法拉第电磁感应定律习题课.pptVIP

例题1：有一面积为S＝100cm2的金属环，电 阻为R＝0.1Ω，环中磁场变化规律如图所示，磁场方向垂直环面向里，则在t1－t2时间内金属环中产生的感应电动势 、通过金属环的电流 、通过金属环的电荷量为________． * 例1、如图所示为穿过某线路的磁通量Φ随 时间t变化的关系图，试根据图说明： （1）穿过某线路的磁通量Φ何时最大？ 何时最小？ （2）Δφ/Δt何时最大？何时最小？ （3）感应电动势E何时最大？何时最小？ Φ t O t1 t2 t3 t4 注意区分几个物理量： ①Φ、Δφ、Δφ/Δt ②E只与Δφ/Δt有关， 而与Φ、Δφ无关。 一、利用图像解题： 0.01v 0.01c 0.1A 二、面积S不变时,E＝nSΔB／Δt的应用: 例2:如图所示，一个500匝的线圈的两端跟R＝99Ω的电阻相连接，置于竖直向下的匀强磁场中，线圈的横截面积是20 ，电阻为1Ω，满足下列情况下时,求线圈磁场所产生的感应电动势E? 通过电阻R的电流又各为为多少？ 1,磁感应强度以10T／s的变化率均匀增加 2,磁感应强度随时间变化满足以下关系: B=(10+10t)T 3,磁场的磁感应强度随时间变化的图象如图所示: 例：半径为r、电阻为R的金属环通过某直径的轴OO’以角速度ω做匀速转动，如图所示。匀强磁场的磁感应强度为B，从金属环的平面的磁场方向重合时开始计时，则在转过30o的过程中。求： (1)环中产生的感应电动势的平均值是多大？ 三、磁感应强度B不变时,E＝nBΔS／Δt的应用: 解析： 求感应电动势的平均值时，一般要用公式E＝nΔΦ/Δt。 (1)金属环在转过30o的过程中，磁通量的变化量: (2)金属环某一横截面内通过的电荷量是多少？ 由于E＝ΔΦ/Δt，I＝E／R，I＝Q／Δt，所以 例1：如图所示，裸金属线组成滑框，金属棒ab可滑动，其电阻为r，长为L，串接电阻R，匀强磁场为B，当ab以V向右匀速运动过程中，求： （1）棒ab产生的感应电动势E? （2）通过电阻R的电流I ， ab间的电压U? （3）若保证ab匀速运动，所加外力F的大小， 在时间t秒内的外力做功W大小 ，功率P? （4）时间t秒内棒ab生热 ,电阻R上生热 ? 四、E＝BLV的应用: 1、与电路知识和力学知识的结合 等效电路图 R1 R2 E r1 例2：把总电阻为2R的均匀电阻丝焊接成一半径为a的圆环,水平固定在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中,如图所示,一长度为2a,电阻为R,粗细均匀的金属棒MN放在圆环上,它与圆环始终保持良好的接触,当金属棒以恒定速度v向右移动经过环心O时,求: 2,在圆环和金属棒上消耗的总功率? 1,棒上的电流I大小,棒两端的电压U? N M R R E R v r b c a 解：设金属的电阻率为ρ，导线截面为S，圆环电阻为R，画出等效电路如图示，则 R1=R/3 R2=2R/3 c b R1 R2 E r1 R并= 2R/9 = 2/9× ρ 2πr / S 电动势 E= Brv 内阻 r 1= ρr/S 例3：如图所示，用截面均匀的导线弯成一个半径为r 的闭合圆环，将其垂直地置于磁感强度为B 的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里。用同样规格的直导线取一段置于环上（二者金属裸露相接），并以速度v 匀速地向右运动，当它运动到bc 位置时（弧 bc=1/2弧 bac）求bc两点的电势差是多少？ 例4：如图，线圈内有理想边界的匀强磁场，当磁感应强度均匀增加时，有一带电微粒静止于水平放置的平行板电容器中间，若线圈的匝数为n ,粒子的质量为m，带电量为q，线圈面积为s，平行板电容器两板间的距离为d，求磁感应强度的变化率。 例5：如图所示，光滑的平行导轨P、Q相距L=1m，处在同一水平面中，导轨左端接有如图所示的电路，其中水平放置的平行板电容器C两极板间距离d=10mm，定值电阻R1=R3=8Ω，R2=2Ω，导轨电阻不计. 磁感应强度B=0.4T的匀强磁场竖直向下穿过导轨面.当金属棒ab沿导轨向右匀速运动 (开关S断开)时，电容器两板之间质量m=1×10-14kg、带电量Q=-1×10-15C的微粒恰好静止不动；当S闭合时，微粒以加速度a=7m/s2向下做匀加速运动，取g=10m/s2，求： (1)金属棒ab运动的速度多大?电阻多大? (2)S闭合后，使金属棒ab做匀速运动的外力的功率多大? 【解析】(1)带电微粒在电容器两极板间静止时，受向上的电场力和向下的重力作用而平衡， 则得到:mg= 求得电容器两极板间的电压 由于微