感应电动势习题

1、一、感应电动势一、感应电动势（E E） 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1.1.定义定义: : 在电磁感应现象中产生的电动势。在电磁感应现象中产生的电动势。2 2磁通量变化磁通量变化越快越快，感应电动势越大。，感应电动势越大。 电路中电路中感应电动势感应电动势的大小，跟穿过这一的大小，跟穿过这一电路的电路的磁通量的变化率磁通量的变化率成成正正比。比。 二、法拉第电磁感应定律二、法拉第电磁感应定律 1.1.内容内容: :tnE (n(n为线圈的匝数为线圈的匝数) )2.2.数学表达式数学表达式: :三、重要的推论三、重要的推论 BLvE 1.如图中半径为r的

2、金属圆盘在垂直于盘面的匀强磁场B中，绕O轴以角速度沿逆时针方向匀速转动，则通过电阻R的电流的方向和大小是(金属圆盘的电阻不计)() A由c到d，IBr2/R B由d到c，IBr2/R C由c到d，IBr2/(2R) D由d到c，IBr2/(2R)典型问题典型问题1：电学问题：电学问题2.如图所示，面积为0.2m2的100匝线圈处在匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，已知磁感应强度随时间变化的规律为B=（2+0.1t）T，定值电阻R1=6，线圈电阻R2=4求：（1）回路的感应电动势；（2）a、b两点间的电压典型问题典型问题1：电学问题：电学问题（1 1）金属棒上的电流大小以及金）金属棒上的电流大

3、小以及金属棒两端的电压；属棒两端的电压； （2）圆环上消耗的电功率 3.把总电阻为2R的均匀电阻丝焊接成一个半径为a的圆环，水平固定在垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场中，如图所示，一根长为2a、电阻等于R的粗细均匀的金属棒MN，放在圆环上，它与圆环始终保持良好接触，当金属棒以恒定的速度向右移动经过圆环的圆心O时，求： vOBMN典型问题典型问题1：电学问题：电学问题画等效电路如图所示画等效电路如图所示 电路中外电阻为电路中外电阻为: 2RRRRRR外总电阻为总电阻为: 1322RRRR总电源的电动势为：电源的电动势为：E2Bav 流过金属棒的电流为：流过金属棒的电流为： 243BaBaI

4、RR总vv金属棒两端的电压为金属棒两端的电压为: : 23MNBaUIRR外v圆环上消耗的电功率为：圆环上消耗的电功率为： 22289B aPUIR外v方法总结：1.确定电源2.画等效电路3.根据电路知识求解。典型问题典型问题1：电学问题：电学问题4.如图，水平面上有两根相距0.5m的足够长的平行金属导轨MN和PQ，它们的电阻可忽略不计，在M和 P之间接有阻值为R 3.0的定值电阻，导体棒ab长0.5m，其电阻为r 1.0 ，与导轨接触良好.整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中，B0.4T。现使ab以v10ms的速度向右做匀速运动。（1）a b中的电流多大? a b两点间的电压多大？（2）维持

5、a b做匀速运动的外力多大？（3） 求外力做功的功率，安培力力做功的功率，电路所消耗的电功率RBrPMNaQbv（1） 0.5A 2V（2）0.1N典型问题典型问题2：杆在外力作用下的运动（能量）问题：杆在外力作用下的运动（能量）问题RBrPMNaQbvF已知：磁感应强度为B，导轨间的距离为L，杆在恒力F的作用下由静止开始做什么运动？从力，运动角度从力，运动角度从能量角度从能量角度典型问题典型问题2：杆在外力作用下的运动（能量）问题：杆在外力作用下的运动（能量）问题典型问题典型问题2：杆在外力作用下的运动问题：杆在外力作用下的运动问题5.在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中，有两根水平放置相

6、距L且足够长的平行金属导轨AB、CD，在导轨的AC端连接一阻值为R的电阻.一根垂直于导轨放置的金属棒ab，其质量为m，导轨和金属棒的电阻及它们之间的摩擦不计。若用恒力F沿水平方向向右拉金属棒使其运动，求金属棒的最大速度。F6.如图所示，平行光滑的金属导轨竖直放置，宽为L，上端接有阻值为R的定值电阻质量为m的金属杆与导轨垂直放置且接触良好，匀强磁场垂直于导轨平面，磁感应强度为B导轨和杆的电阻不计金属杆由静止开始下落，下落h时速度达到最大，重力加速度为g，求（1）金属杆的最大速度Vm（2）金属杆由静止开始下落至速度最大过程中，电阻R上产生的热量Q典型问题典型问题2：杆在外力作用下的运动问题：杆在外

7、力作用下的运动问题6.如图甲所，两根足够长的直金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为的绝缘斜面上，两导轨间距为l。M、P间接有阻值为R的电阻。质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上，并与导轨垂直，导轨和金属杆的电阻可忽略。整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向下。让ab杆沿导轨由静止开始下滑，导轨和金属杆接触良好，不计所有的摩擦，重力加速度为g。（1）由b向a方向看到的装置如图乙所示，请画出ab杆下滑过程中某时刻的受力示意图,试分析杆的运动情况； （2）在加速下滑时，当ab杆的速度大小为时，求ab杆中的电流及其加速度的大小；（3）求在下滑过程中，ab杆可以达到的速度最大值。 典

8、型问题典型问题2：杆在外力作用下的运动（能量）问题：杆在外力作用下的运动（能量）问题7.如图所示，有一水平放置的光滑导电轨道，处在磁感强度为B05T，方向向上的匀强磁场中轨道上放一根金属杆，它的长度恰好等于轨道间的间距L02 m，其质量m01kg，电阻r=002跨接在轨道间的电阻R118轨道电阻忽略不计，g10ms2 ，（1）要使金属杆获得60 ms的稳定速度，应对它施加多大的水平力F？（2）在金属杆获得 60ms的稳定速度后，若撤去水平力 F，那么此后电阻R上还能放出多少热量？典型问题典型问题2：杆在外力作用下的运动（能量）问题：杆在外力作用下的运动（能量）问题 如果所示，通电线圈在磁场中受

9、力转动，线圈中如果所示，通电线圈在磁场中受力转动，线圈中就会产生感应电动势。感应电动势加强了电源产生就会产生感应电动势。感应电动势加强了电源产生的电流，还是削弱了它？是有利于线圈的转动，还的电流，还是削弱了它？是有利于线圈的转动，还是阻碍了线圈的转动？是阻碍了线圈的转动？思考与讨论思考与讨论四、反电动势四、反电动势E FS N 电机转动电路中感应电动势的大小，跟穿电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。过这一电路的磁通量的变化率成正比。 tEtnE课堂小结课堂小结当有当有N N匝线圈时匝线圈时当单匝线圈时当单匝线圈时:、/t/t的意义的意义3 3、用公式用公式 求求E E

10、的二种常见情况：的二种常见情况：tnE4 4、反电动势反电动势1 1、电动机线圈的转动会产生感应电动势。这个电动势是加强、电动机线圈的转动会产生感应电动势。这个电动势是加强了电源产生的电流，还是削弱了电源的电流？是有利于线了电源产生的电流，还是削弱了电源的电流？是有利于线圈转动还是阻碍线圈的转动？圈转动还是阻碍线圈的转动？ 电动机转动时产生的感应电动势电动机转动时产生的感应电动势削弱削弱了电源的电流，这个了电源的电流，这个电动势称为电动势称为反电动势反电动势。反电动势的作用是。反电动势的作用是阻碍线圈的转动阻碍线圈的转动。这样，线圈要维持原来的转动就必须向电动机提供电能，这样，线圈要维持原来的

11、转动就必须向电动机提供电能，电能转化为其它形式的能。电能转化为其它形式的能。2 2、如果电动机因机械阻力过大而停止转动，会发生什么情况？、如果电动机因机械阻力过大而停止转动，会发生什么情况？这时应采取什么措施？这时应采取什么措施？ 电动机停止转动，这时就没有了反电动势，线圈电阻一般电动机停止转动，这时就没有了反电动势，线圈电阻一般都很小，线圈中都很小，线圈中电流会很大电流会很大，电动机可能会烧毁。这时，电动机可能会烧毁。这时，应应立即切断电源立即切断电源，进行检查。，进行检查。四、反电动势四、反电动势四四. .反电动势反电动势1.1.既然线圈在磁场中转动既然线圈在磁场中转动, ,线圈中就会产生感应电动势线圈中就会产生感应电动势. .感感应电动势加强了电源了产生的电流应电动势加强了电源了产生的电流, ,还是削弱了它还是削弱了它? ?是有是有得于线圈的转动得于线圈