补课：法拉第电磁感应定律

基础知识梳理一、法拉第电磁感应定律1．法拉第电磁感应定律(1)内容：闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的________成正比．变化率如图甲所示线圈的匝数n＝100匝，横截面积S＝50cm2，线圈总电阻r＝10Ω，沿轴向有匀强磁场，设图示磁场方向为正，磁场的磁感应强度随时间作如图乙所示变化，则在开始的0.1s内

(

)A．磁通量的变化量为0.25WbB．磁通量的变化率为2.5×10－2

Wb/sC．a、b间电压为0D．在a、b间接一个理想电流表时，电流表的示数为0.25A1.关于电路中感应电动势的大小，下列说法正确的是(

)A．穿过电路的磁通量越大，感应电动势就越大B．电路中磁通量的改变量越大，感应电动势就越大C．电路中磁通量改变越快，感应电动势就越大D．若电路中某时刻磁通量为零，则该时刻感应电流一定为零A．图①中，回路产生的感应电动势恒定不变B．图②中，回路产生的感应电动势一直在变大C．图③中，回路在0～t1时间内产生的感应电动势小于在t1～t2时间内产生的感应电动势D．图④中，回路产生的感应电动势先变小再变大有一面积为S＝100cm2的金属环如图9－2－3甲所示，电阻为R＝0.1Ω，环中磁场变化规律如图乙所示，且磁场方向垂直环面向里，在t1到t2时间内(1)环中感应电流的方向如何？(2)通过金属环的电荷量为多少？如图甲所示的螺线管，匝数n=1500匝，横截面积S=20cm2，电阻r=1.5Ω，与螺线管串联的外电阻R1=3.5Ω，R2=25Ω，方向向右穿过螺线管的匀强磁场，磁感应强度按图乙所示规律变化。试计算电阻R2的电功率和a、b两点的电势。如图所示,EF、GH为平行的金属导轨,电阻可不计,R为电阻器,C为电容器,AB为可在EF、GH上滑动的导体横杆,有匀强磁场垂直于导轨平面.若I1和I2分别表示图中该处导线中的电流,则当横杆AB(

)

A.匀速运动时,I1=0,I2=0

B.匀速运动时,I1≠0,I2=0C.加速运动时,I1=0,I2=0

D.加速运动时,I1≠0,I2≠02．导体切割磁感线的情形(1)若B、l、v相互垂直，则E＝______.(2)E＝Blvsinθ，θ为运动方向与磁感线方向的夹角．(3)导体棒在磁场中转动：Blv1．理解E＝Blv的“四性”(1)正交性：本公式是在一定条件下得出的，除磁场为匀强磁场外，还需B、l、v三者互相垂直．(2)瞬时性：若v为瞬时速度，则E为相应的瞬时感应电动势．(3)有效性：公式中的l为导体切割磁感线的有效长度．(4)相对性：E＝Blv中的速度v是导体相对磁场的速度，若磁场也在运动，应注意速度间的相对关系．如图所示，一导线弯成半径为a的半圆形闭合回路．虚线MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直于回路所在的平面．回路以速度v向右匀速进入磁场，直径CD始终与MN垂直．从D点到达边界开始到C点进入磁场为止，下列结论正确的是(

)A．感应电流方向不变B．CD段直导线始终不受安培力C．感应电动势最大值Em＝Bav例1：定值电阻R，导体棒ab电阻r，水平光滑导轨间距l，匀强磁场磁感应强度为B，当棒ab以速度v向右匀速运动时：产生电动势回路电流ab两端电压电流的总功率ab棒消耗的电功率问题1：

vRabr

vRab例1：定值电阻R，导体棒ab电阻r，水平光滑导轨间距l，匀强磁场磁感应强度为B，当棒ab以速度v向右匀速运动时：问题2：棒ab受到的安培力为多大；要使棒ab匀速运动，要施加多大的外力，方向如何？问题3：整个回路中消耗的电能从哪里转化来的，它们之间有什么样的关系？外力F对棒ab做功练习：如图,一个水平放置的导体框架,宽度L=0.50m,接有电阻R=0.15Ω,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r=0.05Ω,当ab以v=4.0m/s的速度向右匀速滑动时，试求：(1)导体ab上的感应电动势和感应电流的大小(2)维持ab做匀速运动的外力大小和方向(3)整个回路消耗的热功率(4)当ab运动2m的过程中，经过ab导体的电量lFRab例2：其他条件不变，ab棒质量为m，开始静止，当受到一个向右恒力F的作用，则：rB问1：ab将如何运动？问2：ab的最大速度是多少？这时ab两端的电压为多少？加速度a减小的加速运动问3：ab的速度达到最大值前，外力做功功率与回路的电功率有什么样的关系？P外﹥P电，W外=Q热+△EKFRabr问3：若ab向右运动位移为x时，速度达到最大值vm，这一过程中回路产生的焦耳热为多少？例2：其他条件不变，ab棒质量为m，开始静止，当受到一个向右恒力F的作用，则：FRabr问4：在上述过程中，通过回路某一横截面的电量为多少？例2：其他条件不变，ab棒质量为m，开始静止，当受到一个向右恒力F的作用，则：练习：如图所示，金属导轨MN、PQ之间的距离L=0.2m,导轨左端所接的电阻R=1,金属棒ab(m=2kg)可沿导轨滑动，匀强磁场的磁感应强度为B=5T,ab在外力F=10N作用下向右滑动，求（1）当速度v=5m/s时的加速度；（2）ab棒能达到的最大速度vm（3）若达到最大速度的过程中在R上消耗的热量为20J，求ab棒运动的位移X（4）求达到最大速度的过程中，经过R上的电量RPQMNab例：如图所示,竖直放置的U形导轨宽为L,上端串有电阻R(其余导体部分的电阻都忽略不计)。磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直于纸面向外。金属棒ab的质量为m,与导轨接触良好,不计摩擦，从静止释放后ab保持水平而下滑，试求ab下滑的最大速度vm。Ra

m

Lb

例：如图所示，B＝0.2T与导轨垂直向上，导轨宽度L＝1m，α＝300，电阻可忽略不计，导体棒ab质量为m＝0.2kg，其电阻R＝0.1Ω，跨放在U形框架上，并能无摩擦的滑动，求：（1）导体下滑的最大速度vm（2）在最大速度时ab上释放的热功率300BmgFFNabB300如