法拉第电磁感应定律应用

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1、1003法拉第电磁感应定律应用1一、电磁感应电路问题的理解和分类1．对电源的理解：电源是将其他形式的能转化为电能的装置．在电磁感应现象里，通过导体切割磁感线和线圈磁通量的变化而将其他形式的能转化为电能．2．对电路的理解：内电路是切割磁感线的导体或磁通量发生变化的线圈，外电路由电阻、电容等电学元件组成．3．问题分类：(1)确定等效电源的正负极，感应电流的方向，电势高低，电容器极板带电性质等问题．(2)根据闭合电路求解电路中的总电阻，路端电压，电功率的问题．(3)根据电磁感应的平均感应电动势求解电路中通过的电荷量：【针对训练】1．(200

2、9·广东汕头六都中学质检)如图所示，在磁感应强度B＝0.5T的匀强磁场中，有一等边三角形ABC的固定裸导体框架，框架平面与磁感线方向垂直，裸导体DE能沿着导体框架滑动，且滑动时一直能与框架保持良好的接触．已知三角形的边长为0.2m，且三角形框架和导体DE的材料、横截面积相同，它们单位长度的电阻均为每米10Ω，当导体DE以v＝4.2m/s的速度(速度方向与DE垂直)下滑至AB、AC的中点M、N时，求：(1)M、N两点间感应电动势的大小；(2)流过导体框底边BC的电流多大？方向如何？二、求解电磁感应与力学综合题的思路思路有两种：一种是力的

3、观点，另一种是能量的观点．1．力的观点力的观点是指应用牛顿第二定律和运动学公式解决问题的方法．即先对研究对象进行受力分析，根据受力变化应用牛顿第二定律判断加速度变化情况，最后找出求解问题的方法．2．能量观点动能定理、能量转化守恒定律在电磁感应中同样适用．三、电磁感应综合题中的两部分研究对象电磁感应中的综合题有两种基本类型．一是电磁感应与电路、电场的综合；二是电磁感应与磁场、导体的受力和运动的综合；或是这两种基本类型的复合题，题中电磁现象、力现象相互联系、相互影响和制约．这类题综合程度高，涉及的知识面广，解题时可将问题分解为两部分：电学

4、部分和力学部分．18．电学部分思路：将产生感应电动势的那部分电路等效为电源．如果在一个电路中切割磁感线的是几部分但又互相联系，可等效成电源的串、并联．分析内外电路结构，应用闭合电路欧姆定律和部分电路欧姆定律理顺电学量之间的关系．2．力学部分思路：分析通电导体的受力情况及力的效果，应用牛顿定律、动量定理、动量守恒、动能定理、能量守恒等规律理顺力学量之间的关系．3．两部分研究对象的网络结构图如下：从上面可看出电流I和速度v是联系这两个研究对象的纽带．【针对训练】2．如图甲所示为两根平行放置的相距L＝0.5m且足够长的固定金属直角导轨，一部

5、分水平，另一部分竖直．质量均为m＝0.5kg的金属细杆ab、cd始终与导轨垂直且接触良好形成闭合回路，水平导轨与ab杆之间的动摩擦因数为μ，竖直导轨光滑．ab与cd之间用一根足够长的绝缘细线跨过定滑轮相连，每根杆的电阻均为R＝1Ω，其他电阻不计．整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，现用一平行于水平导轨的恒定拉力F作用于ab杆，使之从静止开始向右运动，ab杆最终将做匀速运动，且在运动过程中，cd杆始终在竖直导轨上运动．当改变拉力F的大小时，ab杆相对应的匀速运动的速度v的大小也随之改变，F与v的关系图线如图乙所示．不计细线与滑轮之间的摩擦

6、和空气阻力，g取10m/s2.求：(1)杆与水平导轨之间的动摩擦因数μ和磁感应强度B各为多大？(2)若ab杆在F＝9N的恒力作用下从静止开始向右运动8m后达到匀速状态，则在这一过程中整个回路产生的焦耳热为多少？8四、研究电磁感应中的图象问题图象类型(1)磁感应强度B、磁通量Φ、感应电动势E和感应电流I随时间t变化的图象，即B－t图象、Φ－t图象、E－t图象和I－t图象(2)对于切割磁感线产生感应电动势和感应电流的情况，还常涉及感应电动势E和感应电流I随线圈位移x变化的图象，即E－x图象和I－x图象问题类型(1)由给定的电磁感应过程选出

7、或画出正确的图象(2)由给定的有关图象分析电磁感应过程，求解相应的物理量应用知识左手定则、安培定则、楞次定律、法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿定律、相关数学知识等【针对训练】3.（2010·黄冈质检）如图所示，在坐标系xOy中，有边长为a的正方形金属线框abcd,其一条对角线ac和y轴重合、顶点a位于坐标原点O处.在y轴的右侧的Ⅰ、Ⅳ象限内有一垂直纸面向里的匀强磁场，磁场的上边界与线框的ab边刚好完全重合，左边界与y轴重合，右边界与y轴平行，t=0时刻，线圈以恒定的速度v沿垂直于磁场上边界的方向穿过磁场区域.取沿a→b→c→d→a的

8、感应电流方向为正，则在线圈穿越磁场区域的过程中，感应电流i随时间t变化的图线是下图中的【典型例题】【例1】如图所示，两条平行的光滑水平导轨上，用套环连着一质量为0.2kg、电阻为2Ω的导体杆ab，导轨间匀强磁场的方向垂