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，在下落過程中，它的左半部通過水平方向的磁場(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度是有效切割長度． 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MN時(shí)，線圈中感應(yīng)電流最大 B．當(dāng)P點(diǎn)經(jīng)過MN時(shí)，線圈中感應(yīng)電流最大 C．當(dāng)F點(diǎn)經(jīng)過MN時(shí)，線圈中感應(yīng)電流最大 D．當(dāng)Q點(diǎn)經(jīng)過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____

5、____V，磁場(chǎng)對(duì)直導(dǎo)線部分的作用力大小為________N，方向?yàn)開_______． 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)通過金屬環(huán)的電荷量為________C． 4．如圖17－20所示，邊長為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t時(shí)刻后轉(zhuǎn)過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，則這一過程中通過線框截面的電量 參考答案