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1、法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律习题课习题课高二（理）物理高二（理）物理主讲教师：王颖主讲教师：王颖例例1一个匝数一个匝数为为200匝、面匝、面积为积为20 cm2的的线线圈放在磁圈放在磁场场中，磁中，磁场场的方向与的方向与线线圈平面圈平面成成30角，若磁感角，若磁感应应强强度在度在0.05s内由内由0.1T增加到增加到0.5T，在此，在此过过程程线线圈中平均感圈中平均感应应电动势电动势的大小是多少伏？的大小是多少伏？一、法拉第一、法拉第电电磁感磁感应应定律的定律的应应用用答案答案 1.6V例例2如如图图所示，所示，导导体棒体棒ab长长L，沿，沿倾倾角角为为的的斜斜导轨导轨以速度以速度v下
2、滑，匀下滑，匀强强磁磁场场的磁感的磁感应应强强度度为为B。求：。求：(1)若磁感若磁感应应强强度度B的方向垂直于斜的方向垂直于斜导轨导轨向上，向上，导导体棒体棒ab中中产产生的感生的感应应电动势为电动势为多大？多大？(2)若磁感若磁感应应强强度度B的方向的方向竖竖直向上，直向上，导导体棒体棒ab中中产产生生的感的感应电动势为应电动势为多大？多大？图图4-4-8二、公式二、公式E=Blvsin的的应应用用思路点思路点拨拨(1)第一种情况下第一种情况下B、l、v三者两两垂直，直接三者两两垂直，直接应应用用E=Blv求解。求解。(2)第二种情况下注意第二种情况下注意题题目所目所给给是是导轨导轨的的倾
3、倾角，角，而非而非v与与B之之间间的的夹夹角，要注意角，要注意进进行行转换转换。解析解析将将题给题给的立体的立体图图改画成平面改画成平面图图如如图图所示。所示。(1)当磁感当磁感应应强强度度B的方向垂直的方向垂直于斜于斜轨时轨时，导导体棒体棒ab的速度的速度方向与方向与B是垂直的，即是垂直的，即v与与B的的夹夹角角90。则则可将感可将感应应电动势电动势直接写直接写为为E1BLv。(2)当磁感当磁感应应强强度度B竖竖直向上直向上时时，此，此时时v与与B的的夹夹角角=90+，我，我们们可直接套用公式写出可直接套用公式写出此此时时的感的感应电动势应电动势E2=BLvsin(90+)=BLvcos也可
4、从基本原理出也可从基本原理出发发，将棒的速度，将棒的速度v分解分解为为垂直于垂直于B和平行于和平行于B的两个分量，只有垂直于的两个分量，只有垂直于B的速度分量的速度分量v=vcos才才对产对产生感生感应电动势应电动势有有贡贡献，所以感献，所以感应电动势应电动势E2BLv=BLvcos。答案答案 (1)BLv(2)BLvcos答案：答案：B例例3如如图图所示，所示，MN、PQ为为光滑金属光滑金属导轨导轨(金属金属导轨电导轨电阻忽略不阻忽略不计计)，MN、PQ相距相距L=50cm，导导体棒体棒AB在两在两轨轨道道间间的的电电阻阻为为r=1，且可以在，且可以在MN、PQ上滑上滑动动，定，定值电值电阻
5、阻R1=3，R2=6，整个，整个装置放在磁感装置放在磁感应应强强度度为为B=1.0T的匀的匀强强磁磁场场中，中，磁磁场场方向垂直于整个方向垂直于整个导轨导轨平面，平面，现现用外力用外力F拉着拉着AB棒向右以棒向右以v5m/s速度做速度做匀速运匀速运动动。求。求(1)导导体棒体棒AB产产生的感生的感应电动势应电动势E和和AB棒上的感棒上的感应电应电流方向。流方向。(2)导导体棒体棒AB两端的两端的电压电压UAB。三、电磁感应与电路的综合问题三、电磁感应与电路的综合问题思路点思路点拨拨解答本解答本题时应题时应把握以下三点：把握以下三点：(1)会用会用EBLv求求E。(2)AB棒相当于棒相当于电电源
6、。源。(3)UAB应应是路端是路端电压电压。解析解析 (1)导导体棒体棒AB产产生的感生的感应电动势应电动势EBLv2.5V，由右手定由右手定则则，AB棒上的感棒上的感应电应电流方向向上，流方向向上，即沿即沿BA方向。方向。答案答案 (1)2.5VBA方向方向 (2)1.7V学生学生练习练习 如如图图甲所示的螺甲所示的螺线线管，匝数管，匝数n=1500匝，横截匝，横截面面积为积为S20cm2，电电阻阻r1.5，与螺，与螺线线管管串串联联的外的外电电阻阻R1=3.5，R2=2.5，向右穿，向右穿过过螺螺线线管的匀管的匀强强磁磁场场的磁感的磁感应应强强度按度按图图乙所示乙所示规规律律变变化。求化。求(1)螺螺线线管管产产生的感生的感应电动势应电动势大小；大小；(2)通通过过螺螺线线管的管的电电流大小和方向；流大小和方向；(3)螺螺线线管两端的管两端的电压电压大小，并大小，并判断判断M、P两端的两端的电势电势高低。高低。(3)由由电电流方向知，流方向知，M端端电势电势高，螺高，螺线线管两端管两端的的电压电压既是既是电电源的路端源的路端电压电压，也是，也是电电阻阻R1、R2两端的两端的电压电压之和，所以之和，所以UMPI(R1R2)0.8(3.52.5)V4.8V。答案：答案：(1)6V(2)0.8A方向方向为为MacbPM(3)4.8VM端端电势电势高高
