高中物理 1.5《法拉第电磁感应定律的应用（一）》习题课课件 粤教版选修3-2

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R 99 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10T s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 E nS B t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 通过电阻R的电流I 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 2 E BLV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 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0C 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 3R2 2R 3 R并 2R 9 2 9 2 r S 电动势E Brv内阻r1 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 Ob tg 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