电磁感应(一)
法拉第电磁感应定律(一)

法拉第电磁感应定律(一)一、感应电动势1.______________________________叫做感应电动势,产生感应电动势的那部分导体就相当于 ,这部分导体的电阻相当于 . 在电源的内部电流的方向是从电势流向电势,在电源的外部电流的方向是从电势流向电势.2.感应电动势与感应电流的关系:遵守闭合电路欧姆定律3.Φ是指______________________________ . ΔΦ是指______________________________ .ΔΦ/Δt是指______________________________ .二、法拉第电磁感应定律1.内容:电路中的感应电动势大小,跟穿过这一电路的_______________________成正比。
2.公式:E=ΔΦΔt(单匝线圈),E=nΔΦΔt多匝线圈).3.E=n△ф/△t计算的是感应电动势的平均值。
例题分析1.关于感应电动势,下列说法中正确的是( )A.电源电动势就是感应电动势B.产生感应电动势的那部分导体相当于电源C.在电磁感应现象中没有感应电流就一定没有感应电动势D.电路中有电流就一定有感应电动势2.一根导体棒ab在水平方向的匀强磁场中自由下落,并始终保持水平方向且与磁场方向垂直.如图所示,则有( )A.U ab=0 B.U a>U b,U ab保持不变C.U a≥U b,U ab越来越大 D.U a<U b,U ab越来越大3.关于电磁感应电动势大小的正确表达是( ) A.穿过某导体框的磁通量为零,该线框中的感应电动势一定为零 B.穿过某导体框的磁通量越大,该线框中的感应电动势就一定越大 C.穿过某导体框的磁通量变化越大,该线框里的感应电动势就一定越大 D.穿过某导体框的磁通量变化率越大,该线框里的感应电动势就一定越大4.穿过一个单匝线圈的磁通量始终保持每秒钟均匀地减少2 Wb,则( )A.线圈中感应电动势每秒钟增加2 VB.线圈中感应电动势每秒钟减少2 VC.线圈中无感应电动势D.线圈中感应电动势保持不变5.一个200匝、面积为20 cm2的线圈,放在磁场中,磁场的方向与线圈平面成30°角,若磁感应强度在0.05 s内由0.1 T增加到0.5 T,在此过程中穿过线圈的磁通量的变化量是________Wb;磁通量的平均变化率是________Wb/s;线圈中感应电动势的大小是________V. 6.单匝线圈在匀强磁场中匀速转动,转轴垂直于磁场,若线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如图,则()A、线圈中0时刻感应电动势最大B、线圈中D时刻感应电动势为零C、线圈中D时刻感应电动势最大D、线圈中0至D时间内平均感应电动势为0.4V 三、导体切割磁感线时的感应电动势1.公式:________________________2.导线切割磁感线的感应电动势公式的几点说明:①公式仅适用于导体上各点以相同的速度切割匀强磁场的磁感线的情况.②公式中的B、v、L要求互相两两___________.当L⊥B,L ⊥v,而v与B成θ夹角时导线切割磁感线的感应电动势大小为E=BLvsinθ.③适用于计算导体切割磁感线产生的感应电动势,当v为瞬时速度时,计算______感应电动势,当v为平均速度时计算______电动势.④若导体棒不是直的,E=BLvsinθ中的L为切割磁感线的导体棒的有效长度.如图中,棒的有效长度为ab的弦长.例题7.如图所示,在宽为0.5 m的平行导轨上垂直导轨放置一个有效电阻为r=0.6 Ω的直导体,在导轨的两端分别连接两个电阻R1=4 Ω、R2=6 Ω,其他电阻不计.整个装置处在垂直导轨向里的匀强磁场中,磁感应强度B=0.1 T.当直导体在导轨上以v=6 m/s的速度向右运动时,求:直导体棒两端的电压和流过电阻R1和R2的电流大小.例题8.如图所示,匝数N=100匝、横截面积S=0.2 m2、电阻r=0.5 Ω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 Ω,R2=6 Ω,电容C=30 μF,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U MN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?t/s课后作业1.下列说法正确的是( )A.线圈中磁通量变化越大,线圈中产生的感应电动势一定越大 B.线圈中磁通量越大,线圈中产生的感应电动势一定越大 C.线圈处在磁场越强的位置,线圈中产生的感应电动势一定越大 D.线圈中磁通量变化得越快,线圈中产生的感应电动势越大2.一闭合圆线圈,放在随时间均匀变化的磁场中,线圈平面和磁场方向垂直,若想使线圈中的感应电流增强一倍,下述方法可行的是( )A.使线圈匝数增加一倍 B.使线圈面积增加一倍C.使线圈匝数减小一半D.使磁感应强度的变化率增大一倍3.闭合回路的磁能量Φ随时间t变化图象分别如图所示,关于回路中产生的感应电动势的下列论述,其中不正确的是( )A.图甲的回路中感应电动势恒定不变B.图乙的回路中感应电动势恒定不变C.图丙的回路中0~t1时间内的感应电动势小于t1~t2时间内的感应电动势D.图丁的回路中感应电动势先变大,再变小4.当线圈中的磁通量发生变化时( )A.线圈中一定有感应电流B.线圈中一定有感应电动势C.线圈中感应电动势大小与电阻无关D.线圈中感应电流大小与电阻无关5.电动势的单位V可以表示为( )A.T/s B.Wb/s C.T·m2/s D.Wb·m2/s6.将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中,线圈平面与磁场方向垂直,关于线圈中产生的感应电动势和感应电流,下列表述正确的是( )A.感应电动势的大小与线圈的匝数无关B.穿过线圈的磁通量越大,感应电动势越大C.穿过线圈的磁通量变化越快,感应电动势越大D.感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同7.某地的地磁场磁感应强度的竖直分量方向向下,大小为4.5×10-5T。
电磁感应的原理(一)

电磁感应原理:令狐采学一、什么是电磁感应?电生磁、磁生电,这就是电磁感应。
1、电生磁:图1.1所示就是一个电生磁的实例图1.1 图1.2在一只铁钉上面用导线绕了一个线圈,当把线圈的两端分别连接在一个电池的正极和负极时,电流就会经由线圈流过,这时铁钉就具有了吸引铁屑的能力,铁钉就有了磁性,图1.1所示。
此时把连接于电池的导线取消,流过线圈的电流被切断,铁屑有都离开铁钉,掉落下来,铁钉又失去了磁性,图1.2所示。
因为线圈有电流流过而产生了磁性,因为线圈的电流被切断停止了电流的流过,又失去了磁性,这就是电生磁的现象。
图1.3 图1.4既然导体流过电流就能产生磁,那么电流流动的方向和磁极(N极S极)的方向有什么关系呢?。
在电工原理的概念中,有一个著名的定则“右手螺旋定则”(也称“安培定则”),就是依据右手握拳,拇指伸直这种手的形态;来判断磁场的方向。
也就是根据导体或者线圈内部电流的方向来判断磁场的方向:图1.3所示;这是一个闭合的回路,图中电流由电池的正极经过线圈流向负极,线圈上箭头方向是电流的方向,线圈内部产生磁力线的方向是左边是S极、右边是N极,这正好和图1.4所示的右手握拳,拇指伸直这种手的形态相吻合,即;右手四指所指是电流的方向,伸直拇指所指是磁场N极的方向(也就是磁力线的指向)。
同样通电的直导线的周围也会产生以导线为圆心的同心圆磁场,图1.5所示。
这个直导线流过电流的磁场和磁场的方向也可以采用右手握拳,拇指伸直这种手的形态来判断:如图1.6所示;右手握通电的直导线,拇指是电流的方向,握拳的四指就是围绕直导线磁场的方向。
图1.5图1.6结论:导体通过电流就会产生磁场,并且磁场的方向和电流的方向有关。
2、磁生电图1.7是自行车发电机的构造原理图;图1.7图1.8在图1.7中,中间有标有N S极的是一个圆形永久磁铁,其磁力线的分布是从N(北极)极指向S(南极)极,图中有箭头的虚线是磁场磁力线的分布图。
第2课时:法拉第电磁感应定律(一)

第二课时法拉第电磁感应定律(一)基础知识回顾1. (1)法拉第电磁感应定律: 电路中感应电动势的大小,表达式为E=。
(2)当导体在匀强磁场中做切割磁感线的相对运动时产生的感应电动势E= ,θ是B与v之间的夹角。
(3)导体棒绕某一固定转轴旋转切割磁感线,虽然棒上各点的切割速度并不相同,但可用棒上等效替代切割速度。
常用公式E= 。
2.应用法拉第电磁感应定律时应注意:(1)E= 适用于一般回路。
若磁通量不随时间均匀变化,则ΔΦ/Δt为Δt时间内通过该回路的磁通量的。
(2)E= ,适用于导体各部分以相同的速度切割磁感线的情况,式中L为导线的有效切割长度,θ为运动方向和磁感线方向的夹角。
若v为瞬时速度,则E为。
若v 为平均速度,则E为。
(3).若磁感应强度B不变,回路的面积S发生变化,则E= ;若回路的面积S不变,磁感应强度B发生变化,则E= ;若磁感应强度B、回路的面积S都发生变化,则E= 。
3.要注意严格区分Φ、ΔΦ、ΔΦ/Δt的物理意义Φ是指。
ΔΦ是指。
ΔΦ/Δt是指。
要点讲练:【例1】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2如图所示,空间存在垂直于纸面的均匀磁场,在半径为a的圆形区域内外,磁场方向相反,磁感应强度大小均为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,在内、外磁场的磁感应强度同时由B均匀地减小到零的过程中,通过导线截面的电量q=。
1图例3(06 全国卷)如图所示,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。
第5法拉第电磁感应定律(一)

法拉第电磁感应定律〔一〕一、填空题1.感应电动势:无论电路是否闭合,只要穿过电路的 发生变化,电路中就一定有 ,假设电路是闭合的就有 .产生感应电动势的那局部导体就相当于一个 .2. 法拉第电磁感应定律文字表述: 。
表达式为 。
式中n 表示____________,ΔΦ表示____________,Δt 表示____________,t∆∆φ表示____________ 。
3.一个100匝的线圈,在0. 5s 内穿过它的磁通量从0.01Wb 增加到0.09Wb 。
穿过线圈的磁通量的变化___________wb 、磁通量的变化率__________wb/s 、线圈中的感应电动势_____________v 。
4.在磁感应强度随时间变化的磁场中,垂直磁场放置一个面积为0.1m 2的圆环。
在0.2s 内磁场的磁感应强度由0增大到0.3特,求圆环中的平均感应电动势__________V 。
5.有一个50匝的线圈,如果穿过它的磁通量的变化率为0.5Wb/s ,那么线圈中的感应电动势_______________。
6.如下图,边长为20cm 的正方形单匝线圈abcd 靠墙根斜放,线圈平面与地面间夹角为30°,该区域有B =0.2T ,方向水平向右的匀强磁场。
现将bc 边向右拉,ad 边经0.1s 着地,那么该过程中线框里产生的平均感应电动势的大小为.7.如下图,一个50匝的线圈的两端跟R =99Ω的电阻相连接,置于竖直向下的匀强磁场中,线圈的横截面积是20㎝2,电阻为1Ω,磁感应强度以100T /s 的变化率均匀减少。
在这一过程中通过电阻R 的电流为__________A ,线圈某一横截面1s 内通过的电荷量是_________C 。
二、单项选择题8.穿过一个单匝线圈的磁通量始终为每秒钟均匀地增加2 Wb ,那么: 〔 〕 〔A 〕线圈中的感应电动势每秒钟增加2 V〔B 〕线圈中的感应电动势每秒钟减少2 V〔C 〕线圈中的感应电动势始终是2 V〔D 〕线圈中不产生感应电动势9.关于电磁感应,以下说法正确的选项是〔 〕〔A 〕穿过线圈的磁通量越大,感应电动势越大;第6题图 第7题图〔B 〕某时刻穿过线圈的磁通量为零,感应电动势一定为零;〔C 〕穿过线圈的磁通量变化越快,感应电动势越大;〔D 〕穿过线圈的磁通量变化越大,感应电动势越大10.关于感应电动势的大小,以下说法正确的选项是〔 〕〔A 〕跟穿过闭合电路的磁通量有关〔B 〕跟穿过闭合电路的磁通量的变化大小有关〔C 〕、跟穿过闭合电路的磁通量的变化快慢有关〔D 〕跟电路中电阻大小有关11.闭合电路中产生的感应电动势大小,跟穿过这一闭合电路的以下哪个物理量成正比( )〔A 〕磁通量 〔B 〕磁感应强度〔C 〕磁通量的变化率 〔D 〕磁通量的变化量12.穿过某闭合线圈的磁通量始终是每秒钟均匀减小0.2韦伯,那么以下说法中正确的选项是〔 〕〔A 〕线圈中感应电动势一定是每秒钟减小0.2伏特〔B 〕线圈中感应电动势一定是0.2伏特〔C 〕线圈中感应电动势可能是0.2伏特13.一矩形线框置于匀强磁场中,线框平面与磁场方向垂直。
电磁感应(一)

电磁感应(一)第一节划时代的发现1.发电机的基本原理是电磁感应。
发现电磁感应现象的科学家是 ( )A.安培 B.赫兹 C.法拉第D.麦克斯韦第二节探究电磁感应的产生条件1.下列关于产生感应电流的说法中,正确的是 ( )A.只要穿过线圈的磁通量发生变化,线圈中就一定有感应电流产生B.只要闭合导线做切割磁感线的运动,导线中就一定有感应电流C.闭合电路的一部分导体,若不做切割磁感线运动,则闭合电路中就一定没有感应电流D.当穿过闭合电路的磁通量发生变化时,闭合电路中就一定有感应电流2.如图4一13所示,导线ab和cd互相平行,则在下列情况中导线cd中无电流的是( )A.开关S闭合或断开的瞬间B.开关s是闭合的,但滑动触头向左滑C.开关s是闭合的,但滑动触头向右滑D.开关s始终闭合,滑动触头不动3.如图4—14所示,金属裸导线框abcd放在水平光滑金属导轨上在磁场中向右运动,匀强磁场垂直水平面向下,则 ( )A.电流计G1、G2的指针都发生偏转B.电流计G1、G2的指针都不发生偏转C.电流计G1的指针发生偏转,电流计G2的指针不发生偏转D.电流计G1的指针不发生偏转,电流计G2的指针发生偏转4.在一长直导线中通以如图4—15所示的恒定电流时,套在长直导线上的闭合线环(环面与导线垂直,长直导线通过环的中心),当发生以下变化时,肯定能产生感应电流的是 ( )A.保持电流不变,使导线环上下移动B.保持导线环位置不变,使长直导线中的电流增大或减小C.保持电流不变,使导线在竖直平面内顺时针(或逆时针)转动D. 保持电流不变,环在与导线垂直的水平面内左右水平移动5.如图4—16所示,一个矩形线圈与通有相同大小的电流的平行直导线在同一平面,且处于两直导线的中央,则线框中有感应电流的是 ( )A.两电流同向且不断增大 B.两电流同向且不断减小C.两电流反向且不断增大 D.两电流反向且不断减小6.恒定的匀强磁场中有一圆形的闭合导体线圈,线圈平面垂直于磁场方向。
电磁感应(一)

例9、如图所示,螺线管CD的绕法不明,当磁铁AB分别以不 同的速度V1(A端向下)和V2(B端向下)(V1 <V2)插入螺 线管时,电路中有如图所示的感应电流。则下列说法中正确的 是 A.两种情况下,穿过螺线管CD的磁通量都是增大的 B.两种情况下,穿过螺线管CD的磁通量的变化是相等的 C.以速度V1插入时穿过螺线管CD的磁通量的变化率比以速 度V2插入时小 D.以速度V1插入时穿过螺线管CD的磁通量的变化率比以速 度V2插入时大
A N
(D)
B
S
例7、如图所示,匀强磁场中放有平行的铜导轨,它与 大线圈M相连,小线圈N放在大线圈M内,裸金属棒ab 在导轨上做某种运动。则下列说法中正确的是 A.若ab向右匀速运动,穿过小线圈N的磁通量向里且 增大 B.若ab向左加速运动,穿过小线圈N的磁通量向外且 增大 C.若ab向右减速运动,穿过小线圈N的磁通量向里且 减小 D.若ab向左减速运动,穿过小线圈N的磁通量向里且 减小
(B)
例10、在如图所示的电路中,导线ab可以沿金属 导轨在匀强磁场中做切割磁力线的运动。为了使 电流表的指针向右偏转(电流从“+”接线柱流入 电流表),导线ab应做的运动是 A.向左加速 B.向右加速 C.向左减速 D.向右减速
+
-
a
b
(B、C)
例11.如图所示,在条形磁铁外面套着一圆环,当圆环 由磁铁N极向下平移到磁铁S极的过程中,穿过圆环的磁 通量变化的情况是 A.逐渐增加 B.逐渐减少 C.先逐渐增加,后逐渐减少 D.先逐渐减少,后逐渐增大
b c Ⅰ d Ⅱ S Ⅲ
(B)
a
三.法拉第电磁感应定律: 1.感应电动势的大小跟什么因素有关? 实验表明感应电动势大小跟磁通量的变化率有关. 2.法拉第电磁感应定律: ⑴法拉第电磁感应定律:电路中感应电动势大小,跟 穿过这一电路的磁通量的变化率成正比.
第十二章 电磁感应电磁场(一)作业答案

一.选择题[ A ]1.(基础训练1)半径为a的圆线圈置于磁感强度为B 的均匀磁场中,线圈平面与磁场方向垂直,线圈电阻为R ,当把线圈转动使其法向与B 的夹角为α=60︒时,线圈中已通过的电量与线圈面积及转动时间的关系是:(A)与线圈面积成正比,与时间无关. (B) 与线圈面积成正比,与时间成正比. (C) 与线圈面积成反比,与时间无关. (D) 与线圈面积成反比,与时间成正比. 【解析】[ D ]2.(基础训练3)在一自感线圈中通过的电流I 随时间t 的变化规律如图(a)所示,若以I 的正流向作为的正方向,则代表线圈内自感电动势随时间t 变化规律的曲线应为图(b)中(A)、(B)、(C)、(D)中的哪一个? 【解析】dt dI LL -=ε,在每一段都是常量。
dtdI [ B ]3.(基础训练6)如图所示,直角三角形金属框架abc 放在均匀磁场中,磁场B平行于ab 边,bc 的长度为l .当金属框架绕ab 边以匀角速度转动时,abc 回路中的感应电动势和a 、c 两点间的电势差U a – U c 为(A) =0,U a – U c =221l B ω (B) =0,U a – U c =221l B ω- (C) =2l B ω,U a – U c =221l B ω (D) =2l B ω,U a – U c=221l B ω-【解析】金属框架绕ab 转动时,回路中0d d =Φt,所以0=ε。
2012cL a c b c bc b U U U U v B d l lBdl Bl εωω→→→⎛⎫-=-=-=-⨯⋅=-=- ⎪⎝⎭⎰⎰[ C ]5.(自测提高1)在一通有电流I 的无限长直导线所在平面内,有一半经为r ,电阻为R 的导线环,环中心距直导线为a ,如图所示,且r a >>。
当直导线的电流被切断后,沿着导线环流过的电量约为:(A))11(220r a a R Ir +-πμ (B)ar a R Ir +ln 20πμ (C)aR Ir 220μ (D) rR Ia 220μ 【解析】直导线切断电流的过程中,在导线环中有感应电动势大小:td d Φ=εaIR q 21φφ-=感应电流为:tR Ri d d 1Φ==ε则沿导线环流过的电量为:∆Φ=⋅Φ==⎰⎰Rt t R t i q 1d d d 1daR Ir R r a I R S B 212120200μππμ=⋅⋅=⋅∆≈[ C ]6.(自测提高4)有两个长直密绕螺线管,长度及线圈匝数均相同,半径分别为r 1和r 2.管内充满均匀介质,其磁导率分别为1和2.设r 1∶r 2=1∶2,1∶2=2∶1,当将两只螺线管串联在电路中通电稳定后,其自感系数之比L 1∶L 2与磁能之比W m 1∶W m 2分别为:(A) L 1∶L 2=1∶1,W m 1∶W m 2 =1∶1. (B) L 1∶L 2=1∶2,W m 1∶W m 2 =1∶1. (C) L 1∶L 2=1∶2,W m 1∶W m 2 =1∶2. (D) L 1∶L 2=2∶1,W m 1∶W m 2 =2∶1.【解析】自感系数为l r n V n L 222πμμ==,磁能为221LI W m =[ B ]7.(附录C3)在圆柱形空间内有一磁感应强度为B 的均匀磁场,如图所示,B的大小以速率dB/dt 变化。
法拉第电磁感应定律(一)

法拉第电磁感应定律(一)
感应电动势一般又分为感生和动生电动势两类,一类是涡旋电场产生 电场力使电荷运动形成的感应电流,一类是运动电荷受洛洛仑兹力产 生电荷定向移动形成的感应电流,两者产生的机理虽不同,但均遵从 法拉第电磁感应定律。
思考:(2)框架中aNPb部分的电阻R随金属棒 ab的位置x变化的函数关系;
导体棒在不同位置时,其速度大小不等,故产生 的切割磁感应线运动的电动势不等,但题干给出 的匀变速,故不同位置的速度可求,求出的电动 势和电流大小的比值即可求出电阻。
思考:上述求解最大问题是用0.4s瞬间的导轨电阻阻值代 替全部运动过程的电阻,事实上运动过程中导线框电阻逐 渐减小。
【例2】如图所示,水平放置的光滑导轨MNPQ,导体框电阻不计,质量为m,阻值 为R的导体棒以初速度v0从图示ab位置向右滑行,整个装置处在竖直方向的磁场中, 磁感应强度大小为B,最终运动至a'b'位置时恰好静止。试求导体棒运动至正中间位 置处的速度大小。
N
a
a’ M
LB
P
b
v=0 b’ Q
分析:导体棒向右运动时,其切割磁感应线运动,产生的电动势逐渐减小,在回路 中产生的电流不断变化,安培力也变小,故而导体棒运动不是匀变速,无法用运动 学求解。
N
a
பைடு நூலகம்LB
P
b
a’ M
v=0 b’ Q
引申:上述导体棒运动过程若能反向, 则认为导体棒在a'b'位置由静止返回初 始ab处,可见速度与位移有个正比关系, 这正是当年伽利略苦寻的另类匀加速 (一类是速度与时间成正比,一类是速 度与位移成正比)
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
电磁感应(一)电磁感应现象 楞次定律
一、有关物理学史的知识
1、发电的基本原理是电磁感应。
发现电磁感应现象的科学家是( ) A .安培 B .赫兹 C .法拉第 D .麦克斯韦
2、发现电流磁效应现象的科学家是___________,发现通电导线在磁场中受力规律的科学家是__________,发现电磁感应现象的科学家是___________,发现电荷间相互作用力规律的的科学家是___________。
二、对概念的理解和对物理现象的认识
3、下列现象中属于电磁感应现象的是( )
A .磁场对电流产生力的作用
B .变化的磁场使闭合电路中产生电流
C .插在通电螺线管中的软铁棒被磁化
D .电流周围产生磁场 三、感应电流产生的条件
4、如图所示,竖直放置的长直导线通以恒定电流,有一矩形线框与导线在同一平面,在下列情况中线圈产生感应电流的是( ).
A.导线中电流强度变大
B.线框向右平动
C.线框向下平动
D.线框以ab 边为轴转动
5、如图所示,一有限范围的匀强磁场,宽为d.一个边长为l 正方形导线框以速度v 匀速地通过磁场区.若d>l,则在线框中不产生感应电流的时间就等于(
)
A.v d
B.
v l
C.v
l d -
D.v
2l d -
四、法拉第电磁感应定律及数学表达式:
(一)回路中的感应电动势的大小和 成正比。
E= ε=Δφ/Δt 算出的通常是时间Δt 内的 ;若Δφ由磁场的变化引起,则Δφ/Δt 常用 来计算;若Δφ是由回路面积的变化引起,则Δφ/Δt 常 用 来计算。
(二)、导体切割磁感线运动时的感生电动势
设矩形线框abcd 放在磁感应密度为B 的匀强磁场里,线框平面跟磁感线垂直,线框可动部分ab 以速度v 向右运动,在时间Δt 内由原来的位置ab 移到a 1b 1,此刻线框面积的变化量ΔS 。
1
则:ΔS =LvΔt ΔΦ=BΔS=BLvΔt
E=
t
∆∆Φ
=BLv 6、如下图所示,是一个水平放置的导体框架,宽度L=1.50m ,接有电阻R=0.20Ω,设匀强磁场和框架平面垂直,磁感应强度B=0.40T,方向如图.今有一导体棒ab 跨放在框架上,并能无摩擦地沿框滑动,框架及导体ab 电阻均不计,当ab 以v=4.0m/s 的速度向右匀速滑动时,试求:
(1)导体ab 上的感应电动势的大小 (2)回路上感应电流的大小
7、如下图所示,导线全部为裸导线,半径为r 的圆内有垂直于圆平面的匀强磁场,磁感应强度为B 。
一根长度大于2r 的导线MN 以速度v 在圆环上无摩擦地自左端匀速滑动到右端,电路的固定电阻为R ,其余电阻忽略不计。
试求MN 从圆环的左端滑到右端的过程中电阻R 上的电流强度的平均值和最大值。
8、如下图所示,有一匀强磁场B=1.0×10-3T ,在垂直磁场的平面内,有一金属棒AO ,绕平行于磁场的O 轴顺时针转动,已知棒长L=0.20m ,角速度ω=20rad/s ,求:棒产生的感应电动势有多大?
五、楞次定律
(一)、内容:感应电流具有这样的方向:感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化.(二)、应用楞次定律判定感应电流的方向的步骤(四步走)
(1)明确原磁场的方向;
(2)明确穿过闭合回路的磁通量是增加还是减少;
(3)根据楞次定律,判定感应电流的磁场方向
(4)利用安培定则判定感应电流的方向。
10.如图所示,一个有界匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面向外.一个矩形闭合导线框abcd沿纸面由位置1匀速运动到位置2.则导线框进入磁场时,感应电流方向为导线框离开磁场时,感应电流方向为(填“顺时针”或“逆时针”)
11、如图,光滑平行金属导轨置于水平面上,AB、CD两导体直棒相互平行横置于导轨上,匀强磁场方向
竖直向上,当导体棒AB向右移动时,CD将如何运动?12
运动,为什么?试用楞次定律进行说明。
13、当磁铁N极靠近时ab和cd如何运动?当磁铁S极远离时
ab和cd如何运动?
总结:对楞次定律中“阻碍”的含义可以推广为感应电流的效果总是阻碍产生感应电流的原因:
(1)阻碍原磁通量的变化——“增反减同”;
(2)阻碍相对运动——“来拒去留”;
(3)使线圈面积有扩大或缩小的趋势—“增缩减扩”;
(三)楞次定律的特殊简化------右手定则
右手定则:当导线切割磁感线时可用右手定则来判定,即大拇指与四指垂直,让磁感线垂直穿过手心,大拇指指向导线的运动方向,则四指的指向为感应电流的方向。
楞次定律与右手定则的比较:
楞次定律:适用于由磁通量变化引起感应电流的各种情况
右手定则:适用于闭合电路一部分导线切割磁感线运动产生感应电流的情况。
14、在赤道上空,一根沿东西方向的水平导线自由落下,则导线上各点的电势是:()
A、东端高;
B、西端高;
C、中点高;
D、各点电势一样高。
15、如图所示,电阻不计的光滑平行金属轨道放在与它的平面垂直的匀强磁场中。
有一根长1m、电阻0.25Ω的金属棒ab在外力作用下,以速度V向右匀速运动,磁感应强度B = 0.5T,R = 0.75Ω,电压表示数为3.75V,求:外力F的大小、方向和金属棒ab的速度的大小?
16、如图所示,长
宽
的矩形线圈电阻为
,处于磁感应强度为
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W⑷线圈中产生的电热Q。