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第1章电磁感应 感应电动势的计算方法问题 2 导体平动切割磁感线的电动势e blv 若为n匝导线 则e nblv 若v为一段时间内的平均速度 则e为该段时间内的平均值 若v为瞬时速度 则e为瞬时感应电动势 改编题 如图所示 矩形线圈在0 01s内由原始位置 转落至位置 已知ad 5 10 2m ab 20 10 2m 匀强磁场的磁感应强度b 2t 转动的角速度为100rad s 求 1 平均感应电动势 2 刚转动时产生的电动势 解析 线圈由位置 转落至位置 的过程中 穿过线圈的磁通量 发生变化 即产生感应电动势 1 设线圈在位置 时 穿过它的磁通量为 1 线圈在位置 时 穿过它的磁通量为 2 有 1 bssin30 1 10 2wb 2 bs 2 10 2wb 所以 2 1 1 10 2wb 电磁感应与闭合电路欧姆定律相结合 着重考查电路的分析与计算能力 切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路产生感应电动势 该导体或该回路就相当于电源 解决此类问题的基本思路是 先明确其等效电路 其次根据法拉第电磁感应定律确定感应电动势的大小 然后根据电路的有关规律进行综合分析 电磁感应与电路的综合问题 如图甲所示 在水平面上固定有长为l 2m 宽为d 1m的金属 u 型导轨 在 u 型导轨右侧l 0 5m范围内存在垂直纸面向里的匀强磁场 且磁感应强度随时间变化规律如图乙所示 在t 0时刻 质量为m 0 1kg的导体棒以v0 1m s的初速度从导轨的左端开始向右运动 导体棒与导轨之间的动摩擦因数为 0 1 导轨与导体棒单位长度的电阻均为 0 1 m 不计导体棒与导轨之间的接触电阻及地球磁场的影响 g取10m s2 1 通过计算分析4s内导体棒的运动情况 2 计算4s内回路中电流的大小 3 计算4s内回路产生的焦耳热 思路点拨 求解本题应注意以下三点 1 运动情况由受力情况决定 2 闭合电路遵守闭合电路欧姆定律 3 焦耳热可由焦耳定律求得 导体切割磁感线或磁通量发生变化而在回路中产生感应电流 机械能或其他形式的能量便转化为电能 感应电流在磁场中受到安培力的作用或通过电阻发热 又可使电能转化为机械能或电阻的内能等 因此电磁感应的过程总是伴随着能量的转化 而且克服安培力做多少功 就有多少电能产生 对于某些电磁感应问题 我们可以从能量转化的观点出发 运用能量转化和守恒定律 运用功能关系分析解决 用能量观点解决电磁感应问题 2012 高考天津卷 如图所示 一对光滑的平行金属导轨固定在同一水平面内 导轨间距l 0 5m 左端接有阻值r 0 3 的电阻 一质量m 0 1kg 电阻r 0 1 的金属棒mn放置在导轨上 整个装置置于竖直向上的匀强磁场中 磁场的磁感应强度b 0 4t 棒在水平向右的外力作用下 由静止开始以a 2m s2的加速度做匀加速运动 当棒的位移s 9m时撤去外力 棒继续运动一段距离后停下来 已知撤去外
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