法拉第電磁感應(yīng)定律(參考版)
2025-05-04 04:56本頁(yè)面
【正文】 長(zhǎng)泰高二檢測(cè)）如圖甲所示，邊長(zhǎng) L= m、質(zhì)量 m= kg的正方形金屬線框，放在磁感應(yīng)強(qiáng)度B= T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，它的一邊與磁場(chǎng)的邊界 MN重合 .在力 F作用下由靜止開(kāi)始向左運(yùn)動(dòng)，在 s內(nèi)從磁場(chǎng)中拉出 .測(cè)得金屬線框中的電流隨時(shí)間變化的圖象如圖乙所示 .已知金屬線框的總電阻 R= Ω . (1)試判斷金屬線框從磁場(chǎng)中拉出的過(guò)程中，線框中的感應(yīng)電流的方向，并在圖中標(biāo)出 . (2)t= s時(shí)金屬線框的速度和力 F的大小 . (3)已知在 s內(nèi)力 F做功 J,那么金屬線框從磁場(chǎng)拉出的過(guò)程中，線框中產(chǎn)生的焦耳熱是多少？ 【 解析 】 (1)逆時(shí)針，如圖所示 （ 2） t= s時(shí)由題圖乙可知 I= A 所以 E=IR= V 由 E=BLv得 v=E/BL= m/s 由題圖乙可知線框做勻加速運(yùn)動(dòng)，由 v=at得 a= m/s2 安培力 F安 =IBL= N 由牛頓第二定律得 FF安 =ma F= N (3)t= s時(shí)線框速度 v2=at=1 m/s 由動(dòng)能定理有 mv22=WFQ 所以 Q= J. 答案： (1)逆時(shí)針，見(jiàn)解析圖 (2) m/s N (3) J 12例題 2 ? 如圖所示 ,的導(dǎo)線制成 ,匝數(shù)均為 10匝 ,A的半徑是B的半徑的二倍 ,圖示區(qū)域內(nèi)有勻強(qiáng)磁場(chǎng) ,且磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻減小 . ? A． B線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)之比是多少 ? ? 兩線圈中感應(yīng)電流之比是多少 ? 例題 3 ? 圖中是電磁流量計(jì)的示意圖 .圓管由非磁性材料制成 ,空間有勻強(qiáng)磁場(chǎng) ,當(dāng)管中的導(dǎo)電液體流過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域時(shí) ,測(cè)出管壁上 MN兩點(diǎn)間的電動(dòng)勢(shì) E,就可以知道管中液體的流量去 q－－單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)管道橫截面的液體的體積．已知管的直徑為 d，磁感應(yīng)強(qiáng)度為Ｂ．試推出 q與Ｅ的關(guān)系表達(dá)式． 。 2av，此電路結(jié)構(gòu)為外電路是兩個(gè)電阻為 R的 半圓并聯(lián)， R外 = 由閉合電路歐姆定律得 I= 桿 AB的端電壓為 U=It t t?? ? ?2S B SE =2 B = ,tt???8.(10分 )（ 2022 ttanθ, 即電路中電動(dòng)勢(shì)與時(shí)間成正比， C正確；電路中電流強(qiáng)度 而 l=△ OAB的周長(zhǎng) =OB+AB+OA=vt+vt 山東高考）如圖 所示，空間存在兩個(gè)磁場(chǎng)，磁感應(yīng) 強(qiáng)度大小均為 B，方向相反且垂直紙 面， MN、 PQ為其邊界， OO′ 為其對(duì) 稱(chēng)軸 .一導(dǎo)線折成邊長(zhǎng)為 l的正方形 閉合回路 abcd，回路在紙面內(nèi)以恒定速度 v0向右運(yùn)動(dòng)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)到關(guān)于 OO′ 對(duì)稱(chēng)的位置時(shí) ( ) 2Blv0 ab邊與 cd邊所受安培力方向相同 【 解析 】 選 A、 B、 OO′ 對(duì)稱(chēng)的位置時(shí)，穿過(guò)回路的合磁通量為零， A正確；由右手定則可以判斷 ab邊上的電流方向?yàn)橛?a到 b,cd邊上的電流方向?yàn)橛?c到 d,所以回路中感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较?，C錯(cuò)誤；由法拉第電磁感應(yīng)定律可知回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為 E感 =Eab+Ecd=2Blv0,B正確；由左手定則可以判定回路中 ab邊與 cd邊所受安培力方向相同，都是水平向左的， D正確 . 5.(10分 )固定在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的正方形 導(dǎo)線框 abcd，邊長(zhǎng)為 l,其中 ab是一段 電阻為 R的均勻電阻絲，其余三邊均為 電阻可忽略的銅線 .磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度 為 B，方向垂直紙面向里 .現(xiàn)有一段與 ab段的材料、粗 細(xì)、長(zhǎng)度均相同的電阻絲 PQ架在導(dǎo)線框上，如圖所示 . 若 PQ以恒定的速度 v從 ad滑向 bc,當(dāng)其滑過(guò) l的距離時(shí)，通過(guò) aP段電阻的電流是多大？方向如何？ 13【 解析 】 PQ向右滑動(dòng)切割磁感線， 產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，相當(dāng)于電源， 外電路由 Pa與 Pb并聯(lián)而成， PQ滑 過(guò) 時(shí)的等效電路如圖所示 . PQ切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 大小為 E=Blv,方向由 Q指向 P. l3外電路總電阻為 R外 電路總電流為 aP段電流大小為 方向由 P到 a. 12RR233= = R12 9R + R33?E B l v 9 B l vI = = =2R+ R 1 1 RR+ R9外aP2 6 B lvI = I = ,3 1 1 R【 思維拓展 】 6.（ 5分）如圖所示，三角形金屬 導(dǎo)軌 EOF上放有一金屬桿 AB，在外 力作用下，使 AB保持與 OF垂直，以 速度 v勻速?gòu)?O點(diǎn)開(kāi)始右移，若導(dǎo)軌 與金屬棒均為粗細(xì)相同的同種金屬制成，則下列判斷正確的是 ( ) 【 解析 】 選 A、 E=Blvsinθ 求感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) .解題的關(guān)鍵是正確推導(dǎo)出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流的表達(dá)式 . 金屬棒從 O開(kāi)始到如題圖所示位置所經(jīng)歷的時(shí)間設(shè)為 t, ∠EOF=θ, 則金屬棒切割磁感線的有效長(zhǎng)度 l⊥ =OBtanθ,故 E=Bl⊥ v=Bv 桂林高二檢測(cè)）如圖（ a）所示，一個(gè)電阻值為 R，匝數(shù)為 n的圓形金屬線圈與阻值為 2R的電阻 R1連接成閉合回路 .線圈的半徑為 r2的圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直于線圈平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度 B
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