法拉第电磁感应应用

法拉第电磁感应应用第一页，共十七页，编辑于2023年，星期日题型5:磁场中线圈切割问题1.N匝线圈边长为L1L2,总电阻为R,在匀强磁场B中,绕过线圈平面并且与磁场方向垂直的轴以角速度ω匀速转动,从中性面开始计时,求:(1)线圈转过30o,90o,180o过程中的平均感应电动势和此瞬间的瞬时感应电动势.(2)线圈经过时间t的瞬时感应电动势.线圈在90度时（垂直中性面）的瞬时感应电动势如何求？线圈转动一周瞬时感应电动势如何变化？L1L2线圈转过90度的过程中产生的焦耳热是多少？通过横截面的电量是多少？第二页，共十七页，编辑于2023年，星期日练习：如图所示为一个小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈的长度ab＝0.25m，宽度bc＝0.20m，共有n＝100匝，总电阻r＝1.0，可绕与磁场方向垂直的对称轴转动．线圈处于磁感应强度B＝0.40T的匀强磁场中，与线圈两端相连的金属滑环上接一个“3.0V，1.8W”的灯泡．当线圈以角速度匀速转动时，小灯泡消耗的功率恰好为1.8W．（1）推导发电机线圈产生感应电动势的最大值的表达式（其中S表示线圈的面积）；（2）求线圈转动的角速度；（3）线圈以上述角速度转动100周过程中发电机产生的电能．（1）推导略（2）2.5rad/s（3）Q＝5.3×102J

答案：第三页，共十七页，编辑于2023年，星期日练习：其中P176针对练习1写过程做在作业本上第四页，共十七页，编辑于2023年，星期日例题1一正方形闭合单匝导线框abcd，边长L＝0.1m，各边的电阻均为R0=0.1Ω，bc边位于x轴上且b点与坐标原点O重合.在x轴原点O的右侧有宽度D=0.2m、方向垂直纸面向里的匀强磁场区域，磁场的磁感应强度B=1.0T.当线框以v=2.0m/s的速度沿x轴正方向匀速运动穿过磁场区域.以ab边刚进入磁场时为t=0时刻，在线框通过磁场区域的过程中(1)作出电流I-t的关系图象（以逆时针电流为正）；(2)作出安培力FA-t关系图象（以向右为正）；(3)作出a、b两点的电势差Uab-t的关系图象.第五页，共十七页，编辑于2023年，星期日变式第六页，共十七页，编辑于2023年，星期日切割式与图像1.

（甘肃、青海卷）如图所示，在x≤0的区域内存在匀强磁场，磁场的方向垂直于xy平面（纸面）向里。具有一定电阻的矩形线框abcd位于xy平面内，线框的ab边与y轴重合。令线框从t=0的时刻起由静止开始沿x轴正方向做匀加速运动，则线框中的感应电流I（取逆时针方向的电流为正）随时间t的变化图线I—t图可能是下图中的哪一个？()DoItAoItBoItCoItD题型6:电磁感应现象中的图像问题Boabcdxy第七页，共十七页，编辑于2023年，星期日abcdBCD2.如图甲所示，闭合导体线框abcd从高处自由下落，落入一个有界匀强磁场中，从bc边开始进入磁场到ad边即将进入磁场的这段时间里，在图乙中表示线框运动过程中的感应电流----时间图象可能是：()AoitBoitCoitDoit第八页，共十七页，编辑于2023年，星期日练习2(2005全国卷)图中两条平行虚线之间存在匀强磁场,虚线间的距离为l，磁场方向垂直纸面向里.abcd是位于纸面内的梯形线圈，ad与bc间的距离也为l.t=0时刻，bc边与磁场区域边界重合.现令线圈以恒定的速度v沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域，取沿a→b→c→d→a的感应电流为正，则在线圈穿越磁场区域的过程中，感应电流I随时间t变化的图线可能是【B】E=BLv(L:切割磁干线的有效长度)第九页，共十七页，编辑于2023年，星期日法拉第定律与图像3.(全国理综)一矩形线圈位于一随时间t变化的匀强磁场内，磁场方向垂直线圈所在的平面（纸面）向里，如图1所示。磁感应强度B随t的变化规律如图2所示。以I表示线圈中的感应电流，以图1中线圈上箭头所示方向的电流为正,则以下的I—t图中正确的是（）Ao123456tA.Io123456tB.Io123456tC.Io123456tD.Io123456tBB第十页，共十七页，编辑于2023年，星期日练习3如图所示,两个相邻的有界匀强磁场区,方向相反,且垂直纸面,磁感应强度的大小均为B.以磁场区左边界为y轴建立坐标系,磁场区在y轴方向足够长,在x轴方向宽度均为a.矩形导线框abcd

的ab边与y轴重合，ad边长为a.线框从图示位置水平向右匀速穿过两磁场区域,且线框平面始终保持与磁场垂直.以逆时针方向为电流的正，线框中感应电流i与线框移动距离x的关系图象正确的是【C】第十一页，共十七页，编辑于2023年，星期日4.如图所示，xoy坐标系y轴左侧和右侧分别有垂直于纸面向外、向里的匀强磁场，磁感应强度均为B，一个围成四分之一圆形的导体环oab，其圆心在原点o，半径为R，开始时在第一象限。从t=0起绕o点以角速度ω逆时针匀速转动。试画出环内感应电动势E随时间t而变的函数图象（以顺时针电动势为正）yoxωBabEtoEmT2T第十二页，共十七页，编辑于2023年，星期日5.如图,直角三角形闭合线圈abc,匀速穿过匀强磁场区域,速度方向与bc边平行,并垂直于磁场边界,其他数据都标在图上,表示感应电动势E随时间t变化的规律,下列四个图中正确的是()2LLVabcEtoAEtoBoEtCEtoDC第十三页，共十七页，编辑于2023年，星期日6.直导线中通入交流电,向上为正,abcd中有电流吗?电流随时间的图像如何?(设感应电流顺时针为正)iabcdiotiot第十四页，共十七页，编辑于2023年，星期日例题2单匝矩形导线框abcd固定放置在匀强磁场中,线框ab边长度为l1=0.2m，bc边长度为l2=0.1m，线框的电阻R=0.1，如图甲所示.磁感线方向与导线框所在平面垂直，磁感应强度B随时间变化的图象如图乙所示.t=0时刻，磁感应强度的方向垂直导线框平面向里.在0~0.2s时间内(1)作出电流I-t的图象(以逆时针电流为正)；(2)作出ab边受到的安培力FA-t图象(以向右为正).1.E=n

/t=kS2.F=BIL=kILt第十五页，共十七页，编辑于2023年，星期日练习4圆形线圈P静止在水平桌面上,其正上方悬挂一相同的线圈Q.P和Q共轴,Q中通有变化电流,电流随时间变化规律如图.P所受的重力为G,桌面对