szw442法拉弟电磁感应定律习题220121023

1、电现象,磁现象,1.由电生磁,3.由磁生电,有联系吗?,2.磁电作用,第四章 电磁感应,2 法拉弟电磁感应定律习题课2,浙江丽水中学 宋樟伟,（感生类）,（动生类）,（平动）,（转动）,题后小结：,1.公式链,2.感应电动势有平均电动势和瞬时电动势，选用合适 的公式进行计算。,3.解决电磁感应中电路计算问题的步骤： （）建立电磁感应电源模型：极性和电动势 （）建立电路模型并画出电路图 （3）建立动力学模型并画出示意图,【例1】 在范围足够大,方向竖直向下的匀强磁场中,磁感强度为B ,有一水平放置的导体框架,框架上接了一个电阻R,动摩擦因素为,宽度为L,如图所示,框架上放置一质量为m,电阻为r的

2、金属杆cd,框架导轨电阻不计.cd杆在恒定水平力F的作用下由静止开始运动,杆从静止到速度达到最大过程中电路中产生的热量为，则 (1)cd杆在运动过程中的最大加速度？ (2)cd杆在运动过程中的最大速度？ (3)当速度达到最大时导体棒两端的电压和电路的热功率多大? (4)当速度达到最大时拉力、按培力、摩擦力的功率多大？,二、电磁感应中的动力学问题,解题感悟： 1.解决电磁感应中动力学问题的步骤： （）建立电磁感应电源模型：极性和电动势 （）建立电路模型并画出电路图 （3）建立动力学模型并画出示意图 2.会用“动态循环”分析在变力作用下的变加速运动问题。,【例2】 在范围足够大,方向竖直向下的匀强

3、磁场中,磁感强度为B ,有一水平放置的导体框架,框架上接了一个电阻R,动摩擦因素为,宽度为L,如图所示,框架上放置一质量为m,电阻为r的金属杆cd,框架导轨电阻不计.若cd杆以恒定加速度a由静止开始做匀变速运动, 水平外力在t时间内做功W,则 (1)在t秒内平均感应电动势是多少?在t秒内的平均电流多大? (2)t秒内的磁通量的变化率和流过R的电量q多大？ (3) 在t时的瞬时电动势和感应电流是多少? (4)t时的磁通量的变化率是多少?在t时电阻R的功率多大? (5)在t时作用在cd杆上的水平外力多大? (6)在t时外力、安培力和摩擦力的功率多大？,【例3】如图6所示,平行光滑的金属导轨竖直放置

4、,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.导轨电阻不计,杆的电阻为r.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和最大加速度 (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和流过R的电量q. （3）当杆的速度为v时杆的加速度a、电阻R 的热功率P1和电路的热功率P2,【例4】如图9313所示，两根竖直的平行光滑导轨MN、PQ，相距为L.在M与P之间接有定值电阻R.金属棒ab的质量为m，水平搭在导轨上，且与导轨接触良好整个装置放在水平 匀强磁场中，磁感应

5、强度为B.金属棒和导轨电阻不计，导轨足够长若开始就给ab竖直向下的拉力F，使其由静止开始向下做加速度为a(ag)的匀加速运动，试求出拉力F与时间t的关系式并画出图象,Fm(ag),【例5】如图8所示,在与水平面成角的 矩形导体框范围内有垂直于框架 的匀强磁场,磁感应强度为B,导体 框架的ad边和bc边电阻不计,而ab 边和cd边电阻均为R,长度均为L. 有一质量为m、电阻为2R的金属棒MN,无摩擦地冲上框 架,上升最大高度为h,在此过程中ab边产生的热量为Q, 求在金属棒运动过程中整个电路的最大热功率Pmax.,【例6】如图5甲所示,水平面上的两光滑金属导轨平行固定放置,间距d=0.5 m,电

6、阻不计,左端通过导线与阻值R=2 的电阻连接,右端通过导线与阻值RL=4 的小灯泡L连接.在CDFE矩形区域内有竖直向上的匀强磁场,CE长l=2 m,有一阻值r=2 的金属棒PQ放置在靠近磁场边界CD处.CDFE区域内磁场的磁感应强度B随时间变化如图乙所示.在t=0至t=4 s内,金属棒PQ保持静止,在t=4 s时使金属棒PQ以某一速度进入磁场区域并保持匀速运动.已知从t=0开始到金属棒运动到磁场边界EF处的整个过程中,小灯泡的亮度没有发生变化.求: (1)通过小灯泡的电流. (2)金属棒PQ在磁场区域 中运动的速度大小.,(1)0.1 A (2)1 m/s,【例7】如图17所示,螺线管处于水平向左均匀增强的磁场B1中,且B1=kt (k为已知恒量),螺线管的横截面积为S,共有N匝,总电阻为R,下接竖直放置的光滑金属导轨ef和cd,两导轨间有垂直导轨平面的匀强磁场B,两导轨相距为l,导轨电阻不计.现将一质量为m、电阻为r的金属杆ab紧贴导轨从静止释放,发现杆沿导轨向上滑动,试求杆ab刚向上运动时的加速度.,【例8】如图所示,金属杆ab放在光滑的水平金属导轨上,与导轨组成闭合矩形电路,长l1=0.8 m,宽l2=0.5 m,回路总电阻R=0.2 ,回路处在