感应电动势的专项训练

1、感应电动势的专项训练【例题精选】：例1：如图所示，裸金属线组成滑框，ab可滑动，其电阻，长串接电阻，匀强磁场，当ab以向右匀速运动过程中，求：（1）ab间感应电动势。（2）ab间的电压。（3）保证ab匀速运动，所加外力F。（4）在2秒的时间内，外力功；ab生热Q；电阻R上生热。分析：把图示结构等效成一个直接电路，把ab间的电动势与ab间的电压区别开。从电源电动势定义可知电动势是电源自身性质，从电磁感应现象看ab切割磁感线产生感应电动势相当电源，。是电动势，而不是电压，ab间电压是电源路端电压只有外电路断路时，且。解：（1）。 （2）用右手定则判定，电源ab内部感应电流由a向b所以，。（3）外力

2、等于ab所受安培力，方向向左。（4） 例2：光滑竖直放置型裸铜线导轨，电阻不计，宽，与轨良好接触滑杆ab质量，电阻，有水平方向的匀强磁场。分析：ab由静止开始做什么类型的运动，求ab下落的最大速度和最大加速度。分析：ab静止时，只受重力mg，加速度为g ，向下加速运动。当有向下速度v时，则由于切割磁感线产生感应电动势和感应电流I，方向由b向a，有：由受有电流则ab受安培力方向向上ab受合力方向向下，加速度方向向下，所以继续做方向向下的加速运动。随向下速度不断增加，由安培力可知，安培力逐渐增大，而ab所受合力逐渐减速小，加速度逐渐减小，当安培力等于重力时，合力为零，加速度为零，速度增到最大值，之

3、后ab便以最大速度匀速下落。解：ab由静止下始，作加速度逐渐变小的变加速运动，静止时，安培力为零，只受重力，加速度最大为g。当有最大速度例3：如图所示，将线框从有界匀强磁场中拉出来，放出的焦耳热是不相同？外力做功是否相同？功率是否相同？分析：回路中由于有电阻R，生热，又，（t是拉出过程所用时间，是线框在磁场内外的磁通量变化）。所以无论快拉慢拉，相同，R同，快拉时间短，所快拉过程生热多。与t成反比。快拉大，电流强，安培力大，则外力大，走的位移同，做的功多，符合能量转化关系，外力功多，则线框产生的焦耳热多。快拉过程做功多，所用时间短，所以快拉外力功率大，或热功率与外力功率都等于电功率P。，快拉慢拉

4、同，同，则功率与成反比，快拉功率大。例4：竖直放置直角三角形金属框ABC，以水下速度匀速通过有界匀强磁场B，磁场方向水平，如图所示，线框电阻R。（1）开始进入磁场区：如图中虚线图1，比较A、B点电势高低，线框中感应电流方向。（2）完全进入磁场区：如图中虚线图2，比较A、B电势高低，线框中感应电流。（3）出磁场区，如图中虚线图3，比较B、C电势高低 ，线框中感应电流方向。（4）如果规定以为线框中感应电流的正方向，则在整个过程中，线框中It图象正确的是下列图象中的哪个。分析：认清线框进入和出磁场过程中，是哪段导线在切割磁感线，所产生的感应电动势如何应用计算，把整个线框等效成什么样的直流电路，是解此

5、题的关键。见图示虚线图1：进入进是DC段切割磁感线，其速度方向与DC有夹角，如图所示。所以DC切割磁感线，产生的感应电动势，而，相当DG长的导线在切割磁感线，不断进入磁场，D点上移，切割磁感线的导线越长，则感应电动势越大。据右手定则判定，D点电势高，相当电源正极，C点电势低，相当电源负极，DABC相当外电路，线框在出磁场过程中，见图示虚线图3：相当于AF、AE、EB导线切割磁感线，其等效直流电路如图所示。据前面分析，在电路中相互抵消，所以相当EB段切割磁感线BEBv，随着线框不断向右运动，A、AE段越来越短，EB段增长感生电动势越来越大。当整个线框在磁场中运动时，AC、AB切割磁感线，产生电动

6、势相同，其等效电路如图所示。A电势高，B、C等电势，电势低，回路中无感应电流。解：（1）线框进入磁场，感应电流方向 。（2）完全进入磁场，无感应电流。（3）出磁场区时，（，），感应电流方向 。（4）据前分析，线框进磁场时，感应电流从零逐渐增大，方向与规定正向同，到最大值完全进入磁场电流为零，出磁场时，感应电流从零逐渐增大；方向与规定方向反向，到最大值，完全出磁场，所以图象（A）正确。例5、如图所示，带有两根幅条OC，OD的金属圆轮，在磁感应强度B=1T的匀强磁场中以角速度，顺时针匀速转动，每根幅条长，电阻，在转轴和轮边缘各通过电刷与外电阻R相连，其余电阻不计。求：（1）两个电刷间电动势.（2）

7、画出等效直流电路，求电阻R上消耗的电功率。分析：此题相当于OD、OC两导线均以自身一端为轴，在垂直匀强磁场的平面内做匀角速度转动，符合的使用图景。答案：（1）用右手定则判定，O点电势低，D、C电势高，又等电势，相当两个电源并联。（2）等效直流电路如右图。回路中的电流强度则R上消耗电功率例6、如图所示发电机转子的矩形线圈，长，宽，匝数匝，以角速度绕轴匀速转动。其内阻，通过滑环电刷与外电阻R相连，匀强磁场磁感应强度，求：（1）转到图示位置时，电刷间感应电动势值和感应电流I。（2）由图示位置转过，感应电动势的即时值和平均感应电动势。分析：此题符合公式应用条件和图景。当线圈平面与磁场方向平行时，有感应

8、电动势最大值，其它时刻和位置的感应电动势应做最大方向上投影。（是线圈平面与磁场方向夹角）。时间的平均感生电动势则应用，求出时间内的磁通变化量 。解：（1） （2）（3）线圈在图示位置时，磁通量，转过角时的磁通量， 则磁通变化量 。 所用时间 所以转过平均感应电动势例7、如图所示，L足够大的自感线圈，自身铜阻为零，是完全相同的灯泡，试分析K闭合时与K断开时，各灯的明亮变化情况。分析：根据自感电动势总是阻碍原电流变化的原理。解：（1）K闭合时，在外加电源作用下，ABC方向的电流要从零增到某一值，L中自感作用产生自感电动势A端电势高，B端电势低，使ABC方向电流逐渐增强，所以使L2逐渐变亮，对于L1无论对自感电动势，还是对外加电源来说都是上端电势高，下端电势低，所以L1是在K闭合时，立即亮，当过一瞬时，回路中电流稳定，自感作用消失，L1被L短路