高二物理法拉第电磁感应定律——感应电动势的大小·典型例题解析

用心 爱心 专心 法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律 感应电动势的大小感应电动势的大小 典型例典型例 题解析题解析 例例 1 如图 17 13 所示 有一夹角为 的金属角架 角架所围区域 内存在匀强磁场中 磁场的磁感强度为 B 方向与角架所在平面垂直 一段直 导线 ab 从角顶 c 贴着角架以速度 v 向右匀速运动 求 1 t 时刻角架的瞬时 感应电动势 2 t 时间内角架的平均感应电动势 解析 解析 导线 ab 从顶点 c 向右匀速运动 切割磁感线的有效长度 de 随时 间变化 设经时间 t ab 运动到 de 的位置 则 de cetan vttan 1 t 时刻的瞬时感应电动势为 E BLv Bv2tan t 2 t 时间内平均感应电动势为 E t B S t Bvtvt t Bvt 1 2 1 2 2 tan tan 点拨 点拨 正确运用瞬时感应电动势和平均感应电动势表达式 明确产生感 应电动势的导体是解这个题目的关键 例例 2 如图 17 14 所示 将一条形磁铁插入某一闭合线圈 第一次用 0 05s 第二次用 0 1s 设插入方式相同 试求 1 两次线圈中平均感应电动势之比 2 两次线圈之中电流之比 3 两次通过线圈的电量之比 解析 解析 用心 爱心 专心 1 2 3 E Et tt t I I E R R E E E q q It It 1 21 22 1 1 2 1 2 1 2 1 2 11 22 2 1 2 1 1 1 点拨 点拨 两次插入时磁通量变化量相同 求电荷量时电流要用平均值 例例 3 如图 17 15 所示 abcd 区域里有一匀强磁场 现有一竖直的圆 环使它匀速下落 在下落过程中 它的左半部通过水平方向的磁场 o 是圆环 的圆心 AB 是圆环竖直直径的两个端点 那么 A 当 A 与 d 重合时 环中电流最大 B 当 O 与 d 重合时 环中电流最大 C 当 O 与 d 重合时 环中电流最小 D 当 B 与 d 重合时 环中电流最大 点拨 点拨 曲线在垂直于磁感线和线圈速度所确定的方向上投影线的长度是 有效切割长度 参考答案 参考答案 B 例例 4 如图 17 16 所示 有一匀强磁场 B 1 0 10 3T 在垂直磁场 的平面内 有一金属棒 AO 绕平行于磁场的 O 轴顺时针转动 已知棒长 L 0 20 m 角速度 20rad s 求 1 O A 哪一点电势高 2 棒产生的感 应电动势有多大 点拨 点拨 取棒中点的速度代表棒的平均速度 参考答案参考答案 1 A 2 E 4 10 4V 用心 爱心 专心 跟踪反馈跟踪反馈 1 如图 17 17 所示中 PQRS 为一正方形线圈 它以恒定的速度向右进 入以 MN 为边界的匀强磁场 磁场方向垂直于线圈平面 MN 与线圈边成 45 角 E F 分别为 PS PQ 的中点 关于线圈中感应电流的大小 下面判 断正确的是 A 当 E 点经过 MN 时 线圈中感应电流最大 B 当 P 点经过 MN 时 线圈中感应电流最大 C 当 F 点经过 MN 时 线圈中感应电流最大 D 当 Q 点经过 MN 时 线圈中感应电流最大 2 有一总电阻为 5 的闭合导线 其中 1m 长部分直导线在磁感应强度 为 2T 的水平匀强磁场中 以 5m s 的速度沿与磁感线成 30 角的方向运动 如图 17 18 所示 该直导线产生的感应电动势为 V 磁场对直导线 部分的作用力大小为 N 方向为 3 有一面积为 S 100cm2的金属环 电阻为 R 0 1 环中磁场变化 规律如图 17 19 所示 磁场方向垂直环面向里 则在 t1 t2时间内通过金属 环的电荷量为 C 4 如图 17 20 所示 边长为 a 的正方形闭合线框 ABCD 在匀强磁场中 绕 AB 边匀速转动 磁感应强度为 B 初始时刻线框所在平面与磁感线垂直 用心 爱心 专心 经过 t 时刻后转过 120 角 求 1 线框内感应电动势在 t 时间内的平均值 2 转