习题课1电磁感应定律的应用

1、习题课 1电磁感应定律的应用学习目标 1.进一步理解公式 Ent 与 EBlv 的区别与联系，能够应用两个公式求解感应电动势2.学会处理电磁感应中的电荷量问题合 作 探 究 攻 重 难Ent与 E Blv 的区别与联系E ntE Blv一般求平均感应电动势， E 与某段一般求瞬时感应电动势， E 与某个时间或某个过程相对应时刻或某个位置相对应区别研究对象为整个回路研究对象为切割磁感线的导体计算由于 B、S 变化引起的感应电动计算导体切割磁感线所产生的感势较方便应电动势较方便联系两公式是统一的，当t0 时， E 为瞬时感应电动势，而公式EBlv中的速度如果是平均速度，则求出的感应电动势为平均感应

2、电动势如图 1 所示，水平放置的平行金属导轨，相距l 0.50 m，左端接一电阻R0.20 ，磁感应强度 B0.40 T 的匀强磁场方向垂直于导轨平面，导体棒 ab 垂直放在导轨上，并能无摩擦地沿导轨滑动， 导轨和导体棒的电阻均可忽略不计，当 ab 以 v4.0 m/s 的速度水平向右匀速滑动时，求：(1)ab 棒中感应电动势的大小；(2)回路中感应电流的大小图 1思路点拨 ：感应电动势 EBlv 闭合电路欧姆定律 IE R r【解析】(1)根据法拉第电磁感应定律，ab 棒中的感应电动势为EBlv 0.400.50 4.0 V0.8 VE0.8(2)感应电流大小为I R0.20 A 4 A第

3、1页【答案】(1)0.8 V(2)4 A处理电磁感应中电路问题的基本思路：1 分析产生感应电动势的原因，确定产生感应电动势的“导体” 电源； 2 明确电路结构，分清内、外电路；3根据电路组成，画出等效电路图，结合闭合电路欧姆定律列出相应的方程式.针对训练 1.如图 2 所示，空间存在方向竖直向下的磁场， MN、PQ 是水平放置的平行长直导轨，其间距 L 0.2 m额定电压为 2 V 的小灯泡接在导轨一端， ab 是跨接在导轨上内阻不计的导体棒，开始时 ab 与 NQ 的距离为 0.2 m.图 2(1)若导体棒固定不动，要使小灯泡正常发光，磁感应强度随时间的变化率是多大？(2)若磁感应强度保持

4、B 2T 不变， ab 匀速向左运动，要使小灯泡正常发光， ab 切割磁感线的速度是多大？【解析】由于 ab 电阻不计，所以小灯泡两端的电压即为电动势，EUL 2V.BBE2(1)由 E t.S 得： t S0.20.2T/ s 50 T/ sE2(2)由 E BLv 得： v BL 2 0.2 m/s5 m/ s【答案】(1)50 T/s(2)5 m/ s电磁感应中电荷量 q 的计算在电磁感应现象中产生了感应电流，就有电荷的定向移动，t 时间内通过电路某一截面的电荷量 qIt，若不是恒定电流时， 计算电量必须用平均感应电流和平均感应电动势，平均感应电动势一般用法拉第电磁感应定律求解，因此q

5、IEt RtnR t tn R，q 与 成正比，与时间无关 (式中 q 是指通过电路某一截面的总电荷量，而R 是指回路的总电阻 )如图 3 甲所示，有一面积为 S 100 cm2 的金属环，电阻为 R0.1 ，环中磁场的变化规律如图3 乙所示，且磁场方向垂直纸面向里，在t1 到 t2 时间内，通过金属环某横截面的电荷量是多少？图 3【解析】由法拉第电磁感应定律知金属环中产生的感应电动势Ent ，由闭第 2页E合电路的欧姆定律知金属环中的感应电流为I R.通过金属环截面的电荷量q 100104 0.20.1It R 0.1C0.01 C.【答案】0.01 C求解电路中通过的电荷量时，一定要用平均

6、感应电动势和平均感应电流计算.针对训练 2.物理实验中，常用一种叫做“冲击电流计”的仪器测定通过电路的电荷量，如图 4 所示，探测线圈与冲击电流计串联后可用来测定磁场的磁感应强度已知线圈匝数为 n，面积为 S，线圈与冲击电流计组成的回路电阻为R.若将线圈放在被测匀强磁场中，开始线圈平面与磁场垂直，现把探测线圈翻转180，冲击电流计测出冲击电流通过线圈的电荷量为q.由上述数据可测出被测磁场的磁感应强度为 ()图 4qRqRA. 2nSB. nSqRqRC.2SD. SnqRA q It， I t .又 2BS，故 B2nS，A 正确 当 堂 达 标 固 双 基1.如图 5 所示，一正方形线圈的匝

7、数为n，边长为 a，线圈平面与匀强磁场垂直，且一半处在磁场中在t 时间内，磁感应强度的方向不变，大小由B 均匀地增大到 2B.在此过程中，线圈中产生的感应电动势为 ()图 5Ba2nBa2A. 2 tB. 2 t22nBaD.2nBaC.ttB2BBBB 磁感应强度的变化率 t t t，法拉第电磁感应定律公式可写成 EB1 2Ba2nt n t S，其中磁场中的有效面积 S2a ，代入得 E n2 t，选项 B 正确，A 、C、 D 错误 2.如图 6 所示是法拉第研制成的世界上第一台发电机模型的原理图将铜盘放在第 3页磁场中，让磁感线垂直穿过铜盘，图中a、b 导线与铜盘的中轴线处在同一平面内

8、，转动铜盘，就可以使闭合电路获得电流若图中铜盘半径为r ，匀强磁场的磁感应强度为 B，回路总电阻为 R，匀速转动铜盘的角速度为.则电路的功率是()224224A.B rB.B rR2R22422r4B rB C.4RD.8R图 612E2C 根据导体棒旋转切割产生电动势E 2Br，由 P R ，得电路的功率是224Br，故选 C.4R3.(多选 )无线电力传输系统基于电磁感应原理，两个感应线圈可以放置在左右相邻或上下相对的位置，如图7 所示下列说法正确的是()【导学号： 11452019】A若 A 线圈中输入电流， B 线圈中就会产生感应电动势B只有 A 线圈中输入变化的电流，B 线圈中才会产生感应电动势C A 中电流越大， B 中感应电动势越大D A 中电流变化越快， B 中感应电动势越大图 7BD根据产生感应电动势的条件，只有处于变化的磁场中，B 线圈才能产生感应电动势， A 错，B 对；根据法拉第电磁感应定律，感应电动势的大小取决于磁通量变化率，所以C 错， D 对 4圆形线圈处于磁感应强度为 B 的匀强磁场中，磁场的方向垂直于线圈平面，线圈半径为 r ，电阻为 R，若用时间 t 把线圈从磁场中拉出来