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1、法 拉 第 電 磁 感 應(yīng) 定 律 的 應(yīng) 用-電 磁 感 應(yīng) 綜 合 問 題1、 電 磁 感 應(yīng) 中 的 電 路 問 題2、 電 磁 感 應(yīng) 中 的 力 學(xué) 和 能 量 問 題3、 電 磁 感 應(yīng) 中 的 圖 像 問 題 2 （ 一 ） 電 磁 感 應(yīng) 中 的 電 路 問 題常 見 類 型 ：1、 電 磁 感 應(yīng) 中 的 電 量 問 題2、 電 磁 感 應(yīng) 中 的 電 流 、 電 壓 、 電 功 、 電 熱 問 題 在 電 磁 感 應(yīng) 中 ,切 割 磁 感 線 的 導(dǎo) 體 或 磁 通 量 發(fā) 生變 化 的 回 路 將 產(chǎn) 生 感 應(yīng) 電 動 勢 ,該 導(dǎo) 體 或 回 路 相當(dāng) 于 電 源 .

2、因 此 ,電 磁 感 應(yīng) 問 題 往 往 與 電 路 問 題聯(lián) 系 在 一 起 . (1)用 法 拉 第 電 磁 感 應(yīng) 定 律 和 愣 次 定 律 確 定 感 應(yīng)電 動 勢 的 大 小 和 方 向 .（ 定 電 源 ）(2)畫 等 效 電 路 .注 意 區(qū) 別 內(nèi) 外 電 路 ， 區(qū) 別 路 端 電壓 、 電 動 勢 。 （ 畫 電 路 ）(3)運(yùn) 用 全 電 路 歐 姆 定 律 ,串 并 聯(lián) 電 路 性 質(zhì) ,電 功 率等 公 式 聯(lián) 立 求 解 .（ 列 方 程 ）基 本 方 法 我 知 道 例 如 圖 所 示 ， 在 絕 緣 光 滑 水 平 面 上 ， 有 一 個 邊 長 為L的 單

3、匝 正 方 形 線 框 abcd， 在 外 力 的 作 用 下 以 恒 定 的 速率 v 向 右 運(yùn) 動 進(jìn) 入 磁 感 應(yīng) 強(qiáng) 度 為 B的 有 界 勻 強(qiáng) 磁 場 區(qū) 域 。線 框 被 全 部 拉 入 磁 場 的 過 程 中 線 框 平 面 保 持 與 磁 場 方向 垂 直 ， 線 框 的 ab邊 始 終 平 行 于 磁 場 的 邊 界 。 已 知 線框 的 四 個 邊 的 電 阻 值 相 等 ， 均 為 R。 求 ：（ 1） 在 線 框 進(jìn) 入 磁 場 過 程 中 通 過 導(dǎo) 線 某 一 截 面 的 電 量（ 2） 在 ab邊 剛 進(jìn) 入 磁 場 區(qū) 域 時 ， 線 框 內(nèi) 的 電 流

4、大 小 ； （ 3） 在 ab邊 剛 進(jìn) 入 磁 場 區(qū) 域 時 ， ab邊 兩 端 的 電 壓 ； （ 4） 在 線 框 被 拉 入 磁 場 的 整 個 過 程中 ， 線 框 中 電 流 產(chǎn) 生 的 熱 量 。 d Ba bc v 5 解 ：（ 2） ab邊 切 割 磁 感 線 產(chǎn) 生 的 感 應(yīng) 電 動 勢 為 BLvE 所 以 通 過 線 框 的 電 流 為 RBLvREI 44 （ 3） ab兩 端 的 電 壓 為 路 端 電 壓 RIUab 3所 以 43 /BLvU ab （ 4） 線 框 被 拉 入 磁 場 的 整 個 過 程 所 用 時 間v/Lt 線 框 中 電 流 產(chǎn) 生

5、的 熱 量 RvLBtRIQ 44 322 d Babc vR LBR SBRnq 4)1( 2 總總 6 解 題 要 點(diǎn) 產(chǎn) 生 感 應(yīng) 電 動 勢 的 導(dǎo) 體 相 當(dāng)于 電 源 。 關(guān) 鍵 是 把 電 磁 感 應(yīng) 的問 題 等 效 轉(zhuǎn) 換 成 穩(wěn) 恒 電 路 問 題來 處 理 。 7 練 1把 總 電 阻 為 2R的 均 勻 電 阻 絲 焊 接 成 一半 徑 為 a的 圓 環(huán) ， 水 平 固 定 在 豎 直 向 下 ，磁 感 應(yīng) 強(qiáng) 度 為 B的 勻 強(qiáng) 磁 場 中 ， 如 圖 所 示 ，一 長 度 為 2a， 電 阻 等 于 R， 粗 細(xì) 均 勻 的 金屬 棒 MN放 在 圓 環(huán) 上 ，

6、 它 與 圓 環(huán) 始 終 保 持良 好 的 接 觸 。 當(dāng) 金 屬 棒 以 恒 定 速 度 v向 右移 動 經(jīng) 過 環(huán) 心 O時 ， 求 ： （ 1） 流 過 棒 的 電 流 的 大 小 、 方 向 及 棒 兩 端 的 電 壓 UMN。 （ 2） 在 圓 環(huán) 和 金 屬 棒 上 消 耗 的 總 熱 功 率 。 8 解答B(yǎng)avvaBE 22 此 時 ， 圓 環(huán) 的 兩 部 分 構(gòu) 成 并聯(lián) 連 接 ， 且 ，RRR 右左 （ 1） 棒 MN右 移 時 ， 切 割 磁 感 線 ， 產(chǎn) 生 感 應(yīng) 電 動勢 ， 棒 MN相 當(dāng) 于 電 源 ， 內(nèi) 電 阻 為 R。 其 等 效 電 路如 圖 所 示

7、。 金 屬 棒 經(jīng) 過 環(huán) 心 時 ， 棒 中 產(chǎn) 生 的 感 應(yīng)電 動 勢 為 ： 故 并 聯(lián) 部 分 的 電 阻 為 ： 2RR 并 9 由 閉 合 電 路 歐 姆 定 律 得 流 過 金 屬棒 的 電 流 為 ： RBavRERR EI 3432 并由 右 手 定 則 可 判 斷 出 金 屬 棒 上 的 電 流 方 向 由NM 棒 兩 端 的 電 壓 ： BavRIIRU 322 MN 并 10 （ 2） 圓 環(huán) 和 金 屬 棒 上 消 耗 的 總 功 率 等 于 電路 中 感 應(yīng) 電 流 的 電 功 率 ， 即 ： R vaBIEP 38 222 11 練 2粗 細(xì) 均 勻 的 電 阻

8、 絲 圍 成 的 正 方 形 線 框 置 于 有 界勻 強(qiáng) 磁 場 中 ， 磁 場 方 向 垂 直 于 線 框 平 面 ， 其 邊 界 與正 方 形 線 框 的 邊 平 行 。 現(xiàn) 使 線 框 以 同 樣 大 小 的 速 度沿 四 個 不 同 方 向 平 移 出 磁 場 ， 如 圖 所 示 ， 則（ 1） 在 移 出 過 程 中 線 框 一 邊 a、 b兩 點(diǎn) 間 的 電 勢 差 絕對 值 最 大 的 是 （ ）（ 2） 在 移 出 過 程 中 線 框 ab邊 中 點(diǎn) 截 面 通 過 的 電 量 之比 為 -。 練 3如 圖 831所 示 ， 在 勻 強(qiáng) 磁 場 中 固 定 放 置 一 根 串

9、 接 一 電 阻 R的 直角 形 金 屬 導(dǎo) 軌 (在 紙 面 內(nèi) )， 磁 場 方 向 垂 直 紙 面 朝 里 ， 另 有 兩 根 金 屬 導(dǎo)軌 c、 d分 別 平 行 于 a、 b放 置 ， 保 持 導(dǎo) 軌 之 間 接 觸 良 好 ， 金 屬 導(dǎo) 軌 的 電阻 不 計(jì) 現(xiàn) 經(jīng) 歷 以 下 四 個 過 程 ： 以 速 率 v移 動 d， 使 它 與 Ob的 距 離 增大 一 倍 ； 再 以 速 率 v移 動 c， 使 它 與 Oa的 距 離 減 小 一 半 ； 然 后 ， 再以 速 率 2v移 動 c， 使 它 回 到 原 處 ； 最 后 以 速 率 2v移 動 d， 使 它 也 回 到原

10、處 設(shè) 上 述 四 個 過 程 中 通 過 電 阻 R的 電 荷 量 的 大 小 依 次 為 Q1、 Q2、Q3和 Q4， 則 ( ) 圖 831A Q 1=Q2=Q3=Q4 B Q1=Q2=2Q3=2Q4C 2Q1=2Q2=Q3=Q4 D Q1Q2=Q3Q4 【 分 析 】 設(shè) 開 始 導(dǎo) 軌 d與 Ob的 距 離 為 x1， 導(dǎo) 軌 c與 Oa的 距 離 為 x2， 由 法 拉 第 電 磁 感 應(yīng) 定 律 知 ， 移 動 c或 d時 產(chǎn) 生 的 感 應(yīng) 電 動 勢 ： 通 過 導(dǎo) 體 R的 電 量 為 ： ， 由 上 式可 知 ， 通 過 導(dǎo) 體 R的 電 量 與 導(dǎo) 體 d或 c移 動

11、的 速 度 無 關(guān)， 由 于 B與 R為 定 值 ， 其 電 量 取 決 于 所 圍 成 面 積 的 變化 B SE t t E B SQ I t tR R 【解析】 若 導(dǎo) 軌 d與 Ob距 離 增 大 一 倍 ， 即 由 x1變 2x1，則 所 圍 成 的 面 積 增 大 了 S1=x1 x2； 若 導(dǎo) 軌 c再 與 Oa距 離 減 小 一 半 ， 即 由 x2變 為 ， 則 所 圍 成 的 面 積 又 減 小 了 S2= 2x1=x1 x2； 22x 若 導(dǎo) 軌 c再 回 到 原 處 ， 此 過 程 面 積 的 變 化 為 ; 最 后 導(dǎo) 軌 d又 回 到 原 處 ， 此 過 程 面 積

12、 的 變 化為 ； 由 于 ， 則 通 過 電 阻 R的 電 荷 量 是 相 等 的 ， 即Q 1=Q2=Q3=Q4 ， 所 以 選 A .23 2 1 1 222xS S x x x 【 答 案 】 A22x4 1 1 2S S x x 練4如 圖 832所 示 ， 匝 數(shù) N=100匝 、 截 面 積S=0.2m2、 電 阻 r=0.5 的 圓 形 線 圈 MN處 于 垂 直 紙面 向 里 的 勻 強(qiáng) 磁 場 內(nèi) ， 磁 感 應(yīng) 強(qiáng) 度 隨 時 間 按B=0.6+0.02t(T)的 規(guī) 律 變 化 處 于 磁 場 外 的 電 阻R1=3.5 ， R2=6 ， 電 容 C=30F， 開 關(guān)

13、S開 始 時 未閉 合 ， 求 ： (1)閉 合 S后 ， 線 圈 兩 端 M、N兩 點(diǎn) 間 的 電 壓 UMN和 電 阻 R2消 耗 的 電 功 率 ；(2)閉 合 S一 段 時 間 后 又 打 開S， 則 S斷 開 后 通 過 R 2的 電 荷量 為 多 少 ？ 圖 832 【 解 析 】 (1)線 圈 中 感 應(yīng) 電 動 勢 通 過 電 源 的 電 流 強(qiáng) 度 線 圈 兩 端 M、 N兩 點(diǎn) 間 的 電 壓 電 阻 R2消 耗 的 電 功 率 100 0.02 0.2 0.4BE N N S V Vt t 1 2 0.4 0.043.5 6 0.5EI A AR R r - (0.4-0

14、.04 0.5) 0.38 MNU E Ir V V 2 -32 2 0.04 0.04 6 9.6 10 .P I R W W (2)閉合S一段時間后，電路穩(wěn)定，電器C相當(dāng)于開路， 其兩端電壓UC等于R2兩端的電壓，即: 電容器充電后所帶電荷量為: 當(dāng)S再斷開后，電容器通過電阻R2放電，通過R2的電荷量為7.210-6C.2 0.04 6 0.24 ,CU IR V V 練5 如 圖 811所 示 ， 直 角 三 角 形 導(dǎo) 線 框 abc固定 在 勻 強(qiáng) 磁 場 中 ， ab是 一 段 長 為 l、 電 阻 為 R的 均 勻?qū)?線 ， ac和 bc的 電 阻 可 不 計(jì) ， ac長 度 為

15、 .磁 場 的 磁感 應(yīng) 強(qiáng) 度 為 B， 方 向 垂 直 紙 面 向 里 現(xiàn) 有 一 段 長 度為 、 電 阻 為 均 勻 導(dǎo) 體 桿 MN架 在 導(dǎo) 線 框 上 ， 開 始時 緊 靠 ac以 恒 定 速 度 v向 b端 滑 動 ， 滑 動 中 始 終 與 ac平 行 并 與 導(dǎo) 線 框 保 持 良好 接 觸 當(dāng) MN滑 過 的 距 離為 時 ， 導(dǎo) 線 ac中 的 電 流 是多 大 ？ 方 向 如 何 ？圖8112l2l 2R 3l 【 分 析 】 MN勻 速 切 割 磁 感 線 ， 相 當(dāng) 于 一 個直 流 電 源 ， 直 角 三 角 形 導(dǎo) 線 框 abc為 負(fù) 載 電 阻， 畫 出

16、等 效 電 路 圖 (如 圖 所 示 )， 再 用 E=BLv求出 感 應(yīng) 電 動 勢 的 大 小 ， 用 右 手 定 則 判 定 感 應(yīng)電 流 的 方 向 ， 運(yùn) 用 閉 合 電 路 歐 姆 定 律 求 解 【 解 析 】 外 【 評 析 】 本 題 考 查 了 法 拉 第 電 磁 感 應(yīng) 定 律、 右 手 定 則 、 電 阻 串 、 并 聯(lián) 、 閉 合 電 路 歐姆 定 律 ， 但 關(guān) 鍵 是 找 出 等 效 電 源 、 負(fù) 載 ，畫 出 電 路 圖 。 提 高 1 若 將 例 題 中 線 框 改 成 橫 “ 日 ” 型 。d Babc vef1） 在 線 框 右 半 部 分 進(jìn) 入 磁

17、場 過 程 中 通 過 導(dǎo) 線 ef某 一 截 面 的 電 量2） 在 ab邊 剛 進(jìn) 入 磁 場 區(qū) 域 時 ， 線 框 內(nèi) 的 電 流 大 小 ；3） 在 ab邊 剛 進(jìn) 入 磁 場 區(qū) 域 時 ， ab邊 兩 端 的 電 壓 ；4） 在 線 框 從 ab進(jìn) 到 cd剛 要 被 拉 入 磁 場 的 過 程 中 ， 線 框 中 電 流 產(chǎn)生 的 熱 量 。5） 線 框 整 體 進(jìn) 入 過 程 中 線 框 電 流 產(chǎn) 生 的 熱 量 （ 選 作 ）6） 全 程 中 外 力 所 做 的 功 （ 選 作 ） 提高2 如 圖 834所 示 ， 兩 個 電 阻 的 阻 值 分 別 為 R和 2R， 其 余 電 阻 不 計(jì) ， 電 容 器 的 電 容 為 C， 勻 強(qiáng) 磁 場 的 磁 感應(yīng) 強(qiáng) 度 為 B， 方 向 垂 直 紙 面 向 里 ， 金 屬 棒 ab、 cd的 長 度均 為 l， 當(dāng) 棒 ab以 速 度 v向 左 切 割 磁 感 應(yīng) 線 運(yùn) 動 ， 棒 cd以速 度 2v向 右 切 割 磁 感 應(yīng) 線 運(yùn) 動 時 ， 電 容 C的 電 量 為 多 大？ 哪 一 個 極 板 帶 正 電 ？ 圖 834 【 解 析 】