【正文】 2Rv0＝ V MN 中的電流 I＝ E1R0/2＝ A 流過燈 L1 的電流 I1＝ I2＝ A (2)等效電路如圖所示 回路中的電動勢 E2＝ ΔBΔt2a2L2Rv，此時通過 r 的電流為 I＝ Er＝ 2BRvr . 2R 的均勻電阻絲焊接成一半徑為 a 的圓環(huán)，水平固定在豎直向下的磁感應(yīng)強度為 B 的勻強磁場中，如圖 13 所示，一長度為 2a、電阻等于 R、粗細均勻的金屬棒 MN 放在圓環(huán)上，它與圓環(huán)始終保持良好的接觸，當(dāng)金屬棒以恒定速度 v 向右移動經(jīng)過環(huán)心 O時， 求： 圖 13 (1)棒上電流的大小和方向及棒兩端的電壓 UMN； (2)圓環(huán)消耗的熱功率和在圓環(huán)及金屬棒上消耗的總熱功率． 答案 (1)4Bav3R N→M 23Bav (2) 9R 3R 解析 (1)金屬棒 MN 切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為 E＝ Blv＝ 2Bav. 外電路的總電阻為 R 外＝ R 學(xué)案 6 電磁感應(yīng)規(guī)律的應(yīng)用 [學(xué)習(xí)目標(biāo)定位 ] . .磁感應(yīng)現(xiàn)象中電路問題的分析方法和解題基本思路 .，并會應(yīng)用能量觀點分析電磁感應(yīng)問題． 1．感應(yīng)電流的方向可用楞次定律或右手定則判斷，其中后者僅適用于導(dǎo)體切割磁感線的情況． 2．感應(yīng)電動勢的大小可以用公式 E＝ nΔΦΔt或 E＝ BLv 進行計算，其中前者一般用來計算平均電動勢，后者一般計算瞬時電動勢． 3．閉合電路中電源電動勢 E、內(nèi)電壓 U內(nèi)、外電壓 (路端電壓 )U 外三者之間的關(guān)系為 E＝ U內(nèi)＋ U 外，其中電源電動勢 E 的大小等于電源未接入電路時兩極間的電勢差． 4．做功的過程就是能量轉(zhuǎn)化的過程，做了多少功，就有多少能量被轉(zhuǎn)化，功是能量轉(zhuǎn)化的量度． 幾種常見的功能關(guān)系 (1)合外力所做的功等于物體動能的變化． (2)重力做的功等于重力勢能的變化． (3)彈簧彈力做的功等于彈性勢能的變化． (4)除了重力和系統(tǒng)內(nèi)彈力之外的其他力做的功等于機械能的變化 ． (5)電場力做的功等于電勢能的變化． (6)安培力做的功等于電能的變化． 5．電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生的熱量 焦耳定律： Q＝ I2Rt. 一、法拉第電機 法拉第圓盤可看作是由無數(shù)根長度等于半徑的紫銅輻條組成，當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)動時，輻條切割磁感線產(chǎn)生電動勢．當(dāng)電路閉合時產(chǎn)生電流，在電源內(nèi)部電流方向從電源負極流向正極． 二、電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化 電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電能是通過克服安培力做功轉(zhuǎn)化而來的，而這些電能又通過電流做功而轉(zhuǎn)化為其他形式的能．因此，電磁感應(yīng)現(xiàn)象 符合能量守恒定律 . 一、法拉第電機 [問題設(shè)計 ] 1．參考課本法拉第圓盤發(fā)電機的構(gòu)造圖，簡單說明法拉第圓盤發(fā)電機產(chǎn)生電流的原因． 答案 法拉第電機的圓盤是由無數(shù)根輻條組成的，每根輻條做切割磁感線運動，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，電路閉合時產(chǎn)生感應(yīng)電流． 2．法拉第圓盤發(fā)電機的工作原理可以等效為一根導(dǎo)體棒在磁場中轉(zhuǎn)動，如圖 1 所示：當(dāng)將導(dǎo)體棒和電阻組成閉合電路時，電路的哪部分相當(dāng)于電源？電源的正極和負極在電路的哪個位置？電源內(nèi)部電流方向如何？ 圖 1 答案 ab 導(dǎo)體棒相當(dāng)于電源， a 是電源正極， b 是電源負極，電源內(nèi)部電流由負極流向正極． [要點提煉 ] 1．導(dǎo)體棒繞一端為軸轉(zhuǎn)動切割磁感線：由 v＝ ωr 可知各點線速度隨半徑按線性規(guī)律變化，切割速度用中點的線速度替代，即 v＝ l2ω或 v＝ vA＋ vB2 .感應(yīng)電動勢 E＝ 12Bl2ω. 2．電磁感應(yīng)中的電路問題處理思路： (1)明確哪部分導(dǎo)體或電路產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，該導(dǎo)體或電路就是電源，其他部分是外電路． (2)用法拉第電 磁感應(yīng)定律確定感應(yīng)電動勢的大小，用楞次定律確定感應(yīng)電動勢的方向． (3)畫等效電路圖．分清內(nèi)外電路，畫出等效電路圖是解決此類問題的關(guān)鍵． (4)運用閉合電路歐姆定律、串并聯(lián)電路特點、電功率、電熱等公式聯(lián)立求解． 二、電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化 [問題設(shè)計 ] 如圖 2 所示， ab在拉力 F的作用下以速度 v勻速向右運動，已知導(dǎo)體棒 ab的長度為 L，磁感應(yīng)強度為 B，電路中的總電阻為 中的電流是多少？ ab 所受的安培力為多大？當(dāng)導(dǎo)體棒勻速向右運動 s 距離時，拉力 F 做功和棒克服安培力做功分別是多少？ 圖 2 答案 電路的感應(yīng)電動勢 E＝ BLv 電流 I＝ ER＝ BLvR 所以 ab 棒所受安培力 F 安＝ BIL＝ B2L2vR 由于導(dǎo)體棒做勻速運動，所以 F＝ F 安＝ B2L2vR 拉力做功 WF＝ F