若线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如图所示，则 ( ),A.线圈中0时刻感应电动势最大 B.线圈中D时刻感应电动势为0 C.线圈中D时刻感应电动势最大 D.线圈中0至D时间内平均感应 电动势为1.4V,AB,例9：把总电阻为2R的均匀电阻丝焊接成一半径为a的圆环,水平固定在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中,如图所示,一长度为2a,电阻为R,粗细均匀的金属棒MN放在圆环上,它与圆环始终保持良好的接触,当金属棒以恒定速度v向右移动经过环心O时,求:,2,在圆环和金属棒上消耗的总功率?,1,棒上的电流I大小,棒两端的电压U?,解：设金属的电阻率为，导线截面为S，圆环电阻为R，画出等效电路如图示，则 R1=R/3 R2=2R/3,R并= 2R/9 = 2/9 2r / S,电动势 E= Brv 内阻 r 1= r/S,例10：如图所示，用截面均匀的导线弯成一个半径为r 的闭合圆环，将其垂直地置于磁感强度为B 的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里。用同样规格的直导线取一段置于环上（二者金属裸露相接），并以速度v 匀速地向右运动，当它运动到bc 位置时（弧 bc=1/2弧 bac）求bc两点的电势差是多少？,例11：如图所示,夹角为的三角形金属框架MON平面与匀强磁场B垂直,导体ab能紧贴金属框架运动,当导体从O点开始,以速率v向右匀速平动时,求解回路Obc中的感应电动势E随时间的变化函数关系式及回路中感应电流的变化情况?,感应电动势E随时间的变化函数关系式指的是瞬时电动势的变化关系!,解:,从O点开始经t秒钟,回路中导体棒有效切割长度为bc :,切割长度L满足某种变化关系的情况,Ob=vt,bc=Obtan,E=BLV,小结:,1. 产生感应电动势的导体相当于一个电源，感应电动势等效于电源电动势，产生感应电动势的导体的电阻等效于电源的内阻。,2. 产生感应电动势的导体跟用电器连接，可以对用电器供电，由闭合电路欧姆定律求解各种问题.,4. 解决电磁感应中的电路问题，必须按题意画出等效电路，其余问题为电路分析和闭合电路欧姆定律的应用。,直接写出图12-3-3所示各种情况下导线ab两端的感应电动势的表达式（B.L.已知）,如图所示，平行的光滑金属导轨EF和GH相距，处于同一竖直平面内，EG间接有阻值主R的电阻，轻质金属杆ab长为2l，紧贴导轨竖直放置，离b端l/2处固定有质量为m的球。整个装置处于磁感应强度为B并与导轨平面垂直的匀强磁场中，当ab杆由静止开始紧贴绕b端向右倒下至水平位置时，球的速度为v。若导轨足够长，导轨及金属杆电阻不计，试求在此过程中： (1)通过R的电量 (2)R中的最大电流强度,例、如图，水平固定的光滑金属导轨abcd，处于竖直向下的匀强磁场中，导轨的ad边与bc边平行，间距为L1，电阻可忽略不计。一根导体棒ef平行于ab边置于导轨上，与导轨保持良好接触。已知导体棒的电阻为R，与ab相距为L2。 （1）如果磁感应强度按BB0kt的规律增大（k为常数）， 且导体棒在外力作用下操持静止。试求导体棒中的感应 电流大小和方向。 （2）在（1）的情况下，如果控制棒是水平且与棒垂直的外 力F，试求F的方向和F的大小随时间t变化的规律。 （3）若在t=0时刻，磁感应强度为B0，此时棒以恒定速度v从 初位置开始向右匀速运动，为确保棒中不产生感应电 流，磁感应强度应按什么规律变化？,B,题型二 楞次定律的应用,【答案】 BC,BD,【例】如图，光滑金属导轨一端接有电阻R，导轨电阻不计，导轨间距为d，垂直于匀强磁场的磁感应强度为B。今有一电阻为r的金属