法拉第电磁感应定律的应用习题课课件

知识回顾:感应电动势的有无取决于:感应电动势的大小取决于:磁通量是或变化磁通量的变化率的快慢t法拉第电磁感应定律:tΦnE(n为线圈的匝数)sin1BLvBLvEE求解重要的推论:（θ为v与B夹角）通常计算平均感应电动势多用于计算瞬时感应电动势例1:如图所示，一个500匝的线圈的两端跟R＝99Ω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1Ω，满足下列情况下时,求线圈磁场所产生的感应电动势E?2cm通过电阻R的电流又各为为多少？（1）磁感应强度以10T／s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:1．面积S不变时,E＝nSΔB／Δt的应用:例2：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?2．E＝BLV的应用:㈠与电路知识和力学知识的结合BlvE,1rRBlvRIRUrRBlvrREIab,2rRvlBFvPtrRvlBFSWrRvlBBIlFF22222222,3安培1Q2QRtrRBlvRtIQrtrRBlvrtIQ222221,4等效电路图1．电路方面:求感应电动势E,内外电路路端电压U,干支路电流I,消耗的电功率P2．力学方面:匀速运动时所加外力F大小,外力功W,外力功功率PR1R2Er1例3：如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，有一根水平放置的金属棒沿水平方向抛出，初速度方向的棒垂直，则棒两端产生的感应电动势将（）A、随时间增大B、随时间减小C、不随时间变化D、难以确定V0BC例7：一个电阻均匀的导线绕制的闭合线圈放在匀强磁场中，如图所示，线圈平面与磁场方向成60°角，磁感应强度随时间均匀变化，用下列哪种方法可使感应电流增加一倍：()A、把线圈的匝数增加一倍B、把线圈的面积增加一倍C、把线圈的半径增加一倍D、改变线圈与磁场方向的夹角60°C例8：单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴垂直于磁场，若线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如图所示，则()A.线圈中0时刻感应电动势最大B.线圈中D时刻感应电动势为0C.线圈中D时刻感应电动势最大D.线圈中0至D时间内平均感应电动势为1.4VAB例9：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?RvaBRBavBavEIIUIUP22238342,2内外总NMRRERBavRRBavIRURBavRRBavrREIBavvaBBlvEab3221343421222,1外外vrbca解：设金属的电阻率为ρ，导线截面为S，圆环电阻为R，画出等效电路如图示，则R1=R/3R2=2R/3cbR1R2Er1R并=2R/9=2/9×ρ2πr/S电动势E=Brv内阻r1=ρr/S33)943(3329231BvSSrSrBrvrREI并总43934BvrIRUbc并例10：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11：如图所示,夹角为θ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随时间的变化函数关系式指的是瞬时电动势的变化关系!!!解:从O点开始经t秒钟,回路中导体棒有效切割长度为bc:㈡切割长度L满足某种变化关系的情况Ob=vt①bc=Ob×tgθ②E=BLV③ltgBvE2小结:1.产生感应电动势的导体相当于一个电源，感应电动势等效于电源电动势，产生感应电动势的导体的电阻等效于电源的内阻。2.产生感应电动势的导体跟用电器连接，可以对用电器供电，由闭合电路欧姆定律求解各种问题.4.解决电磁感应中的电路问题，必须按题意画出等效电路，其余问题为电路分析和闭合电路欧姆定律的应用。