知识讲解电磁感应定律的应用

编稿：审稿：19世纪60年代，英国物理学家在他的电磁场理论中，变化的磁场会在周围空间激EnSBcos要点二、力与动生电动1EBLv（B的方向与v的方向垂直abB，垂直纸面向里，棒沿光滑导轨以速度v匀速向右滑动，L，经过时间tMN，如图所示， BLEtt BLvEBLv2导体在磁场中切割磁感线时，产生动生电动势，它是由于导体中的自由电子受到力的作用如图甲所示，一条直导线CDB中以速度v向右运动，并且导线CDB、v的方向垂直，由于导体中的自由电子随导体一起以速度v运动，因此每个电子受到的力为：F洛洛累，电场不断增强，当作用在自由电子上的静电力与电子受到的力相平衡时，DC两端产生一，电荷的流动使CD两端积累的电荷不断减少力又不断使自由电子从D端运动到C端从而在CD两端维持一个稳定的电动势。，可见运动的导体CDD端是电源的正极，C端是电源的负极，自由电子受电源的正极非静电力所做的功，作用在单位电荷上的力为：FFeBvEFLBLv理，电子是加速电子的装置，他的主要部分如图所示，画斜线的部分为电磁铁两极，在其间隙B道出的磁场为B，电子做圆周运动时所受的向心力为力，因此：eBvmv2/1S＝100cm2R＝0.1Ω，环中磁场变化规律如图乙所示，且磁t1t2时间内，环中感应电流的方向如何？通过金属环的电荷量为多少？【答案】逆时针方向0.01BB2 t2ФBSB2B1 t2IEФ/t QI (BB Q R

举一反三 【答案】 AABB.ABC.ABD.AB【答案】楞次定律来判断，根据电磁理论，闭合回路中产生感应电流，使因为闭合回路中受到了电场AC正确。感应电场的方向

感应磁场的方向

举一反三 A．不 【答案】【课堂：电磁感应定律应用例1 【答案】例3.一个面积S410-2m2匝数n＝100匝的线圈放在匀强磁场中磁场方向垂直于线圈平面，磁感应强度B随时间t变化的规律如图4－5－6所示，则下列判断正确的是( A．在开始的2s内穿过线圈的磁通量变化率等于0.08B．在开始的2sC．在开始的2s内线圈中产生的感应电动势等于8D．在第3s【答案】ФBS BBt图象的斜率．由图知前2sB2T/s Ф=2410－2Wb/s＝0.08Wb/sA在开始的2sB由2T减到0，又从0B增加到2T，所以这2s内的 ФBSBS2BS224102Wb0.16Wb B在开始的2sEnФ1000.08V8VC选项正确．第3s末的感应电动势等于2s～4sEnФnBS10024102V8V D【总结升华】正确计算磁通量的变化量Ф举一反三【变式1闭合电路中产生的感应电动势大小跟穿过这一闭合电路的下列哪个物理量成正比( 【答案】【课堂：电磁感应定律应用例2【变式2】水平桌面上放一闭合铝环，在铝环轴线上方有一条形磁铁，当条形磁铁沿轴线竖直向 【答案】【课堂：电磁感应定律应用例3 【答案】例4．如图所示，三角形金属导轨EOF上放有一金属杆AB，在外力作用下，使AB保持与OF垂直，以速度v匀速从O点开始右移，设导轨与金属棒均为粗细相同的同种金属制成，则下列判断正 【答案】【解析】导体棒从O开始到如图所示位置所经历时间设为t故E＝BLv＝Bvvttan＝Bv2tant即电路中电动势与时间成正比，C选项正确； Bv2tantI L/L等于△OABLOBABOAvtvt·tan+vt=vt(1+tan1)BvtanI

1tan cos A例5．(204 江卷）如所示，匀强磁中有倾斜的平金属导，导轨距为，长为3d，导轨面与水面的夹为θ在导轨中部有一段长为的薄绝涂层。强磁场磁感强度大小为，向与导平面垂。质量m的体从导轨的端由静释放，滑上涂之前已经做匀速动，并直匀速到导轨端。导棒终与导轨直，且与涂层有摩擦接在两轨间的电为，其他分的电均不计重力加度为g。求：

m3g2R2sin2【答案（1）tan 2B

（3）2mgdsin

受力平衡mgsin=mg=E

I=R

解得v

mgRB2摩擦生热Qr=mgd能量守恒定律3mgdsin

Q+Qr

12解得Q

2mgdsin

m3g2R2sin26．2V4W”，接在光滑水平导轨上，导轨间距为0.1m，电阻不计．金属棒ab垂直搁在导轨上，电阻为1ΩB＝1T拉动金属棒ab (2)8提供电压．金属棒在光滑的导轨上滑行过程中，外力克服力做功，能量守恒，所以外力的功率与电产生的电功率相等．I =2AUUR =1ΩP设金属棒的滑行速度为vBlI= ，感R R式中r为棒的电阻．I感＝I即Blv=I得 1电机P=P=I2(Rr)22(1+1)W=8W电机P、Q用电阻可以忽略的导线相连，两导轨间的距离l＝0.20m．有随时间变化的匀强磁场垂B与时间tB＝ktk＝0.020T/s.属杆紧靠在P、Q端，在外力作用下，杆以恒定的加速度从静止开始向导轨的另一端滑动，求在t＝6.0s时金属杆所受的力．【答案】1.4410－3【解析】以a表示金属杆运动的加速度，在tL1at22E

t+BlvtkEEI Rt 【答案】如图所示，当导体向右运动时，其内部的自由电子因受向下的力作用向下运动，于是在棒BAABAB就相当于一个电源，A端．【总结升华】正确判断磁力的方向，认清电源部分。例 济南期末)如图所示，一沿水平方向的匀强磁场分布在宽度为2L的某矩形区域（长度足够大，该区域的上下边界MN、PS是水平的。有一边长为L的正方形导线框abcd从距离磁场上边界MN的某高处由静止释放下落而穿过该磁场区域，已知当线框的ab边到达PS时线框刚好做匀速直线运动。以线框的ab边到达MN时开始计时，以MN处为坐标原点，取如图坐标轴x，并规定逆时针方向为感应电流的正方向，向上为力的正方向。则关于线框中的感应电流I和线框所受到的力F与ab边的位置坐标x的以下图线中，可能正确的是（ 【答案】LL内，线框只在重力作用下加速，速度增大；在第三个L内，力F安＝BIL>mg，线框运动，电动势E＝Blv减小，电流i减小，B错。若在第一个L内线框刚进入磁场时受到的力小于重力，这个过程加速ag 框只在重力作用下加速，速度增大；在第三个L内，力F安＝BIL，可能与线框重力平衡，线框做匀速运动，电动势E＝Blv不变，电流i的大小不变但方向相反，A、D两项正确，C。举一反三【课堂：电磁感应定律应用例8数足够多。从开关闭合时开始计时，流经电流计的电流大小i随时间t变化的图象是（）【答案】10．如图所示，两固定的竖直光滑金属导轨足够长且电阻不计。两质量、长度均相同的导体棒c、d，置于边界水平的匀强磁场上方同一高度h处。磁场宽为3h，方向与导轨平面垂直。先由静止释放cc刚进入磁场即匀速运动，此时再由静止释放d，两导体棒与导轨始终保持良好接触。用ac表示c的加速度，Ekd表示d的动能，xc、xd分别表示c、d相对释放点的位移。下图中正 【答案】B【解析】cgh1gt22vgtc棒进入磁场以速度vd棒开始做自由落体运动，与c棒做自由落体运动的