高二物理 法拉第電磁感應(yīng)定律——感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小 典型例題解析

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1、法拉第電磁感應(yīng)定律——感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小 典型例題解析 【例1】如圖17－13所示，有一夾角為θ的金屬角架，角架所圍區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度為B，方向與角架所在平面垂直，一段直導(dǎo)線ab，從角頂c貼著角架以速度v向右勻速運(yùn)動(dòng)，求：(1)t時(shí)刻角架的瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；(2)t時(shí)間內(nèi)角架的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)？ 解析：導(dǎo)線ab從頂點(diǎn)c向右勻速運(yùn)動(dòng)，切割磁感線的有效長(zhǎng)度de隨時(shí)間變化，設(shè)經(jīng)時(shí)間t，ab運(yùn)動(dòng)到de的位置，則 de＝cetanθ＝vttanθ (1)t時(shí)刻的瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：E＝BLv＝Bv2tanθ·t (2)t時(shí)間內(nèi)平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為： 點(diǎn)撥：正確運(yùn)用瞬時(shí)感

2、應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)表達(dá)式，明確產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的導(dǎo)體是解這個(gè)題目的關(guān)鍵． 【例2】如圖17－14所示，將一條形磁鐵插入某一閉合線圈，第一次用0.05s，第二次用0.1s，設(shè)插入方式相同，試求： (1)兩次線圈中平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)之比？ (2)兩次線圈之中電流之比？ (3)兩次通過(guò)線圈的電量之比？ 解析： 點(diǎn)撥：兩次插入時(shí)磁通量變化量相同，求電荷量時(shí)電流要用平均值． 【例3】如圖17－15所示，abcd區(qū)域里有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，現(xiàn)有一豎直的圓環(huán)使它勻速下落，在下落過(guò)程中，它的左半部通過(guò)水平方向的磁場(chǎng)．o是圓環(huán)的圓心，AB是圓環(huán)豎直直徑的兩個(gè)端點(diǎn)，那么 [ ] A．當(dāng)

3、A與d重合時(shí)，環(huán)中電流最大 B．當(dāng)O與d重合時(shí)，環(huán)中電流最大 C．當(dāng)O與d重合時(shí)，環(huán)中電流最小 D．當(dāng)B與d重合時(shí)，環(huán)中電流最大 點(diǎn)撥：曲線在垂直于磁感線和線圈速度所確定的方向上投影線的長(zhǎng)度是有效切割長(zhǎng)度． 參考答案：B 【例4】如圖17－16所示，有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)B＝1.0×10-3T，在垂直磁場(chǎng)的平面內(nèi)，有一金屬棒AO，繞平行于磁場(chǎng)的O軸順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，已知棒長(zhǎng)L＝0.20 m，角速度ω＝20rad/s，求：(1)O、A哪一點(diǎn)電勢(shì)高？(2)棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)有多大？ 點(diǎn)撥：取棒中點(diǎn)的速度代表棒的平均速度 參考答案 (1)A；(2)E＝4×10-4V 跟蹤反饋 1．

4、如圖17－17所示中PQRS為一正方形線圈，它以恒定的速度向右進(jìn)入以MN為邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于線圈平面，MN與線圈邊成45°角，E、F分別為PS、PQ的中點(diǎn)，關(guān)于線圈中感應(yīng)電流的大小，下面判斷正確的是 [ ] A．當(dāng)E點(diǎn)經(jīng)過(guò)MN時(shí)，線圈中感應(yīng)電流最大 B．當(dāng)P點(diǎn)經(jīng)過(guò)MN時(shí)，線圈中感應(yīng)電流最大 C．當(dāng)F點(diǎn)經(jīng)過(guò)MN時(shí)，線圈中感應(yīng)電流最大 D．當(dāng)Q點(diǎn)經(jīng)過(guò)MN時(shí)，線圈中感應(yīng)電流最大 2．有一總電阻為5Ω的閉合導(dǎo)線，其中1m長(zhǎng)部分直導(dǎo)線在磁感應(yīng)強(qiáng)度為2T的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，以5m/s的速度沿與磁感線成30°角的方向運(yùn)動(dòng)，如圖17－18所示，該直導(dǎo)線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為_(kāi)___

5、____V，磁場(chǎng)對(duì)直導(dǎo)線部分的作用力大小為_(kāi)_______N，方向?yàn)開(kāi)_______． 3．有一面積為S＝100cm2的金屬環(huán)，電阻為R＝0.1Ω，環(huán)中磁場(chǎng)變化規(guī)律如圖17－19所示，磁場(chǎng)方向垂直環(huán)面向里，則在t1－t2時(shí)間內(nèi)通過(guò)金屬環(huán)的電荷量為_(kāi)_______C． 4．如圖17－20所示，邊長(zhǎng)為a的正方形閉合線框ABCD在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞AB邊勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，初始時(shí)刻線框所在平面與磁感線垂直，經(jīng)過(guò)t時(shí)刻后轉(zhuǎn)過(guò)120°角，求： (1)線框內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)在t時(shí)間內(nèi)的平均值 (2)轉(zhuǎn)過(guò)120°角時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值 (3)設(shè)線框電阻為R，則這一過(guò)程中通過(guò)線框截面的電量 參考答案