1、电磁感应定律习题课,磁通量 变化,感应电流,感应电动势,右手定则,楞次定律,等效电源,等效电路,求电流I,求安培力F,力与运动,功能关系,受力示意图,例1：定值电阻R，导体棒ab电阻r，水平光滑导轨间距 l ，匀强磁场磁感应强度为B，当棒ab以速度v向右匀速运动时：,产生电动势,回路电流,ab两端电压,电流的总功率,ab棒消耗的电功率,问题1：,例1：定值电阻R，导体棒ab电阻r，水平光滑导轨间距 l ，匀强磁场磁感应强度为B，当棒ab以速度v向右匀速运动时：,问题2：棒ab受到的安培力为多大；要使棒ab匀速运动，要施加多大的外力，方向如何？,问题3：整个回路中消耗的电能从哪里转化来的，它们之
2、间有什么样的关系？,外力F对棒ab做功,l,例2：其他条件不变，ab棒质量为m，开始静止，当受到一个向右恒力F的作用，则：,r,B,问1：ab将如何运动？,问2：ab的最大速度是多少？这时ab两端的电压为多少？,加速度a减小的加速运动,问3：ab的速度达到最大值前，外力做功功率与回路的电功率有什么样的关系？,W外=Q热+EK,P外P电，,问3：若ab向右运动位移为x时，速度达到最大值vm，这一过程中回路产生的焦耳热为多少， ab 产生的焦耳热又为多少？,例2：其他条件不变，ab棒质量为m，开始静止，当受到一个向右恒力F的作用，则：,问4：在上述过程中，通过回路某一横截面的电量为多少？,例2：其
3、他条件不变，ab棒质量为m，开始静止，当受到一个向右恒力F的作用，则：,例3：其他条件不变，ab棒质量为m，开始时静止，当受到一水平向右拉力的作用，若拉力的功率P保持不变，则：,问1：ab将如何运动？,问2：ab的最大速度是多少？这时ab两端的电压为多少？,F减小，F安增加，做加速度a减小的加速运动,例3：其他条件不变，ab棒质量为m，开始时静止，当受到一个向右拉力的作用，若拉力的功率P保持不变，则：,问3：若ab向右运动时间为t时，速度达到最大值vm，这一过程中回路产生的焦耳热为多少， 电阻R产生的焦耳热又为多少？,方法小结：1、受力分析：必要时画出相应的平面图。 受力平衡时，速度最大。2、
4、电路问题：画出等效电路图，产生感应电动势的导体相当于电源，其电阻为内阻。3、能量问题：安培力做负功，其它能转化为电能。 P安（=F安V）=P电（=EI）4、解题方法：动能定理、能量守恒定律或功能关系,例4：如图所示， B0.2T 与导轨垂直向上，导轨宽度L1m，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4：如图所示， B0.2T 与导轨垂直向上，导轨宽度L1m，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，
5、并能无摩擦的滑动，求：（1）导体下滑的最大速度vm。,解：（1）导体下滑的最大速度vm,例4：如图所示， B0.2T 与导轨垂直向上，导轨宽度L1m，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：（2）在最大速度vm后，ab上消耗的电功率Pm,解：（2）导体棒达最大速度vm后,例5如图，竖直放置的光滑平行金属导轨MN、PQ相距L，在M点和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
6、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,（1）设ab棒离开磁场边界前做匀速运动的速度为v，产生的电动势为,解：,E = BLv,电路中电流,对ab棒，由平衡条件得 mg=IBL,解得,(2) 由能量守恒定律：,解得,（3）三种 可能,例1、圆环水平、半径为a、总电阻为2R；磁场竖直向下、磁感强度为B；导体棒MN长为2a、电阻为R、粗细均匀、与圆环始终保持良好的电接触；当金
7、属棒以恒定的速度v向右移动经过环心O时，求：（1）棒上电流的大小和方向及棒两端的电压UMN（2）在圆环和金属棒上消耗的总的热功率。,一：典型分析电磁感应中的电路问题,利用E=BLV求电动势，右手定则判断方向,分析电路画等效电路图,如图所示，导线全部为裸导线，半径为r的圆导线处在垂直于圆平面的匀强磁场中，磁感应强度为B，方向如图。一根长度大于2r的直导线MN，以速率V在圆上自左端匀速滑到右端，电路中定值电阻为R，其余电阻忽略不计。在滑动过程中，通过电阻R的电流的平均值为_;当MN从圆环左端滑到右端的过程中，通过R的电荷量为_,当MN通过圆环中心O时，通过R的电流为_.,(Brv/2R, Br2/
8、R,2Brv/R),例2、线圈50匝、横截面积20cm2、电阻为1；已知电阻R=99；磁场竖直向下，磁感应强度以100T/s的变化度均匀减小。在这一过程中通过电阻R的电流多大小和方向？,利用楞次定律判断方向,画等效电路图利用闭合欧姆定律求电流,例1、=30，L=1m，B=1T，导轨光滑电阻不计，F功率恒定且为6W，m=0.2kg、R=1，ab由由静止开始运动，当s=2.8m时，获得稳定速度，在此过程中ab产生的热量Q=5.8J，g=10m/s2，求：（1）ab棒的稳定速度（2）ab棒从静止开始达到稳定速度所需时间。,例3、电磁感应中的能量问题,例4、水平面光滑，金属环r=10cm、R=1、m=
9、1kg，v=10m/s向右匀速滑向有界磁场，匀强磁场B=0.5T；从环刚进入磁场算起，到刚好有一半进入磁场时，圆环释放了32J的热量，求：（1）此时圆环中电流的即时功率；（2）此时圆环运动的加速度。,1.如图所示，一宽40cm的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里一边长为20cm的正方形导线框位于纸面内，以垂直于磁场边界的恒定速度v20cm/s通过磁场区域，在运动过程中，线框有一边始终与磁场区域的边界平行取它刚进入磁场的时刻t0. 在下列图线中，正确反映感应电流随时间变化规律的是,思考:你能作出ad间电压与时间的关系图象吗?, c ,典型题型-电磁感应中的图象问题,2、如图所示竖直放置的螺线管和
10、导线abcd构成回路，螺线管下方水平桌面上有一导体环。当导线abcd所围区域内的磁场按下列哪一图示方式变化时，导体环将受到向上的磁场力作用？,B, A ,1.如图所示，边长为a的正方形金属线圈绕通过OO轴，以角速度做匀速转动，匀强磁场的磁感应强度为B，求下列情况的平均感应电动势1）线框从图示位置转过9002）线框从图示位置转过300,典型题型-线框在磁场中的转动,o,O,应用分析,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？何时最小？,注意区分几个物理量：、/tE只与/t有关， 而与、无关。,2一个矩形线圈，在匀强磁场中绕一个固定轴做匀速转动，当线圈处于如图所示位置时，它的： A.磁通量最大,磁通量变化率最大,感应电动势最大B.磁通量最小,磁通量变化率最大,感应电动势最大C.磁通量最大,磁通量变化率最小,感应电动势最大D.磁通量最小,磁通量变化率最小,感应电动势最大,
