（讲义）电磁感应微型专题练1含答案2.docx

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1、微型专题1法拉第电磁感应定律的应用学习目标1.理解公式E= 第与七=8。的区别和联系，能够应用这两个公式求解感应电动势2掌握电磁感应电路中感应电荷量求解的基本思路和方法.3.会求解导体棒转动切割磁感线产生的感应电动势.重点探究启迪思维探究重点一和E=BLv的比较应用二哺E=BLv区别研窕对象整个闭合回路回路中做切割磁感线运动的那部分导体适用范围各种电磁感应现象只适用于导体切割磁感线运动的情况计算结果加内的平均感应电动势某一时刻的瞬时感应电动势联系E=BLv是由E=/绘在一定条件下推导出来的，该公式可看做法拉 第电磁感应定律的一个推论【例1】如图I所示，导轨0M和ON都在纸面内，导体A3可在导轨

2、上无摩擦滑动，ABION,若A3以5 m/s的速度从。点开始沿导轨匀速右滑，导体与导轨都足够长，磁场的磁感应强度为0.2T.问：(1)3 s末夹在导轨间的导体长度是多少？此时导体切割磁感线产生的感应电动势多大？(2)3 s内回路中的磁通量变化了多少？此过程中的平均感应电动势为多少？答案(1)5小m 5小VJ WbV解析(I)夹在导航间的部分导体切割磁感线产生的电动势才是电路中的感应电动势.3s末，夹在导轨间导体的长度为：/=vt tan 300 = 5 X 3 X tan 30 m=5小 m此时：E= BLv=0.2X5/义5 7 = 55 V(2)3 s内回路中磁通量的变化量A0=BS-O=

3、O.2x1x 15X53 Wb= Wb3 s内电路产生的平均感应电动势为：15sA0 25 re =77= v 点 v.m 21如图2甲所示，固定在水平面上电阻不计的光滑金属导轨，间距d=0.5 m.右端接一阻值为4 c的 小灯泡L,在COEF矩形区域内有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度3按如图乙规律变化.CF长为2 m.在 /=0时，金属棒ab从图示位置由静止在恒力尸作用下向右运动到EF位置整个过程中小灯泡亮度始终不 变.已知ab金属棒电阻为1 Q,求：图2通过小灯泡的电流；(2)恒力广的大小；(3)金属棒的质炭.答案(1)0.1 A (2)0.1 N (3)0.8 kg解析(1)金属棒未进入

4、磁场时，电路总电阻/?总=4,+&/,=5。回路中感应电动势为：1=等=瞭S=0.5 V灯泡中的电流为/l=#=0.1 A.(2)因灯泡亮度始终不变，故在，=4 s末金属棒刚好进入磁场，且做匀速运动，此时金属棒中的电流/=小 =0.1 A恒力大小：F=Fi = B/d=0A N.(3)因灯泡亮度始终不变，金属棒在磁场中运动时，产生的感应电动势为E2=E=0.5 V金属棒在磁场中的速度0=缶=().5 m/s nd金属棒未进入磁场时的加速度为。=亍=0.125 m/s2故金属棒的质量为/=(=0.8 kg.二、电磁感应中的电荷量问题【例3】如图3甲所示，一个圆形线圈的匝数=1 000,线圈面积5

5、=300 5?,线圈的电阻厂=1。，线圈外 接一个阻值R=4 Q的电阻，线圈处在一方向垂直线圈平面向里的圆形磁场中，圆形磁场的面积So=2OO cn?,磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示.求：(1)第4 s时线圈的磁通最及前4 s内磁通量的变化量.(2)前4 s内的平均感应电动势.(3)前4 s内通过R的电荷量.答案(1)8乂10-3 wb 4X10-3 Wb (2)1 V (3)0.8 C解析(1)磁通量0=5So=O.4X200X10-4 Wb=8Xl0、Wb磁通量的变化量为：0=0.2X200X IO-4 Wb=4X 10-3 Wb(2)由题图乙可知前4 s内磁感应强度B的变化率=0.

6、05 T/s前4s内的平均感应电动势A RE=trSo= 1 (XX)X0.05X0.02 V= I V- e(3)电路中平均感应电流/ =后:，q= I A/通过R的电荷量所以 q=0.8 C.L总结提升)求电磁感应中电荷量的一个有用的结论：口. 上 A0A0电磁感应现象中通过闭合电路某极面的电,荷量q= / /,而=A而 则g=/厂鼠，所以只和线图 匝数、磁通量的变化量及总封阻有关，与完成该过程需要的时间无关.注意：求解电路中通过的电荷量时，一定要用平均感应电动势和平均感应电流计算.针对训练 如图4所示，空间存在垂直于纸面的匀强磁场，在半径为。的圆形区域内部及外部，磁场方向 相反，磁感应强

7、度的大小均为正一半径为。9)、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.当内、外磁场同时由3均匀地减小到零的过程中，通过导线环截面的电荷量为()A.eqB.eqC.cqD.cq答案A解析 设开始时穿过导线环向里的磁通量设为正值，01 =W,向外的磁通量则为负值，6=一4兀(/一。2),总的磁通量为它们的代数和(取绝对值冲=8阂及一2/|,末态总的磁通量为=0,由法拉第电磁感 AE Tr,I3bo zyi应定律得平均感应电动势为E =,通过导线环截面的电荷量为夕=方加=p, A项正确.ZA/KK三、导体棒转动切割磁感线产生感应电动势的计算【例4】长为/的金属棒时以a点为轴在

8、垂直于匀强磁场的平面内以角速度/做匀速转动，如图5所示, 磁感应强度为B.求：X X X X XBX X X X X(DX X -XXX、 a。吆XXX/XXXXXXXXXXXX图5(1)4。棒的平均速率；(2)ab两端的电势差：(3)经时间M金属棒ah所扫过面积中磁通量为多少？此过程中平均感应电动势多大？ 解析()帅棒的平均速率3=包受=上受=5/.答案（曲/尸(3而尸岫前2 G(2)4人两端的电势差：一 1E=BI v =/%(3)设经时间金属棒岫所扫过的扇形而积为$,则：S=g /夕 、=BbS= 由法拉第电磁感应定律得:万=等=，-=驯L总结提升导体转动切割磁感线:当导体棒在垂直于匀强

9、磁场的平面内，其一端固定，以角速度匀速转动时，产生的感应电动势为E=Blv,如图6所示.,如图6所示.当圆盘在匀强磁场中以角速度绕圆心匀速转动时，如图7所示，相当于无数根“辐条”转动切割，它们之间相当于电源的并联结构，圆盘上的感应电动势为E=Br v =Bra）.检测评价达标过关达标检测l.（E=/卬与E=B的比较应用）如图8所示，在磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，金 属杆A/N在平行金属导轨上以速度。向右匀速滑动，MN中产生的感应电动势为昂；若磁感应强度增大为 28,其他条件不变，MN中产生的感应电动势变为&，则已与反之比为（）B图8A.1 ： 1 B.2 ： 1 C. 1 ：

10、 2 D.I : 4答案C解析根据石=8。，磁感应强度增大为2B,其他条件不变，所以感应电动势变为2倍.2.（转动切割磁感线产生感应电动势）如图9所示，匀强磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框，半圆 直径与磁场边缘重合；磁场方向垂直于半圆面（纸面）向里，磁感应强度大小为&.使该线框从静止开始绕过 圆心0、垂直于半圆面的轴以角速度。匀速转动半周，在线框中产生感应电流.现使线框保持图中所示位 置，磁感应强度大小随时间线性变化.为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流，磁感应强度随时间 变化的变化率大的大小应为（）A.eq B.eq C.eq D.eq答案C解析 设半圆的半径为L,电阻为R,当线

11、框以角速度口匀速转动时产生的感应电动势|=；为。炉.当线框 不动，而磁感应强度随时间变化时七2=%/?等，由=登得热Z?=%公第，即等=W2，故C项正确. 3.(电磁感应中的电荷量计算)物理实验中，常用种叫做“冲击电流计”的仪器测定通过电路的电荷量.如 图1()所示，探测线圈与冲击电流计串联后可用来测定磁场的磁感应强度.已知线圈的匝数为，面积为S, 线圈与冲击电流计组成的回路电阻为R.若将线圈放在被测匀强磁场中，开始时线圈平面与磁场垂直，现把 探测线圈翻转180,冲击电流计测空通过线圈的电荷量为夕，由上述数据可测空被测磁场的磁感应强度为 ()图10A.eq B.eq C.eq D.eq 答案C- A0解析IBS- E 仁 卜 q= I At=- Af=-At=/r-=