高中物理：电磁感应规律的应用

1、.电磁感应定律的综合应用4种类型，2，电磁感应的机械问题，1，电磁感应的电路问题，3，电磁感应的能量问题，4，电磁感应的图像问题，1，电磁感应的电路问题，如图所示，在与500旋转线圈的两端和R99的电阻相连的垂直下的均匀磁场中，线圈的截面积为202，电阻为1，磁场的磁感应强度随时间变化的图像中。磁场变化过程中通过电阻r的电流是多少？分析：图b，应变率Bt=(50-10)/4=10t/S .1，电磁感应中电路问题的基本方法：1，使用法拉第电磁感应定律和伦茨定律确定感应电动势的大小和方向。2、绘制等效电路。3、使用闭路欧姆定律、串行和并行电路特性、功率和其他公式同时解决方案。等效电路图、1、电路侧

2、：感应电动势e、内外电路端电压u、干分支电流I、消耗的功率P、2、机械侧：等速运动时外力f大小、外力w、外力P .图范例1，图1，有均匀磁场B=1.010-3T，在垂直磁场的平面中，围绕与磁场平行的o轴顺时针旋转的金属棒AO，已知杆长L=0.20m，角速度=20rad/s，杆产生感应电动势有多大？练习1，有一个光滑的半圆形导体框架，其半径为r，在磁感应强度为b的均匀磁场中，如图所示。OC是围绕o点在帧中滑动的导体条，如果OA之间有电阻为r的电阻(其馀电阻除外)，并且OC以恒定速度旋转，则OC是以每个速度旋转的导体条。尝试：(1)图中的哪些部分与电源相同？(2)诱导电动势e是多少？(3)通过电阻

3、r的电流I是多少？练习2，(1)导体峰OC (2) (3)，3，将总阻力为2R的均匀电阻线以a的半径焊接，垂直向下磁感应强度为b的均匀磁场水平固定，然后将长度为2a、电阻为r、厚度均匀的金属棒MN放置在环形上，与环形总是接触良好，金属棒以恒定速度v通过环形核心o向右移动时，寻找：2，在环形和金属棒上消耗的总功率，1，2 如图所示，无电阻裸导体AB与宽60厘米的平行金属导轨接触良好，电阻R13，R26，整个装置位于从垂直导轨向内的均匀磁场中，磁感应强度B0.5T。 AB以V5/s的速度向右滑动时，找到过流电阻R1、R2的电流大小。2，电磁感应的机械问题，电磁感应中产生的感应电流在磁场中受安培力的

4、作用，因此电磁感应问题往往与机械问题结合，解决这些电磁感应的机械问题，不仅要应用电磁学的相关规律，例如伦茨定律、法拉第电磁感应定律、左右手定律、安培力的计算公式等，还要应用牛顿运动定律、动能定理、机械能守恒定律等力学定律。要综合应用电磁学和力学的知识。安培力和导体的电流、运动速度都是相关的，因此需要对磁场中运动的导体进行动态分析。示例1在均匀强磁场的光滑轨道上有水平的导体棒ab，以恒定力f作用于ab以静态方式开始运动，电路的总阻力为r，分析ab的运动条件，求出ab的最大速度。a=(F-f)/m v E=BLv I=E/R f=BIL，解决方案：f=F时a=0，速度达到最大值，2，电磁感应中的机

5、械问题，2，电磁感应中机械问题的基本方法：1，利用法拉第电磁感应法和伦茨定律，求出感应电动势的大小和方向。2、寻找电路的电流强度3，导体应力状况(包括安培力，包括左手规则)4，求解热动力学方程式。，【例2】在磁感应强度为b的水平平均磁场中垂直放置yant型金属盒ABCD。盒面与磁场、宽度BCL、质量m的金属棒PQ通过无缝金属套筒连接到框AB和CD。图片。金属杆PQ电阻为r，拉杆从停止开始沿框架下降时(1)，加速度是多少？(2)箱内感应电流的方向如何？安培方向？(3)金属棒可以下落的最大速度是多少？解决方案：(1)启动PQ应力mg。因此，a=g，(2)PQ向下加速运动，感应电流生成，顺时针方向，

6、向上场力f工作。(3)达到最大速度时，F=BIL=B2 L2 VM /R=mg，vm=mgR/B2 L2，示例3 AB，CD足够长，l，b，r .金属条AB垂直放置在导轨上，与导轨的动态摩擦系数(质量m)，从停止点开始沿导轨向下，导轨和金属条的阻力不计其数。Ab杆下降的最大速度、速度最高时的等速运动、应力分析、热动力学方程式、(1)金属棒刚进入磁场时的感应电动势；(2)金属棒首次进入磁场时的加速度；感应电动势的大小感应电流的大小和方向金属杆的等速运动所需的拉伸感应电流的功率张力的功率，作业1图B=2T，金属杆ab的右等速运动，v=5m/s，L=40cm，电阻R=2，剩馀电阻数不清，作业1图B=

7、2T电阻为0.1的金属杆可以沿框架滑动，没有摩擦。金属杆MN下0.8米具有垂直框架平面的均匀磁场，磁感应强度为0.1T，金属杆MN从静止状态发射(图)。查找：作业1垂直放置Yan金属框架。宽度1米，足够长，质量0.1千克，阻力0.1的金属棒可以沿框架无摩擦地滑动。框架底部有垂直框架平面的均匀磁场，磁感应强度为0.1T，金属条MN在磁场边界上方0.8m处从静止状态发射(图)。问：(1)金属棒首次进入磁场时的感应电动势；(2)金属棒首次进入磁场时的加速度；a: (1)，(2) I=e/r=4a，f=bil=0.4n，a=(mg-f)/m=6m/S2；E=BLv=0.4V，作业2图B=2T，金属杆a

8、b右侧等速运动，v=5m/s，L=40cm，电阻R=2，其馀电阻无数次摩擦。感应电动势的大小在感应电流的大小和方向上以恒定速度移动金属条所需的拉力感应电流的功率，右侧，4v；2A、B- a；1.6N8瓦；8瓦，3，电磁感应的能量问题，4，电磁感应的图像问题，能量转换的特征：导体切断子感或磁线速度发生变化时，电路中产生感应电流，机械能或其他形式的能量转换为电能。有感应电流的导体在磁场中通过安培力作用，或通过电阻散热，将电转换为机械能或电阻的内部能量，因此电磁感应过程总是伴随着能量的转换。示例1将垂直于水平平均磁场(磁感应强度为B=1T)、垂直于磁场的框架表面、宽度为BC1m、质量为1kg的金属棒

9、PQ作为无缝金属套筒连接到框架AB和CD。图片。金属棒PQ电阻1，如果杠杆在停止开始沿框架下降：(1)在开始达到最大速度时，重力势能转换为什么能量？(2)达到最大速度，现在下降10米，安培做了多少工作？解开能量守恒定律(1)，得出能量守恒定律，通过重力操作减少的重力势能增加PQ加速度的动能和热能(2)50J，3，电磁感应中的能量问题。示例2，=30，L=1m，B=1T，轨道平滑电阻，f功率恒定，6瓦，m=0.2kg千克，R=1，从ab停止状态开始，s=2.8m米时获得稳定速度，以及、基本方法：使用法拉第电磁感应定律和伦茨定律确定感应功率的大小和方向。绘制等效电路，求出电路中电阻消耗电流的表达式。分析导体的机械能变化，使用能量守恒关系，通过机械功率变化和电路的功率变化满足的方程。，3，电磁感应的能量问题，1 .如图所示，横向40厘米的均匀磁场区域，磁场方向垂直纸向内方向20厘米的方形线框在纸上，以垂直于磁场边界的恒定速度v20cm/s通过磁场区域，在移动过程中，线框的任一侧总是平行于磁场区