法拉第电磁感应定律习题课ppt课件.ppt

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1、例1:下列说法正确的是( )A.线圈中磁通量变化越大,线圈中产生的感应电动势一定越大B.线圈中磁通量越大,线圈中产生的感应电动势一定越大C.线圈处在磁场越强的位置,线圈中产生的感应电动势一定越大D.线圈中磁通量变化得越快,线圈中产生的感应电动势越大,典例分析,(一对电磁感应定律的理解),D,巩固练习1:穿过单匝闭合线圈的磁通量每秒钟均匀的增加2Wb,则( )A.线圈中的感应电动势将均匀的增加B.线圈中的感应电流将均匀增大C.线圈中的感应电动势将保持2V不变D.线圈中的感应电流将保持2A,C,例2:一个200匝面积为20 cm2的线圈,放在磁场中,磁场的方向与线圈平面成30角,若磁感应强度在0.

2、05 s内由0.1 T增加到0.5 T,在此过程中穿过线圈的磁通量的变化量是_Wb;磁通量的平均变化率是_Wb/s;线圈中的感应电动势的大小是_V.,410-4,810-3,1.6,(二电磁感应定律的应用),练习3写出图示各种情况下导线两端的感应电动势的表达式(B.L.R已知)E= E= E=-,练习4：如图所示，长为L的金属棒ab，绕b端在垂直于匀强磁场的平面内以角速度匀速转动，磁感应强度为B，求ab两端的电势差。,例1、如图所示为穿过某线路的磁通量随时间t变化的关系图，试根据图说明：（1）穿过某线路的磁通量何时最大？ 何时最小？（2）/t何时最大？何时最小？（3）感应电动势E何时最大？何时

3、最小？,注意区分几个物理量：、/tE只与/t有关， 而与、无关。,一、利用图像解题：,11.如右图所示,一圆环与外切正方形线圈均由相同的有绝缘皮导线制成,并各自形成闭合电路,匀强磁场布满整个方形线圈,当磁场均匀变化时,线圈和圆环中的感应电动势之比为_;感应电流之比为_;若磁场只布满圆环,则感应电动势之比为_.,答案:4: 1:1 1:1,12.有两个用同种材料,同样粗细的导线制成的圆环A和B,其半径之比rA:rB=2:1,如右图所示,当充满B环圆面的匀强磁场随时间均匀变化时,A与B环中感应电流之比为多少?,答案:1:2,例题1：有一面积为S100cm2的金属环，电 阻为R0.1，环中磁场变化规

4、律如图所示，磁场方向垂直环面向里，则在t1t2时间内金属环中产生的感应电动势 、通过金属环的电流 、通过金属环的电荷量为_,0.01v,0.01c,0.1A,二、面积S不变时,EnSBt的应用:,例2:如图所示，一个500匝的线圈的两端跟R99的电阻相连接，置于竖直向下的匀强磁场中，线圈的横截面积是20 ，电阻为1，满足下列情况下时,求线圈磁场所产生的感应电动势E?,通过电阻R的电流又各为为多少？,1,磁感应强度以10Ts的变化率均匀增加,2,磁感应强度随时间变化满足以下关系: B=(10+10t)T,3,磁场的磁感应强度随时间变化的图象如图所示:,例：半径为r、电阻为R的金属环通过某直径的轴

5、OO以角速度做匀速转动，如图所示。匀强磁场的磁感应强度为B，从金属环的平面的磁场方向重合时开始计时，则在转过30的过程中。求：,(1)环中产生的感应电动势的平均值是多大？,三、磁感应强度B不变时,EnBSt的应用:,(2)金属环某一横截面内通过的电荷量是多少？,有一面积为S100cm2的金属环，电阻为R0.1，环中磁场变化规律如图1719所示，磁场方向垂直环面向里，则在t1t2时间内通过金属环的电荷量为_C,粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中,磁场方向垂直于线框平面,其边界与正方形线框的边平行,现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场,如下图所示,则在移出过程中线框的一

6、边ab两点间电势差绝对值最大的是( ),B,例1：如图所示，裸金属线组成滑框，金属棒ab可滑动，其电阻为r，长为L，串接电阻R，匀强磁场为B，当ab以V向右匀速运动过程中，求：（1）棒ab产生的感应电动势E?（2）通过电阻R的电流I ， ab间的电压U?（3）若保证ab匀速运动，所加外力F的大小，在时间t秒内的外力做功W大小 ，功率P?（4）时间t秒内棒ab生热 ,电阻R上生热 ?,四、EBLV的应用:,1、与电路知识和力学知识的结合,例2：把总电阻为2R的均匀电阻丝焊接成一半径为a的圆环,水平固定在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中,如图所示,一长度为2a,电阻为R,粗细均匀的金属棒MN放

7、在圆环上,它与圆环始终保持良好的接触,当金属棒以恒定速度v向右移动经过环心O时,求:,2,在圆环和金属棒上消耗的总功率?,1,棒上的电流I大小,棒两端的电压U?,例3：如图所示，用截面均匀的导线弯成一个半径为r 的闭合圆环，将其垂直地置于磁感强度为B 的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里。用同样规格的直导线取一段置于环上（二者金属裸露相接），并以速度v 匀速地向右运动，当它运动到bc 位置时（弧 bc=1/2弧 bac）求bc两点的电势差是多少？,例4：如图，线圈内有理想边界的匀强磁场，当磁感应强度均匀增加时，有一带电微粒静止于水平放置的平行板电容器中间，若线圈的匝数为n ,粒子的质量为m，带电

8、量为q，线圈面积为s，平行板电容器两板间的距离为d，求磁感应强度的变化率。,例5：如图所示，光滑的平行导轨P、Q相距L=1m，处在同一水平面中，导轨左端接有如图所示的电路，其中水平放置的平行板电容器C两极板间距离d=10mm，定值电阻R1=R3=8，R2=2，导轨电阻不计. 磁感应强度B=0.4T的匀强磁场竖直向下穿过导轨面.当金属棒ab沿导轨向右匀速运动 (开关S断开)时，电容器两板之间质量m=110-14kg、带电量Q=-110-15C的微粒恰好静止不动；当S闭合时，微粒以加速度a=7m/s2向下做匀加速运动，取g=10m/s2，求： (1)金属棒ab运动的速度多大?电阻多大? (2)S闭

9、合后，使金属棒ab做匀速运动的外力的功率多大?,例6： 水平放置于匀强磁场中的光滑导轨上，有一根导体棒ab，用恒力F作用在ab上，由静止开始运动，回路总电阻为R，分析ab 的运动情况，并求ab的最大速度。,例7： 如图示，平行光滑导轨竖直放置，匀强磁场方向垂直导轨平面，一质量为m 的金属棒沿导轨滑下，电阻R上消耗的最大功率为P（不计棒及导轨电阻），要使R上消耗的最大功率为4P，可行的 办法有： （ ）A. 将磁感应强度变为原来的4倍B. 将磁感应强度变为原来的1/2倍C. 将电阻R变为原来的4倍D. 将电阻R变为原来的2 倍,B C,例4：如图所示， B0.2T 与导轨垂直向上，导轨宽度L1m

10、，300，电阻可忽略不计，导体棒ab质量为m0.2kg，其电阻R0.1，跨放在U形框架上，并能无摩擦的滑动，求：（1）导体下滑的最大速度vm。（2）在最大速度vm时，ab上消耗的电功率Pm,例1： 如图示：质量为m 、边长为a 的正方形金属线框自某一高度由静止下落，依次经过B1和B2两匀强磁场区域，已知B1 =2B2，且B2磁场的高度为a，线框在进入B1的过程中做匀速运动，速度大小为v1 ，在B1中加速一段时间后又匀速进入和穿出B2，进入和穿出B2时的速度恒为v2，求： v1和v2之比在整个下落过程中产生的焦耳热,2、与能量知识的结合,如图，竖直放置的光滑平行金属导轨MN、PQ相距L，在M点和

11、P点间接一个阻值为R的电阻，在两导轨间 OO1O1O 矩形区域内有垂直导轨平面向里、宽为d的匀强磁场，磁感应强度为B一质量为m，电阻为r的导体棒ab垂直搁在导轨上，与磁场上边边界相距d0现使ab棒由静止开始释放，棒ab在离开磁场前已经做匀速直线运动（棒ab与导轨始终保持良好的电接触且下落过程中始终保持水平，导轨电阻不计),求：（1）棒ab在离开磁场下边界时的速度;（2）棒ab在通过磁场区的过程中产生的焦耳热；（3）试分析讨论ab棒在磁场中可能出现的运动情况,例1：两根足够长的固定的平行金属导轨位于同一水平面内，两导轨间的距离为L。导轨上面横放着两根导体棒ab和cd，构成矩形回路，如图所示两根导

12、体棒的质量皆为 m，电阻皆为R，回路中其余部分的电阻可不计在整个导轨平面内都有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B设两导体棒均可沿导轨无摩擦地滑行开始时，棒cd静止，棒ab有指向棒cd的初速度v0（见图）若两导体棒在运动中始终不接触，求：（1）在运动中产生的焦耳热最多是多少（2）当ab棒的速度变为初速度的3/4时，棒cd的加速度是多少？,3、与动量知识的结合,例1：如图所示,夹角为的三角形金属框架MON平面与匀强磁场B垂直,导体ab能紧贴金属框架运动,当导体从O点开始,以速率v向右匀速平动时,求解回路Obc中的感应电动势E随时间的变化函数关系式及回路中感应电流的变化情况?,感应电动势E随时间的变

13、化函数关系式指的是瞬时电动势的变化关系!,4、切割长度L满足某种变化关系的情况,图像问题,1. 图6中A是一底边宽为L的闭合线框，其电阻为R。现使线框以恒定的速度v沿x轴向右运动，并穿过图中所示的宽度为d的匀强磁场区域，已知 d，且在运动过程中线框平面始终与磁场方向垂直。若以x轴正方向作为力的正方向，线框从图6所示位置开始运动的时刻作为时间的零点，则在图7所示的图像中，可能正确反映上述过程中磁场对线框的作用力F 随时间t变化情况的是,2、在竖直向上的匀强磁场中，水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈，规定线圈中感应电流的正方向如图1所示，当磁场的磁感应强度B随时间如图2变化时，图3中正确表示线圈中感应电动势E变化的是 （ ）,3、矩形导线框abcd固定在匀强磁场中，磁感线的方向与导线框所在平面垂直，规定磁场的正方向垂直低面向里，磁感应强度B随时间变化的规律如图所示.若规定顺时针方向为感应电流I的正方向，图7中正确的是,