电磁感应电磁感应与电路规律综合在电磁感应与电路规律结合的问题中,主要是要确定哪一部分导体在产生感应电动势,把它等效为电源,求出感应电动势大小,判断出感应电动势的方向,明确此电源的内阻。问题就转化为电路问题了!一、电磁感应与电路规律结合的一般问题例1.两条光滑平行金属导轨间距d=0.6m,导轨两端分别接有R1=10Ω,R2=2.5Ω的电阻,磁感应强度B=0.2T的匀强磁场垂直于轨道平面向纸外,如图所示,导轨上有一根电阻为1.0Ω的导体杆MN当MN杆以v=5.0m/s的速度沿导轨向左滑动时,(1)MN杆产生的感应电动势大小为多少,哪一端电势较高?(2)用电压表测MN两点间电压时,电表的示数为多少?(3)通过电阻R1的电流为多少?通过电阻R2的电流为多少?(4)杆所受的安培力的大小为多少?方向怎样?例2.如图所示,长L1宽L2的矩形线圈电阻为R,处于磁感应强度为B的匀强磁场边缘,线圈与磁感线垂直。求:将线圈以向右的速度v匀速拉出磁场的过程中,⑴拉力F大小;⑵拉力的功率P;⑶拉力做的功W;⑷线圈中产生的电热Q;⑸通过线圈某一截面的电荷量q。例3.如图所示,磁感应强度B=0.2T的匀强磁场中有一折成30°角的金属导轨aob,导轨平面垂直于磁场方向.一条直线MN垂直ob方向放置在轨道上并接触良好.当MN以v=4m/s从导轨O点开始向右平动时,若所有导线单位长度的电阻r=0.1Ω/m.求(1)经过时间t=1S后,闭合回路的感应电动势的瞬时值和平均值?(2)闭合回路中的电流大小和方向?二、感应电量的求解根据法拉第电磁感应定律,在电磁感应现象中,只要穿过闭合电路的磁通量发生变化,闭合电路中就会产生感应电流。设在时间内通过导线截面的电量为q。Iqt/由法拉第电磁感应定律得:由电流定义式:tnE/得:RnttRntREtIq例4.如图所示,空间存在垂直于纸面的均匀磁场,在半径为a的圆形区域内部及外部,磁场方向相反,磁感应强度的大小均为B。一半径为b,电阻为R的圆形导线环放置在纸面内,其圆心与圆形区域的中心重合。当内、外磁场同时由B均匀地减小到零的过程中,通过导线截面的电量____________。•例6.如图两个电阻器的阻值分别为R与2R,其余电阻不计,电容器电容量为C.匀强磁场磁感应的大小为B,方向垂直纸面向里.金属棒ab,cd的长度均为L.当棒以速度v向左切割磁感线运动,金属棒cd以速度2v向右切割磁感线运动时,电容C的电量为多大?哪一个极板带正电?abcdfe2RRC三、含容电路四、图象问题1.定性或定量地表示出所研究问题的函数关系2.在图象中E、I、B等物理量的方向是通过正负值来反映3.画图象时要注意横、纵坐标的单位长度定义或表达例7.匀强磁场磁感应强度B=0.2T,磁场宽度L=3m,一正方形金属框边长ab=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,其平面始终保持与磁感线方向垂直,如图所示,求:⑴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;(以逆时针方向为正方向)⑵画出ab两端电压的u-t图线。例8.图中两条平行虚线之间存在匀强磁场,虚线间的距离为l,磁场方向垂直纸面向里。abcd是位于纸面内的梯形线圈,ad与bc间的距离也为l。t=0时刻,bc边与磁场区域边界重合(如图)。现令线圈以恒定的速度v沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域。取沿a→b→c→d→a的感应电流为正,则在线圈穿越磁场区域的过程中,感应电流I随时间t变化的图线可能是()