1、基本概念与规律 1闭合电路欧姆定律 2法拉第电磁感应定律及运用 3导体棒切割磁感线时的感应电动势 4综合运用第三部分:典型例题Rba例1截面积为S=0.2m2,n =10匝的圆形线圈处于如图所示的磁场中,磁感应强度以每秒0.2T的速率增加,电阻R=3,线圈电阻r =1(其余电阻不计)。则电阻R两端的电压为 V,流过R的电流方向为 ,10s内通过R的电量为 。例2AB两闭合线圈为同样导线绕成且均为10匝,半径为rA =2rB,内有如图所示的有理想边界的匀强磁场,若磁场均匀地减小,则A、B环中感应电动势之比_,产生的感应电流之比_例3如图所示,水平面上有两根相距0.5m的足够长的平行金属导轨MN和
2、PQ,它们的电阻可忽略不计,在M和 P之间接有阻值为R的定值电阻,导体棒ab长0.5m,其电阻为r,与导轨接触良好。整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度B0.4T。现使ab以10m/s的速度向右做匀速运动。(1)ab中的感应电动势多大? (2)ab中电流的方向如何?(3)若定值电阻R3.0,导体棒的电阻r1.0,则ab两端的电势差为多少?QvPcd例4固定在匀强磁场中的正方形导线框abcd,各边长l,其中ab 是一段电阻为R 的均匀电阻丝,其余三边均为电阻可忽略的铜线.磁场的磁感应强度为B,方向垂直纸面向里,现有一与ab 段所用材料、粗细、长度都相同的电阻丝PQ架在导线框上,如图所
3、示,以恒定速度v从ad 滑向bc,当PQ滑过 l / 3 的距离时,通时aP段电阻丝的电流是多大?方向如何?例5如图示,在一磁感应强度 B = 0.5T 的匀强磁场中,垂直于磁场方向水平放置着两根相距为 h = 0.1m 的平行金属导轨MN 与PQ,导轨的电阻忽略不计,在两根导轨的端点N、Q之间连接有一阻值R=0.3的电阻导轨上跨放着一根长l =0.2m,每米长电阻为 r=2 的金属棒ab,与导轨正交放置,交点为c、d ,当金属棒以速度 v=4m/s 向左作匀速运动时,试求:(1)电阻R中的电流大小和方向;(2)金属棒ab 两端的电势差。例6如图所示,固定于水平桌面上的金属框架cdef,处在竖
4、直向下的匀强磁场中,金属棒ab搁在框架上,可无摩擦滑动,此时adeb构成一个边长为l 的正方形,棒的电阻为r,其余部分电阻不计,开始时磁感强度为B0(1)若从t=0时刻起,磁感强度均匀增加,每秒增量为k,同时保持棒静止,求棒中的感应电流,在图上标出感应电流的方向。(2)若从t=0时刻起,磁感强度逐渐减小,当棒以恒定速度v 向右作匀速运动时,可使棒中不产生感应电流,则磁感强度应怎样随时间变化(写出B与t 关系式)?班级 姓名 第四部分:课后练习(第34讲:电磁感应现象中有关电路的分析与计算)1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纸面向里,磁感
5、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,下列i-t图中正确的是:2一闭合线圈固定在垂直于纸面的匀强磁场中.设向里为磁感应强度B的正方向,线圈中的箭头为电流i的正方向(如图1所示)。已知线圈中感生电流i随时间而变化的图象如图2所示。则磁感应强度B随时间而变化的图象可能是:3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abcda的感应电流为正,则在线圈穿越磁场区域的过
6、程中,感应电流I随时间t变化的图线可能是:4如图所示,LOO/L/为一折线,它所形成的两个角LO O/和OO/L/均为45。折线的右边有一匀强磁场,其方向垂直于纸面向里,一边长为l的正方形导线框沿垂直于OO/的方向以速度v作匀速直线运动,在t0的刻恰好位于图中所示位置。以逆时针方向为导线框中电流的正方向,在下面四幅图中能够正确表示电流时间(It)关系的是(时间以l/v为单位):5如图所示,在PQ、QR区域中存在着磁感应强度大小相等、方向相反的匀强磁场、磁场方向均垂直于纸面。一导线框abcdefa位于纸面内,框的邻边都相互垂直,bc边与磁场的边界P重合,导线框与磁场区域的尺寸如图所示。从t0时刻
7、开始,线框匀速横穿两个磁场区域。以abcdef为线框中的电动势的正方向,以下四个t关系示意图中正确的是6如图,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aob(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oa、ob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的电量的大小依次为Q1、Q2、Q3和Q4,则:AQ1Q2Q3Q4 BQ1Q22Q32Q4 C2Q
8、12Q2Q3Q4 DQ1Q2Q3Q4 7如图,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L/2。磁场的磁感强度为B,方向垂直纸面向里。现有一段长度为L/2、电阻为R/2的均匀导体杆MN架在导线框上,开始时紧靠ac,然后沿ab方向以恒定速度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L/3时,导线a c中的电流是多大?方向如何?8半径为a的圆形区域内有均匀磁场,磁感强度为B0.2T,磁场方向垂直纸面向里,半径为b的金属圆环与磁场同心地放置,磁场与环面垂直,其中a0.4m,b0.6m,金属环上分别接有灯L1、L2,两灯的电阻均为R02,一金属棒MN与金属环接触良好,棒与环的电阻均忽略不计(1)、若棒以v05m/s的速率在环上向右匀速滑动,求棒滑过圆环直径OO的瞬时(如图所示)MN中的电动势和流过灯L1的电流。(2)、撤去中间的金属棒MN将右面的半圆环OL2O以OO为轴向上翻转90,若此时磁场随时间均匀变化,其变化率为B/t(4/)T/s,求L1的功率。274