最新法拉第楞次定律的应用二

1、法拉第、楞次定律的应用（二）、【知识点解说】1 感应电动势的产生本身就说明了是其它形式的能转化为电能。法拉第电磁感应定律的实质是能的转化和守恒 定律在电磁感应中的具体表现形式。2 电磁感应中的综合题有两种基本类型 : 一是电磁感应与电路的综合；二是电磁感应与导体的受力和运动的综 合。二、【重点、难点】弄清电磁感应过程中能量的转化形式、注重与电路的结合。 三、【教学过程与典型例题】例题 1 如图、竖直向上的磁场 B0=0.5T 并正以B/t=0.1T/s 增强。水平轨 道宽 L=0.5m电阻不计、摩擦不计。导棒电阻 0.1 外电阻 0.4 。起初棒距离左端 0.8m。求经过几秒种能将 M=2kg

2、的物体吊起来？解析 ：先对物体 M受力分析，根据 F=Mg求出绳子的拉力为 F=20N。再对导体棒受力分析，根据 F=F安=BIL=（B 0+B/ t）tIL而 I=R又 =BS/t 综合以上各式可求出 t =4995S 。 例题 2 如图、通过线圈的磁场 B 随时间变化图如图。以线圈中产生逆时针方 向的电流为正、作出感应电流随时间的变化关系图。解析：分段研究：第一阶段、磁场 B 均匀增加、根据楞次定律与法拉第电磁感 应定律可知，电路中将感应出一个反方向（即逆时针方向）的恒定电流；同理再分 析其余几段。 图略思考：若上题中的 Bt 图为一正弦函数，作出感应电流随时间的变化关系图又会是什么样的？

3、 例题 3 一个边长为 a、质量为 m 的金属方框，在水平方向具有某一初速度，此金属方框在重力场中运动， 并且总是位于垂直于框面的磁场中，磁场随空间变化 B（z）=B0+KZ 。k 为常数。金属方框的电阻为 R，经过一 段时间后框开始以恒定速度 V 运动，那么线框的水平初速度为？ 解析：先对金属方框在竖直方向受力分析、受到重力和安培力，安培力的产生 是由于金属方框的上下两条边在不同强度的磁场 B 中产生的感应电动势不同而产生 的，因为左右两条边产生的感应电动势相互抵消了。当竖直方向安培力与重力平衡 时、金属方框开始匀速下降。 在水平方向、金属方框以 V0匀速运动。最终金属方框 的速度 V= V

4、02 V 2答案： V2 （km2gaR4 ）2ka 例题 4 如图、螺线管共 4 匝、横截面积 S=0.1m2、回路的总电阻 R=5、导棒 m=0.02kg、有效长度 L=0.1m。垂直纸面向里的磁场 B2=2T。求：（1） 度？（ g=10m/s2）解析：（ 1）先对导体棒受力分析、可以求出B1/ t=12.5 T/S（2）当导体棒的加速度为而 E=E1+E2=nsB1/ t+ B 2LVM当B1/ t= ？时、导体棒不动。 （2）当导体棒静止不动时。 mg=BIL=BE LR0时、速度达到最大。即 mg=BIL=BER L当B1/ t=10T/S 时、棒的最大速而 E=nB1/ t 带入

5、带入数据、求出棒的最大速度为 VM= 5m/s。例题 5 水平面内的导轨宽为 L，磁场 B=B0+Kt 方向垂直纸面向外。棒以速度 V0向 左匀速运动。设 0时刻框架所围成的面积为 S0。则 0时刻电路中的感应电动势 E=、方向 时针。t= s 后电流开始反向。解析 ：电路中的感应电动势是由动生电动势和感生电动势两部分叠加而成，结合楞次定律、容易得出E=B0LV0-KS0；方向顺时针。由题意可知、假设经过 t 秒钟后电流开始反向、此时动生电动势与感生电动势相等即（ B0+Kt）LV0=K（S0-V0tL） 容易得出 t=B0/2K-S0/2LV0。同步练习：法拉第、楞次定律的应用（二）1 （0

6、5 南通二模）水平光滑轨道相距 L=1m。虚线范围内磁场 B=0.2T、磁场宽度 SL。边长为 L 的正方形线圈 m=0.2kg、r=0.1。以初速度 V0向右进 入磁场。求：（1）若线圈最终只能有一半面积离开磁场区域、 求 V0=？ （2） 若线圈的右边刚要离开磁场时、 磁场以 K=0.1T/S的变化率均匀减小、为了保证线圈匀速离开磁场、 应加 一个水平外力。求线圈有一半面积离开磁场区域时外力 F=？2 如图、固定在水平面上的轨道宽 L，磁场竖直向下、起初为 B0。导体棒电阻为 r、 不计摩擦、起初与框架组成边长为 L的正方形。若（ 1）从0时刻起 B均匀增加、 每秒增加 K，同时保持棒静止

7、。求：棒中的感应电流？（ 2）为保持棒静止、在 t1 秒末水平外力应为？（ 3）若从 0时刻起、B 逐渐减小。棒以速度 V0向右匀速，棒中无电流。则 B 随时 间怎样变化、写出 B 与 t 的表达式。3 如图、磁铁 M 和线圈 m 起初静止在光滑的水平面上。给线圈一个瞬时冲量 I 使其向右运动。则：（ ）A 磁铁也向右运动。 B、磁铁运动的最大速度为 I/ （M+m ） C、线圈运动过程动能的最小值为 mI2/2（M+m）2. D、线圈运动过 程最多产生的热量为 I2/（2m）。4 电动机牵引一根原来静止的、长 L=1 m 、质量 m=0.1kg 的导体棒 R=1， 竖直轨道处于 B=1T的磁

8、场中，当棒由静止上升 h=3.8m时获得稳定的速度， 该过程回路共产生 14J 的热量。电压表和电流表的示数分别为 7V和 1A。 电动机内阻为 1，g=10m/s2.求：（1）棒能达到稳定的速度？ （2）棒由静 止到稳定所需要的时间？5 正方形线圈边长为 0.2m、质量为 0.1kg、电阻为 0.1倾角为 300 的光滑斜 面上的物体质量为 0.4kg，磁场 B=0.5T、宽 0.2m。当线圈刚进入磁场时、 系统恰好匀速运动、不计摩擦，求：（1）线圈匀速上升时的速度？ （2）线 圈匀速上升过程物体对线圈做的功？（ 3）线圈增加的内能？（ 4）线圈由 静止到刚刚匀速时上升的高度 H1=？g 取

9、 10m/s2.答案：1 （1） 3m/s。 （2）0.3N。232 KL 2/r （B0+Kt1）kL3/r B0L/（L+Vt）3 ABC4 （1） 2m/s （2）3s5 10m/s 0.8J 0.4J主、指一以、新要深以导、工教思七入一研想作年学轮级组课程新建习设改教课改材理革方面为为论抓，“：手切，积入点极更实施”新课，教育改强化理理念实，践论。学积习极和推进教教学实学改践革。好研案能，“五体以研促现关”课教改。理，念真。正 实现教 学质量的全面本二一组织学加本主指强期要理组，导思我教工师组论作想学学及将：习习进活，动一推普步：进强制组订化加织教强落好课实师本教组有学题本效常研开学究

10、，展期规的和提本校升“组 公的礼教和嘉开全科课中研学校、研究的课示课范堂水教课题研学平、十汇究；加 强项工报要课作师计做求资划到”。队，有计伍并做建设组好划、集，织有体提好 听备研课升究课教和、师评有二的活教课备动学等以工、及作能反有。思力总。三四、月月组高一份份织：好英、高语、组三组教织学第织一理研好高次讨论模活三学考动习英。语。、口阅卷语测、试评。卷和总结等工作。五、高协月助三份开：英展、语复组好习织我校研好讨的高会三区级第。二公次开课模考。、阅卷、评卷和 总结等工作。六、月收集份课： 题、组活动织 好材高料。考的复习 迎考工 作。按高高照考二的的文历教科学史大教综纲学合能任和力务是测试要

11、考更试使说加学强明生调在历的考生史要求知对识，文认、科各历真史学完学科成高整科二能体力阶知段识和的思的把想单握科品、德复综习、工情合作分感析。、问态坚持题度学的、思科价教值维学能观各力为主、方为，面落得解决到实基问全础题面知而培迁养识移锻要到炼知位和识发运，展用适，当知兼为识高顾的三能史地力年级政。三教的个文师学在科科教历学史的教综中学合要体打要现求下良，多好学培养科的基、提多高础，学层为生次高学、校多科角内输送度综有合分的析学习解能潜决力问能。从题和的发学生展通识的前途教实育际的出合理发格念。高，教中落师实毕基业要认础生打真，学下提习良高好学和科基研思础究维教。能材力和转变辩证唯教学观物念主

12、，义紧、历跟史高考唯物形势主的义的发理展论，研水究平考。试的变化，力争使高二的教学向高三教学的要求靠拢。1. 体以会学加生强学思为习主想数体学教育的，养成、乐提趣认倡学习，启目真发提式高的作业四性、教教学教书学习学写数，育，措学注的使重整施学洁兴尝：的生良试趣，好习建立学惯。好数学的信心。步，端激正发学自能在学觉通通习过多过活体动种中育途表活径发动现改出展肌良变心好肉力的理状体量和态育，耐道并力德。与努力合作获了创得解一新成些精功疾感神病。等有在具关武有术知通过练识，习各种并活理途动解中径获表身取现体体出健调康育与在节健情学绪习康的、方三、整减十乘、除加量理法法法进法的的和的的制的计复计量意意意意数义义义习（义和和和法运课运课运时时算算算课时定定课定时）律律律课课课时时时五六小四、名管、小小小、常求整小数数三小数数理一家用小数的和点个和数角数的的的课的的形意改时性计意、复加位小复义写习数名置质量法义平和数和的移单近课读和小动课行位和似时减性时引四数写的边起质数课法法时课形（和小时大1数梯课小7比大时