1、法拉第电磁感应定律的应用 -电磁感应综合问题,1、电磁感应中的电路问题2、电磁感应中的力学和能量问题3、电磁感应中的图像问题,2,（一）电磁感应中的电路问题,常见类型：1、电磁感应中的电量问题2、电磁感应中的电流、电压、电功、电热问题,在电磁感应中,切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路将产生感应电动势,该导体或回路相当于电源.因此,电磁感应问题往往与电路问题联系在一起.,(1)用法拉第电磁感应定律和愣次定律确定感应电动势的大小和方向.（定电源）,(2)画等效电路.注意区别内外电路，区别路端电压、电动势。（画电路）,(3)运用全电路欧姆定律,串并联电路性质,电功率等公式联立求解.（列方程）,基
2、本方法,我知道,5,解：,（2）ab边切割磁感线产生的感应电动势为,所以通过线框的电流为,（3）ab两端的电压为路端电压,所以,（4）线框被拉入磁场的整个过程所用时间,线框中电流产生的热量,6,解题要点,产生感应电动势的导体相当于电源。关键是把电磁感应的问题等效转换成稳恒电路问题来处理。,看我的,7,练1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，磁感应强度为B的匀强磁场中，如图所示，一长度为2a，电阻等于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：（1）流过棒的电流的大小、方向及棒两端的电压UMN。（
3、2）在圆环和金属棒上消耗的总热功率。,8,解答,此时，圆环的两部分构成并 联连接，且 ，,（1）棒MN右移时，切割磁感线，产生感应电动势，棒MN相当于电源，内电阻为R。其等效电路如图所示。金属棒经过环心时，棒中产生的感应电动势为：,故并联部分的电阻为：,看我的,9,由闭合电路欧姆定律得流过金属 棒的电流为：,由右手定则可判断出金属棒上的电流方向由NM 棒两端的电压：,看我的,10,（2）圆环和金属棒上消耗的总功率等于电路中感应电流的电功率，即：,看我的,11,练2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
4、个不同方向平移出磁场，如图所示，则 （1）在移出过程中线框一边a、b两点间的电势差绝对值最大的是（ ） （2）在移出过程中线框ab边中点截面通过的电量之比为-。,练3如图831所示，在匀强磁场中固定放置一根串接一电阻R的直角形金属导轨(在纸面内)，磁场方向垂直纸面朝里，另有两根金属导轨c、d分别平行于a、b放置，保持导轨之间接触良好，金属导轨的电阻不计现经历以下四个过程：以速率v移动d，使它与Ob的距离增大一倍；再以速率v移动c，使它与Oa的距离减小一半；然后，再以速率2v移动c，使它回到原处；最后以速率2v移动d，使它也回到原处设上述四个过程中通过电阻R的电荷量的大小依次为Q1、Q2、Q3和
5、Q4，则( ),图831,AQ1=Q2=Q3=Q4 BQ1=Q2=2Q3=2Q4 C2Q1=2Q2=Q3=Q4 DQ1Q2=Q3Q4,【分析】设开始导轨d与Ob的距离为x1，导轨c与Oa的距离为x2，由法拉第电磁感应定律知，移动c或d时产生的感应电动势： 通过导体R的电量为： ，由上式可知，通过导体R的电量与导体d或c移动的速度无关，由于B与R为定值，其电量取决于所围成面积的变化,【解析】若导轨d与Ob距离增大一倍，即由x1变 2x1，则所围成的面积增大了DS1=x1 x2；,若导轨c再与Oa距离减小一半，即由x2变为 ，则所围成的面积又减小了DS2= 2x1=x1 x2；,若导轨c再回到原处
6、，此过程面积的变化为 ;,最后导轨d又回到原处，此过程面积的变化为 ；由于 ，则通过电阻R的电荷量是相等的，即Q1=Q2=Q3=Q4 ，所以选A .,【答案】A,练4如图832所示，匝数N=100匝、截面积S=0.2m2、电阻r=0.5 的圆形线圈MN处于垂直纸面向里的匀强磁场内，磁感应强度随时间按B=0.6+0.02t(T)的规律变化处于磁场外的电阻R1=3.5 ，R2=6 ，电容C=30F，开关S开始时未闭合，求：,(1)闭合S后，线圈两端M、N两点间的电压UMN和电阻R2消耗的电功率； (2)闭合S一段时间后又打开S，则S断开后通过R2的电荷量为多少？,图832,【解析】(1)线圈中感应
7、电动势通过电源的电流强度线圈两端M、N两点间的电压电阻R2消耗的电功率,(2)闭合S一段时间后，电路稳定，电器C相当于开路，其两端电压UC等于R2两端的电压，即: 电容器充电后所带电荷量为: 当S再断开后，电容器通过电阻R2放电，通过R2的电荷量为7.210-6C.,练5 如图811所示，直角三角形导线框abc固定在匀强磁场中，ab是一段长为l、电阻为R的均匀导线，ac和bc的电阻可不计，ac长度为 .磁场的磁感应强度为B，方向垂直纸面向里现有一段长度为 、电阻为 均匀导体杆MN架在导线框上，开始时紧靠ac以恒定速度v向b端滑动，滑动中始终与ac平行并与导线框保持良 好接触当MN滑过的距离 为
8、 时，导线ac中的电流是 多大？方向如何？,图811,【分析】 MN匀速切割磁感线，相当于一个直流电源，直角三角形导线框abc为负载电阻，画出等效电路图(如图所示)，再用E=BLv求出感应电动势的大小，用右手定则判定感应电流的方向，运用闭合电路欧姆定律求解,【解析】,外,【评析】本题考查了法拉第电磁感应定律、右手定则、电阻串、并联、闭合电路欧姆定律，但关键是找出等效电源、负载，画出电路图。,提高1 若将例题中线框改成横“日”型。,1）在线框右半部分进入磁场过程中通过导线ef某一截面的电量 2）在ab边刚进入磁场区域时，线框内的电流大小； 3）在ab边刚进入磁场区域时，ab边两端的电压； 4）在线框从ab进到cd刚要被拉入磁场的过程中，线框中电流产生的热量。 5）线框整体进入过程中线框电流产生的热量（选作） 6）全程中外力所做的功（选作）,提高2 如图834所示，两个电阻的阻值分别为R和2R，其余电阻不计，电容器的电容为C，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直纸面向里，金属棒ab、cd的长度均为l，当棒ab以速度v向左切割磁感应线运动，棒cd以速度2v向右切割磁感应线运动时，电容C的电量为多大？哪一个极板带正电？,图834,【解析】,
