电磁感应补充习题.ppt

2015年2月 楞次定律练习 楞次定律练习 楞次定律练习 楞次定律练习 楞次定律练习 楞次定律练习 楞次定律的第二种表述？ 产生感应电流的原因，既可以是磁通量的变化，也可以是引起磁通量变化的相对运动或回路变形等；感应电流效果既可以是感应电流产生的磁场，也可以是因感应电流的出现而引起的机械作用等。常见的两种典型的作用表现： 1．阻碍相对运动——“来距去留” 2．致使回路面积变化——“增缩减扩”（穿过回路的磁感线皆朝同一方向） 练习： 如图所示，一轻质闭合弹簧线圈用绝缘细线悬挂着，现将一根条形磁铁的N极，垂直于弹簧线圈的平面靠近线圈，在此过程中，弹簧线圈将发生什么现象？ 一、电磁感应与电路规律的综合 问题的处理思路 1、确定电源:产生感应感应电动势的那部分导体或电路就相当于电源，它的感受应电动势就是此电源的电动势，它的电阻就是此电源的内电阻。根据法拉第电磁感应定律求出感应电动势，利用楞次定律确定其正负极. 2、分析电路结构,画等效电路图. 3、利用电路规律求解,主要有欧姆定律，串并联规律等. 如图所示，PQNM是由粗裸导线连接两个定值电阻组合成的闭合矩形导体框，水平放置，金属棒ab与PQ、MN垂直，并接触良好。整个装置放在竖直向下的匀强磁场中，磁感强度B=0.4T。已知ab长l =0.5m，电阻R1=2Ω，R2＝4Ω，其余电阻均忽略不计，若使ab以v=5m/s的速度向右匀速运动，R1上消耗的电热功率为多少。（不计摩擦） 解：E=Bl v = 0.4×0.5×5V=1V R并=4/3 Ω I总=3/4 A I1=0.5 A P 1= I12 R1=1/4×2W=0.5W a Q N M P b v R2 R1 如图所示，匀强磁场B=0.1T，金属棒AB长0.4m，与框架宽度相同，R=1/3 Ω，框架电阻不计，电阻R1= 2 Ω， R2=1 Ω，当金属棒以 5m／s 的速度匀速向右运动时，求： (1)流过金属棒的感应电流多大？ (2)若图中电容器C为0.3μF，则充电量多少？ v R1 A B R2 C 解：画出等效电路如图示： R1 A B R2 C E E=BLv=0.1×0.4×5=0.2V R并=2/3 Ω I=E /（R并+R）=0.2A UR2 =IR并=0.2×2/3=4/30 V Q=C UR2 =0.3×10-6 × 4/30 =4 ×10-8 C 例3、匀强磁场的磁感应强度B=0.2T，磁场宽度l=3m，一正方形金属框边长ab= l′ =1m，每边电阻r=0.2Ω，金属框以速度v=10 m/s匀速穿过磁场区，其平面始终保持与磁感应线方向垂直，如图所示，求： （1）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（要求写出作图依据） （2）画出ab两端电压的U- t图线（要求写出作图依据） d a b c l′ l d a b c l d a b c 2 d a b c 1 d a b c 3 d a b c 4 d a b c 5 I/A 0 t/s 2.5 0.1 0.3 0.4 d a b c U/V 0 t/s 0.5 0.1 0.3 0.4 -2.5 1.5 I-t图线 U- t 图线 2 二、电磁感应与力学规律的综合 　　电磁感应中产生的感应电流在磁场中将受到安培力的作用，因此，电磁感应问题往往跟力学问题联系在一起。 　　解决这类电磁感应中的力学问题，不仅要应用电磁学中的有关规律，如楞次定律、法拉第电磁感应定律、左、右手定则、安培力的计算公式等，还要应用力学中的有关规律，如牛顿运动定律、动量定理、动能定理、动量守恒定律、能量守恒定律等。要将电磁学和力学的知识综合起来应用。 　　由于安培力和导体中的电流、运动速度均有关， 所以对磁场中运动导体不仅要进行受力分析，还要进行运动分析。 1、如图所示，abcd是一个固定的U型金属框架，ab和cd边都很长，bc边长为l，框架的电阻可不计，ef是放置在框架上与bc平行的导体杆，它可在框架上自由滑动(无摩擦)，它的电阻为R.现沿垂直于框架平面的方向加一恒定的匀强磁场，磁感应强度为B，方向垂直于纸面向里，已知以恒力F向右拉导体ef时，导体杆最后匀速滑动，求匀速滑动时的速度. 例与练 V↑ E=BLV E↑ I=E/R I↑ F安=BIL F安↑ F合=F-F安 F合↓ a=F合/m a↓ 7、如图所示，矩形线框的质量m＝0.016kg，长L＝0.5m，宽d＝0.1m，电阻R＝0.1Ω.从离磁场区域高h1＝5m处自由下落，刚 入匀强磁场时,由于磁场力作用，线框正好作匀速运动. (1)求磁场的磁感应强度； (2) 如果线