22法拉第电磁感应定律及其应用讲义一.doc

法拉第电磁感应定律及其应用讲义一-感应电动势大小的计算1感应电动势在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势，产生感应电动势的那部分导体相当于电源只要穿过回路的 发生改变，在回路中就会产生感应电动势2法拉第电磁感应定律(1)内容电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的 成正比(2)公式E3感应电动势的大小的计算1）En(n为 本式是确定感应电动势的普遍规律，适用于所有导体回路回路 闭合)2）当导体做切割磁感线运动时，其感应电动势的计算公式为.(适用于回路中一部分导体在匀强磁场中做切割磁感线运动时B、v、l两两互相垂直的情况，当B、v、l不满足上述情况时，应取其垂直分量进行计算若导体是曲折的，则l是 ，即与B和v垂直的有效长度)3）线圈的转动轴与磁感线垂直如图所示，矩形线圈的长、宽分别为L1、L2，所围面积为S，向右的匀强磁场的磁感应强度为B，线圈绕图示的轴以角速度匀速转动线圈的ab、cd两边切割磁感线，产生的感应电动势相加可得EBS.如果线圈由n匝导线绕制而成，则EnBS.从图示位置开始计时，则感应电动势的瞬时值为enBScost.该结论与线圈的形状和转动轴的具体位置无关(但是轴必须与B垂直)实际上，这就是交流发电机发出的交流电的瞬时电动势的计算公式【例题1】如图2所示，将一条形磁铁插入某一闭合线圈，第一次用0.05s，第二次用0.1s。设插入方式相同，试求：（1）：两次线圈中的平均感应电动势之比？（2）：两次线圈之中电流之比？（3）两次通过线圈的电荷量之比？（4）两次在R中产生的热量之比？【例题2】如图1所示，是一个水平放置的导体框架，宽度L=1.50m，接有电阻R=0.20,设匀强磁场和框架平面垂直,磁感应强度B=0.40T,方向如图.今有一导体棒ab跨放在框架上，并能无摩擦地沿框滑动，框架及导体ab电阻均不计，当ab以v=4.0m/s的速度向右匀速滑动时，试求：（1）导体ab上的感应电动势的大小（2）回路上感应电流的大小（3）要维持ab作匀速运动，求外力多大？【例题3】如图3所示，有一匀强磁场B=1.010-3T，在垂直磁场的平面内，有一金属棒AO，绕平行于磁场的O轴顺时针转动，已知棒长L=0.20m，角速度=20rad/s，求：棒产生的感应电动势有多大？课后练习1下列说法正确的是()A线圈中磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势一定越大B线圈中的磁通量越大，线圈中产生的感应电动势一定越大C线圈处在磁场越强的位置，线圈中产生的感应电动势一定越大D线圈中磁通量变化得越快，线圈中产生的感应电动势越大2.(2009安徽理综)如图甲所示，一个电阻为R，面积为S的矩形导线框abcd，水平放置在匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B，方向与ad边垂直并与线框平面成45角，O、O分别是ab边和cd边的中点现将线框右半边ObcO绕OO逆时针旋转90到图乙所示位置在这一过程中，导线中通过的电荷量是()A.B.C.D03如图43-B1，在竖直向下的匀强磁场中，将一水平放置的金属棒ab以水平速度v抛出，且棒与磁场垂直，设棒在落下的过程中方向不变且不计空气阻力，则金属棒在运动的过程中产生的感应电动势大小变化情况是( )A.越来越大B越来越小C保持不变D无法判断图43-B24.如图43-B2所示平行金属导轨的间距为d，一端跨按一阻值为R的电阻，匀强磁场的磁感应强度为B方向垂直于导轨平面指向里一根长金属棒置于导轨上，与导轨成60角，当金属棒以垂直于棒的速度.在导轨上滑行时，电阻R中的电流强度为(不计导轨和棒的电阻) ( ) A. BdvRsin60 B. BBdvR CBdvsin60R DBdvcos60R5如图所示，长为L的金属导线弯成一圆环，导线的两端接在电容为C的平行板电容器上，P、Q为电容器的两个极板，磁场垂直于环面向里，磁感应强度以BB0Kt(K0)随时间变化，t0时，P、Q两板电势相等，两板间的距离远小于环的半径，经时间t，电容器P板()A不带电B所带电荷量与t成正比C带正电，电荷量是 D带负电，电荷量是6.如图4所示，矩形线圈由100匝组成，ab边长L1=0.40m，ad边长L2=0.20m，在B=0.1T的匀强磁场中,一两短边中点的连线为轴转动,转速n=50r/s求：（1）线圈从图4（a）所示的位置起，转过180的平均感应电动势为多大？（2）线圈从图4（b）所示的位置起，转过180的平均感应电动势为多大？7磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直于轨道平面向里导轨间距为L，右端连接电阻R，其他电阻不计长为2L的导体棒ab与轨道垂直