第7讲习题课法拉第电磁感应定律、楞次定律的综合应用
目标定位1进一步理解公式E=
ΔΔΦt与E=BLv的区别和联系,能够应用两个公式求解感应电动势2掌握电磁感应现象中电路问题的分析方法和解题基本思路3综合应用楞次定律和法拉第电磁感应定律解决电磁感应中的图像问题.
1.感应电流的方向一般是利用楞次定律或右手定则进行判断.2.感应电动势的大小根据法拉第电磁感应定律计算,公式E=
ΔΔΦt特殊情况下,导体杆垂直切割磁感线时产生的感应电动势E=BLv3.垂直于匀强磁场放置,长为L的直导线通过电流为I时,它所受的安培力F=BIL,安培力方向的判断用左手定则.4.闭合电路中电源电动势E、内电压U内、外电压路端电压U外三者之间的关系为E=U内+U外,其中电源电动势E的大小等于电源未接入电路时两极间的电势差
一、电磁感应中的电路问题电磁感应问题常与电路知识综合考查,解决此类问题的基本方法是:1明确哪部分电路或导体产生感应电动势,该电路或导体就是电源,其它部分是外电路.2画等效电路图,分清内、外电路,这是解此类问题的关键.3用法拉第电磁感应定律E=
ΔΔΦt或E=BLv确定电动势的大小,用楞次定律或右手定则确定感应电流的方向.在等效电源内部,感应电流的方向从负极指向正极.4运用闭合电路欧姆定律、串并联电路特点、电功率、电热等公式联立求解.例1固定在匀强磁场中的正方形导线框abcd,边长为l,其中ab是一段电阻为R的均匀电阻丝,其余三边均为电阻可忽略的铜线.磁场的磁感应强度为B,方向垂直纸面向里.现有一段与ab段的材料、粗细、长度均相同的电阻丝PQ架在导线框上,如图1所示.若PQ以恒定的速度v从ad滑向bc,当其滑过13l的距离时,通过aP段电阻的电流是多大?方向
f如何?
图1
答案
6Blv11R
方向由P到a
解析
PQ右移切割磁感线,产生感应电动势,相当于电源,外电路由Pa与Pb并联而成,PQ滑过3l时的等效电路如图所示.
PQ切割磁感线产生的感应电动势大小为E=Blv,方向由Q指向P
外电路总电阻为12
R外=133RR+323RR=29R电路总电流为I=R+ER外=R+Blv29R=91B1lRvaP段电流大小为IaP=23I=61B1lRv,方向由P到a针对训练1把总电阻为2R的均匀电阻丝焊接成一半径为a的圆环,水平固定在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中,如图2所示,一长度为2a,电阻等于R,粗细均匀的金属棒MN放在圆环上,它与圆环始终保持良好的接触,当金属棒以恒定速度v向右移动经过环心O时,求:
f图2
1棒r