【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ，所以L1逐漸變亮，電路穩(wěn)定后自感作用消失，線圈L相當(dāng)于導(dǎo)線，所以LL2一樣亮，斷開(kāi)S時(shí)，L2中由電源提供的電流瞬間消失，但是L中從b到a的電流由于自感的阻礙作用將逐漸減小，、L2將過(guò)一會(huì)兒一塊熄滅.L1中的電流始終由b到a，L2中的電流先由d到c，后由c到d.【說(shuō)明】 自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流的變化，線圈中電流增加時(shí)，自感電動(dòng)勢(shì)（電流)方向與原電流方向相反，阻礙電流的增加；線圈中電流減少時(shí)，自感電動(dòng)勢(shì)（電流)方向與原電流方向相同，使線圈中的電流只能從原來(lái)的值逐漸變化，不能發(fā)生突變.【設(shè)計(jì)意圖】 通過(guò)本例說(shuō)明自感現(xiàn)象的分析方法.［例2］如圖12—2—3所示，線圈由A位置開(kāi)始下落，在磁場(chǎng)中受到的磁場(chǎng)力如果總小于它的重力，則它在A、B、C、D四個(gè)位置(B、D位置恰好線圈有一半在磁場(chǎng)中)時(shí)，加速度關(guān)系為圖12—2—3＞aB＞aC＞aD =aC＞aB＞aD=aC＞aD＞aB =aC＞aB=aD【解析】 線框在A、C位置時(shí)只受重力作用，加速度aA=aC=、D位置時(shí)均受兩個(gè)力的作用，其中安培力向上、所以加速度向下，大小a=g F／m＜，即FD＞＜=aC＞aB＞.【思考】 (1)不加條件“在磁場(chǎng)中受到磁場(chǎng)力如果總小于它的重力”，加速度的關(guān)系可能如何?(2)在線框進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中，第(1)問(wèn)中線框的速度圖線可能如何?(3)線框剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的加速度與框的質(zhì)量是否有關(guān)?(框的材料、形狀、初始位置均不變)(4)兩個(gè)質(zhì)量不同(材料和形狀相同)的金屬框，同時(shí)從同一高度自由下落，能否同時(shí)落地?【思考提示】 （1）aB、aD若方向向下，必定小于重力加速度g，即小于aC，并且一定有aD＜aB，若aB、aD方向向上，則難以確定它們之間的關(guān)系，aB、aD可能小于g，也可能等于g，還可能大于g.(2)對(duì)于第（1）問(wèn)中的情況，線框進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程，它可能做勻速運(yùn)動(dòng)，也可能做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)，還可能做加速度逐漸減小的減速運(yùn)動(dòng)，其速度圖象如下圖所示：（3）設(shè)線框剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度為v，由牛頓第二定律得mg=ma a=g若線框的材料、形狀、初始位置不變，僅質(zhì)量變化，即僅線框的導(dǎo)線橫截面積變化，而mR與導(dǎo)線的橫截面積無(wú)關(guān)，即線框剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的加速度與質(zhì)量（導(dǎo)線的橫截面積）無(wú)關(guān).(4)由第（3）問(wèn)的討論知，兩質(zhì)量不同的金屬框從同一高度自由下落，它們每時(shí)每刻的加速度、速度均相同，故同時(shí)落地.【設(shè)計(jì)意圖】 通過(guò)本例說(shuō)明綜合利用電磁感應(yīng)規(guī)律和力學(xué)規(guī)律分析電磁感應(yīng)問(wèn)題的方法.［例3］在一磁感應(yīng)強(qiáng)度B= T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，垂直于磁場(chǎng)方向水平放置著兩根相距為h= m的平行金屬導(dǎo)軌MN與PQ，導(dǎo)軌的電阻忽略不計(jì)，在兩根導(dǎo)軌的端點(diǎn)N、Q之間連接一阻值R= = m，每米長(zhǎng)電阻r= Ω/，交點(diǎn)為c、= m/s向左做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)(圖12—2—4)，試求：圖12—2—4 圖12—2—5(1)電阻R中的電流強(qiáng)度大小和方向；(2)使金屬棒做勻速運(yùn)動(dòng)的外力；(3)金屬棒ab兩端點(diǎn)間的電勢(shì)差.(4)ab棒向右變速移動(dòng)L′= m的過(guò)程中，通過(guò)電阻R的電量是多少？【解析】 金屬棒向左勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，等效電路如圖12—2—，金屬棒的cd部分相當(dāng)于電源，內(nèi)阻rcd=hr，電動(dòng)勢(shì)Ecd=Bhv.(1)根據(jù)歐姆定律，R中的電流強(qiáng)度為I== A方向從N流向Q(2)使棒勻速運(yùn)動(dòng)的外力與安培力是一對(duì)平衡力，方向向左，大小為F=F安=IhB= N= N(3)金屬棒ab兩端的電勢(shì)差，等于Uac+Ucd+Udb，由于Ucd=IR=EcdIrcd，因此也可以寫(xiě)成：Uab=EabIrcd=BLvIrcd=4 2 V= V(4)在ab變速移動(dòng)L′= m的過(guò)程中通過(guò)電阻的電量為q== C=5102 C【說(shuō)明】 （1)在討論該類題目時(shí)，不要把a(bǔ)b兩端的電勢(shì)差與ab棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)這兩個(gè)概念混為一談.（2)求電磁感應(yīng)過(guò)程中通過(guò)電路的電量時(shí)，用到的是平均電流和平均電動(dòng)勢(shì)，所以通常用，即q=所以，通過(guò)電路的電量?jī)H由電阻磁通量的改變量決定.【設(shè)計(jì)意圖】 通過(guò)本例說(shuō)明綜合利用電磁感應(yīng)規(guī)律和電路知識(shí)分析電磁感應(yīng)問(wèn)題的方法.［例4］如圖12—2—6所示， m2的100匝線圈A處在磁場(chǎng)中，=（）T，已知電路中的R1=4 Ω，R2=6 Ω，電容C=30 μF，：圖12—2—6(1)閉合K后，通過(guò)R2的電流強(qiáng)度大小及方向.(2)閉合K一段時(shí)間后，再斷開(kāi)K，K斷開(kāi)后通過(guò)R2的電量是多少?【解析】 (1)由于磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻變化，根據(jù)B=（）T，可知= T／s，所以線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小為E=n=ns=100 V=4 V通過(guò)Rr的電流強(qiáng)度為I=A= A由楞次定律可知電流的方向由上而下.(2)閉合K一段時(shí)間后，電容器被充上一定的電量，此時(shí)其電壓U=IR2=6 V= V再斷開(kāi)K，電容器將放電，通過(guò)R2的電量就是C原來(lái)所帶的總量Ｑ=CU=30106 C=105 C【說(shuō)明】 在計(jì)算線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)時(shí)，一定不能漏掉公式E=n中的匝數(shù)n.【設(shè)計(jì)意圖】 通過(guò)本例說(shuō)明綜合應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律和電路的規(guī)律解決問(wèn)題的方法. ［例5］如圖12—2—7所示，矩形線圈由n=50匝導(dǎo)線組成，ab邊長(zhǎng)l1= m，bc邊長(zhǎng)l2= m，整個(gè)線圈R=2 Ω，在B= T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，以兩短邊中點(diǎn)的連線為軸轉(zhuǎn)動(dòng)，ω=50 rad/s，求：圖12—2—7（1）線圈從圖(a)位置轉(zhuǎn)過(guò)180176。的過(guò)程中的平均電動(dòng)勢(shì)；（2）線圈從圖(b)位置轉(zhuǎn)過(guò)180176。的過(guò)程中的平均電動(dòng)勢(shì)；（3）線圈從圖(b)位置起轉(zhuǎn)動(dòng)30176。時(shí)瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì).【解析】 用E=求線圈因磁通量變化產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是在Δt時(shí)間內(nèi)的平均值，用E=Blv求線圈在某一位置或某一特定時(shí)刻的瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì).（1）線圈轉(zhuǎn)過(guò)180176。角時(shí)，=BS；由后來(lái)穿過(guò)線圈的磁通量為正，Φ2=BS，E===50V= V(2)開(kāi)始時(shí)Φ1′=0,轉(zhuǎn)過(guò)180176。后，Φ2′=0所以E=n=0. (3)當(dāng)線圈從圖（b）位置轉(zhuǎn)過(guò)30176。時(shí)，導(dǎo)線的速度方向與磁場(chǎng)有一夾角，計(jì)算時(shí)要把導(dǎo)線速度分解為沿磁場(chǎng)方向的分量和垂直于磁場(chǎng)方向的分量，畫(huà)成俯視圖（如圖12—2—8所示），ab邊產(chǎn)生的Eab=nBl1cos30176。，cd邊產(chǎn)生的Ecd=nBl1cos30176。,ab邊和cd邊產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)是串聯(lián)的，E總=Eab+Ecd=nBSωcos30176。=5050()V= V圖12—2—8【設(shè)計(jì)意圖】 通過(guò)本例說(shuō)明求平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方法.●反饋練習(xí)★夯實(shí)基礎(chǔ)、啟動(dòng)器和燈管組成，在日光燈正常工作時(shí)，啟動(dòng)器兩個(gè)觸片是連接的，啟動(dòng)器起降壓作用，鎮(zhèn)流器提供瞬時(shí)高壓，鎮(zhèn)流器將交流電變成直流電【答案】 C Ω的單匝閉合線圈的磁通量始終是每1 s均勻地減少2 Wb，則①線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一定是每秒減少2 V②線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一定是2 V③線圈中的感應(yīng)電流一定是每秒減少2 A④線圈中的感應(yīng)電流一定是2 A以上判斷正確的是A.①③ B.②④ C.①④ D.②③【解析】 由法拉第電磁感應(yīng)定律得E==2 V電流為 I==2 A【答案】 B—2—9所示，豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，將一水平放置的金屬棒ab以水平速度v0拋出，設(shè)整個(gè)過(guò)程中，棒的取向不變，且不計(jì)空氣阻力，則金屬棒運(yùn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小變化情況應(yīng)是圖12—2—9  【解析】 金屬棒做平拋運(yùn)動(dòng)，水平切割磁感線的速度不變，故感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小不變.圖12—2—10【答案】 C—2—10所示，將長(zhǎng)為1 m的導(dǎo)線從中間折成約106176。的角， T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，為使導(dǎo)線中產(chǎn)生4 V的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，導(dǎo)線切割磁感線的最小速度約為_(kāi)______.(sin53176。=，cos53176。=)【解析】 欲獲得最小速度，由公式E=BLv，則L最長(zhǎng)，即沿106176。角平分線的方向運(yùn)動(dòng)，此時(shí)由幾何知識(shí)知， m，則由公式E=BLv得v最小=m/s=10 m/s【答案】 10 m/s—2—11所示，使它以速度v向右勻速運(yùn)動(dòng)，如果導(dǎo)軌和金屬棒都是粗細(xì)相同的均勻?qū)w，電阻率都相同，那么在MN運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，閉合回路的圖12—2—11①感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)保持不變②感應(yīng)電流保持不變③感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)逐漸增大④感應(yīng)電流逐漸增大以上判斷正確的是
A.①② B.③④ C.②③ D.①④【解析】 由E=BLv判知在MN運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，L逐漸增大，故E增大；而該閉合回路的周長(zhǎng)也在增大，故R在增大，可算得I不變.【答案】 C—2—12所示的電路中，電容C和電感L的值都很大，L的電阻不計(jì)，A、B是完全相同的燈泡，當(dāng)電鍵K閉合時(shí)，下面所敘述的情況中正確的是圖12—2—12，然后A燈熄滅 ，然后B燈熄滅、B燈一起亮，而后A燈熄滅 、B燈一起亮，而后B燈熄滅【解析】 因A燈串接了一個(gè)電感L，由于電感阻礙電流的變化，故A燈后亮；而B(niǎo)燈串接了一個(gè)電容，故B亮一下即熄滅.【答案】 B—2—13所示，U形線框abcd處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，，用U表示電壓表的讀數(shù)，q表示電容器所帶電量，C表示電容器電容，圖12—2—13=BLv0 F=v0B2L2／R =BLv0 F=0=0 F=0 =q／C F=v0B2L2／R【解析】 MN之間有一電壓表，因電壓表本身內(nèi)阻過(guò)大，可視為斷路，故無(wú)I，則F=0；MN可視為電源，因電壓表內(nèi)無(wú)電流通過(guò)，故無(wú)電壓示