高二物理专题练习-3.-法拉第电磁感应定律--应用.docx

第 3 课时 法拉第电磁感应定律应用 一．知识内容： 1. 回路磁通量变化 ： E n ；通常计算 t t 内平均电动势 2. 导线切割磁感线时的感应电动势： E=BLv； B 为匀强磁场； B l v ； L 为 切割 磁感线等效长度； v ； v---E ； v //B, E=0; 3. 旋转切割磁感线： E 1 Bl 2 ； 2 线圈在匀强磁场中转动 产生感 应 电 动势 ： E nBS cos t 二．例题分析： 考点一 感应电动势方向的判断 1. 存在感应电动势的那部分导体相当于电源， 在 电源内部的电流方向与电动势方向相同， 由负极 指向正极。 由楞次定律判断出的感应电流方向就是感应电动势的方向。 当电路不闭合时， 只要磁通量发生变化或部分 导体切割磁感线，则必有感应电动势，此时可假设电路闭合，感应电动势的方向用楞次定律判定，或直接用右手定则判定。 例 1、如图所示，两个线圈套在同一个铁芯上，线圈的绕向在图中已经标出。 左线圈连着平行导轨 M 和 N，导轨电阻不 计，在导轨垂直方向上放着金属棒 ab，金属棒处在垂直于纸面向外的 匀强磁场中。下列说法中正确的是 ( ) A．当金属棒 ab 向右匀速运动时， a 点电势高于 b 点， c 点电势高于 d 点  B．当金属棒 ab 向右匀速运动时， b 点电势高于 a 点， c 点与 d 点等电势 C．当金属棒 ab 向右加速运动时， b 点电势高于 a 点， c 点电势高于 d 点 D．当金属棒 ab 向右加速运动时， b 点电势高于 a 点， d 点电势高于 c 点 变式训练 1 如图所示， 长为 L 的金属导线弯成一圆环，导线的两端接在电容为 C 的平行板电容器上， P、Q为电容器的两个极板， 磁场垂直环面向里，磁感应强度以 B=B0+Kt （K＞ 0）随时间变化 t=0 时， P、Q两板电势不相等．两板间的距离远 小于环的半径，经时间 t 电 容器 P板（ ） A．不带电 B．所带电荷量与 t 成正比 kL2 C C．带正电，电荷量是 4 kL2 C D．带负电，电荷量是 4 考点二 法拉第电磁感应定律的应用 例 2、匝数为 n＝ 200 的线圈回路总电阻 R＝ 50Ω ， 整个线圈平面均有垂直于线框平面的 匀强磁场穿过，磁通量 Φ 随时间变 化的规律如图所示，求： 线圈中的感应电流的大小？电路消耗的电功率？ 例 3、如图所示，在磁感应强度为 B 的匀强磁场中有一个面积为 S 的矩形线圈绕垂直于磁感线的对称轴 OO′以角速度 ω 匀速转动 . 1）穿过线框平面磁通量的变化率何时最大？最大值为多少？ 2）当线框由图示位置转过 60° 的过程中，平均感应电动势为多 大？ 3）线框由图示位置转到 60°时 瞬时感应电动势为多大？ 考点三 对公式 E BLv sin 的理解 例 4、如图所示，金属三角形导轨 COD上放有一根金属棒 MN.拉动 MN，使它以速度 v 向右匀速运动，如果导轨和金属棒都是粗细相同的均匀导 体，电阻率都相同，那么在MN运动的过程中， 闭合回路的 () A．感应电动势保持不变 B．感应电流保持不变 C．感应电动势逐渐增大 D．感应电流逐渐增大 考点四 电磁感应现象中感应电荷量的计算 例 5、如图所示，导线全部为裸导线，半径为 r 的圆导线处在垂直于圆平面的匀强磁场中， 磁感  2）闭合 S 后一段时间又断开，问 S 断开后通过 R2 的电荷量是多少 ? 考点五 导体棒在匀强磁场中转动产生感应电动势的计算 例 7、如图所示是法拉第做成的世界上第一台发电机模型的原理图。 将 铜盘放在磁场中， 让磁 感线垂直穿过铜盘； 圈 中 ab 导线与铜盘的中轴线处在同一平面内；转动铜盘， 就可以使闭合电路获得电流。 若图 中铜盘半径为 l ，匀强 磁场的磁感应强度为 B，回路总电阻为 R，从上 往下看逆时针匀速转动铜盘的角速度为 。则下 列说法正确的是 （ ） A．回路中有大小和方向作周期性变化的电流 应强度为 B，方向如图 . 一根长度大于 2r 的直导 线 MN，以速率 v 在圆上自左端匀速滑到右端， 电路中定值电阻为 R，其余  B．回路中电流大小恒定，且等于  Bl 2 R 电阻忽略不计 . 在滑动过 程中 , 通过电阻 R 上的电 流的平均值为 _____________; 在 MN从 圆环左端滑到右端的过程 中 , 通过 R的电荷量为 _____________; 当 MN通过圆环中心 O时 , 通过 R的电流为 _____________. 例 6、横截面积 S=0.2 m 2、 n=100 匝的圆形线圈 A处在如图所示的 磁场内，磁感应强度 变化率为 0.02 T/s. 开始时 S 未闭合， R1=4 Ω