电磁感应综合应用

关于电磁感应综合应用电磁感应规律综合应用的四种题型1、电磁感应中的力学问题2、电磁感应中的电路问题3、电磁感应中的能量问题4、电磁感应中的图象问题第2页,共21页，2024年2月25日，星期天例1、已知：AB、CD足够长，L，θ，B，R。金属棒ab垂直于导轨放置，与导轨间的动摩擦因数为μ，质量为m，从静止开始沿导轨下滑，导轨和金属棒的电阻阻都不计。求ab棒下滑的最大速度θθDCABBabR速度最大时做匀速运动受力分析，列动力学方程1、电磁感应中的力学问题第3页,共21页，2024年2月25日，星期天例2、如图B=0.2T，金属棒ab向右匀速运动，v=5m/s，L=40cm，电阻R=0.5Ω,其余电阻不计，摩擦也不计，试求：①感应电动势的大小②感应电流的大小和方向③使金属棒匀速运动所需的拉力④感应电流的功率⑤拉力的功率RFmrMNQPabB右手定则第4页,共21页，2024年2月25日，星期天基本方法：1、用法拉第电磁感应定律和楞次定律求感应电动势的大小和方向。2、求回路中的电流强度3、分析导体受力情况（包含安培力，用左手定则）4、列动力学方程求解。第5页,共21页，2024年2月25日，星期天例3、导轨光滑、水平、电阻不计、间距L=0.20m；导体棒长也为L、电阻不计、垂直静止于导轨上；磁场竖直向下且B=0.5T；已知电阻R=1.0Ω；现有一个外力F沿轨道拉杆，使之做匀加速运动，测得F与时间t的关系如图所示，求杆的质量和加速度a。BFRF/N0481216202428t/s1234567830S末功率？第6页,共21页，2024年2月25日，星期天例1、圆环水平、半径为a、总电阻为2R；磁场竖直向下、磁感强度为B；导体棒MN长为2a、电阻为R、粗细均匀、与圆环始终保持良好的电接触；当金属棒以恒定的速度v向右移动经过环心O时，求：（1）棒上电流的大小和方向及棒两端的电压UMN（2）在圆环和金属棒上消耗的总的热功率。BvMNo2、电磁感应中的电路问题利用E=BLV求电动势，右手定则判断方向分析电路画等效电路图第7页,共21页，2024年2月25日，星期天例2、线圈50匝、横截面积20cm2、电阻为1Ω；已知电阻R=99Ω；磁场竖直向下，磁感应强度以100T/s的变化度均匀减小。在这一过程中通过电阻R的电流多大小和方向？BR利用楞次定律判断方向画等效电路图利用闭合欧姆定律求电流第8页,共21页，2024年2月25日，星期天基本方法：1、用法拉第电磁感应定律和楞次定律确定感应电动势的大小和方向。2、画等效电路。3、运用闭合电路欧姆定律，串并联电路性质，电功率等公式联立求解。第9页,共21页，2024年2月25日，星期天例1、θ=30º，L=1m，B=1T，导轨光滑电阻不计，F功率恒定且为6W，m=0.2kg、R=1Ω，ab由由静止开始运动，当s=2.8m时，获得稳定速度，在此过程中ab产生的热量Q=5.8J，g=10m/s2，求：（1）ab棒的稳定速度（2）ab棒从静止开始达到稳定速度所需时间。θabBF3、电磁感应中的能量问题第10页,共21页，2024年2月25日，星期天例2、水平面光滑，金属环r=10cm、R=1Ω、m=1kg，v=10m/s向右匀速滑向有界磁场，匀强磁场B=0.5T；从环刚进入磁场算起，到刚好有一半进入磁场时，圆环释放了32J的热量，求：（1）此时圆环中电流的即时功率；（2）此时圆环运动的加速度。Bv第11页,共21页，2024年2月25日，星期天能量转化特点：①导体切割磁感线或磁通量发生变化在回路中产生感应电流，机械能或其他形式的能量便转化为电能。②具有感应电流的导体在磁场中受安培力作用或通过电阻发热，又可使电能转化为机械能或电阻的内能，因此电磁感应过程总是伴随着能量的转化。基本方法：①用法拉第电磁感应定律和楞次定律确定感应动势的大小和方向。②画出等效电路，求回路中电阻消耗电功率的表达式。③分析导体机械能的变化，用能量守恒关系得到机械功率的改变与回路中电功率的改变所满足的方程。第12页,共21页，2024年2月25日，星期天1.如图所示，一宽40cm的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里．一边长为20cm的正方形导线框位于纸面内，以垂直于磁场边界的恒定速度v＝20cm/s通过磁场区域，在运动过程中，线框有一边始终与磁场区域的边界平行．取它刚进入磁场的时刻t＝0.在下列图线中，正确反映感应电流随时间变化规律的是dcba思考:你能作出ad间电压与时间的关系图象吗?[c]4、电磁感应中的图象问题第13页,共21页，2024年2月25日，星期天例2：磁感应强度B的正方向，线圈中的箭头为电流i的正方向（如图所示），已知线圈中感生电流i随时间而变化的图象如图所示，则磁感应强度B随时间而变化的图象可能是（

）

BiitBBBBttttABCDCD第14页,共21页，2024年2月25日，星期天例4：匀强磁场的磁感应强度为B=0.2T，磁场宽度L=3m，一正方形金属框连长ab=d=1m，每边电阻r=0.2Ω，金属框以v=10m/s的速度匀速穿过磁场区，其平面始终一磁感线方向垂直，如图所示。

(1)画出金属框穿过磁场区的过程中，金属框内感应电流的(i-t)图线。(以顺时针方向电流为正)

(2)画出ab两端电压的U-t图线adbcvLB第15页,共21页，2024年2月25日，星期天t/si/A02.5-2.50.10.20.30.4adbcvLBUab/V00.10.20.30.42-21-1t/s第16页,共21页，2024年2月25日，星期天例6：如图(甲）中，A是一边长为l的正方形导线框，电阻为R。今维持以恒定的速度v沿x轴运动，穿过如图所示的匀强磁场的有界区域。若沿x轴的方向为力的正方向，框在图示位置的时刻作为计时起点，则磁场对线框的作用力F随时间t的变化图线为图（乙）中的（）B第17页,共21页，2024年2月25日，星期天例7：如图所示的异形导线框，匀速穿过一匀强磁场区，导线框中的感应电流i随时间t变化的图象是（设导线框中电流沿abcdef为正方向）（）bcadefD第18页,共21页，2024年2月25日，星期天例8：如图所示，一闭合直角三角形线框以速度v匀速穿过匀强磁场区域．从BC边进入磁场区开始计时，到A点离开磁场区止的过程中，线框内感应电流的情况(以逆时针方向为电流的正方向)是如下图所示中的（）A第19页,共21页，2024年2月25日，星期天2、如图所示竖直放置的螺线管和导线abcd构成回路，螺线管下方水平桌面上有一导体环。当导线abcd所围区域内的