法拉第电磁感应定律的应用二

法拉第电磁感应定律的应用例1：定值电阻R，导体棒ab电阻r，水平光滑导轨间距l，匀强磁场磁感应强度为B，当棒ab以速度v向右匀速运动时：产生电动势回路电流ab两端电压电路的总功率ab棒消耗的电功率问题1：vRabrvrbca解：设金属的电阻率为ρ，导线截面为S，圆环电阻为R，画出等效电路如图示，则R1=R/3R2=2R/3cbR1R2Er1R并=2R/9=2/9×ρ2πr/S电动势E=Brv内阻r1=ρr/S练习1：如图所示，用截面均匀的导线弯成一个半径为r的闭合圆环，将其垂直地置于磁感强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里。用同样 规格 视频线规格配置磁共振要求常用水泵型号参数扭矩规格钢结构技术规格书 的直导线取一段置于环上（二者金属裸露相接），并以速度v匀速地向右运动，当它运动到bc位置时（弧bc=1/2弧bac）求bc两点的电势差是多少？(多选)如图4－5－10所示，阻值为R的金属棒从图示位置ab分别以v1、v2的速度沿光滑导轨(电阻不计)匀速滑到a′b′位置，若v1∶v2＝1∶2，则在这两次过程中(　　)A．回路电流I1∶I2＝1∶2B．产生的热量Q1∶Q2＝1∶2C．通过任一截面的电荷量q1∶q2＝1∶2D．外力的功率P1∶P2＝1∶2如图所示，在一个光滑金属框架上垂直放置一根长l=0.4m的金属棒ab，其电阻r=0.1Ω．框架左端的电阻R=0.4Ω．垂直框面的匀强磁场的磁感强度B=0.1T．当用外力使棒ab以速度v=5m／s右移时，（1）ab棒中产生的感应电动势E为多大?（2）通过ab棒的电流I的大小？（3）ab棒两端的电势差Uab（4）在电阻R上消耗的功率PR（5）在ab棒上消耗的发热功率PR例1：定值电阻R=9Ω，导体棒ab电阻r=1Ω，水平光滑导轨间距l=0.2m，匀强磁场磁感应强度为B=4T，当棒ab以速度v=10m/s向右匀速运动时，求：1、产生电动势2、流过R的电流3、导体棒ab两端电压4、ab棒消耗的电功率vRabr5、如果保持ab棒匀速运动，ab棒受到的安培力vRab例2：定值电阻R，导体棒ab电阻r，水平光滑导轨间距l，匀强磁场磁感应强度为B，当棒ab以速度v向右匀速运动时：问题2：棒ab受到的安培力为多大；要使棒ab匀速运动，要施加多大的外力，方向如何？问题3：整个回路中消耗的电能从哪里转化来的，它们之间有什么样的关系？外力F对棒ab做功lFRab例3：其他条件不变，ab棒质量为m，开始静止，当受到一个向右恒力F的作用，则：rB问1：ab将如何运动？问2：ab的最大速度是多少？这时ab两端的电压为多少？加速度a减小的加速运动问3：ab的速度达到最大值前，外力做功功率与回路的电功率有什么样的关系？P外﹥P电，W外=Q热+△EK练习2、水平放置于匀强磁场中的光滑导轨上，有一根导体棒ab，用恒力F作用在ab上，由静止开始运动，回路总电阻为R， 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 ab的运动情况，并求ab的最大速度。abBR分析：ab在F作用下向右加速运动，切割磁感应线，产生感应电流，感应电流又受到磁场的作用力f，画出受力图：Ff1Ff2Ff当f=F时，a=0，速度达到最大，F=f=BIL=B2L2vm/Rvm=FR/B2L2vm称为收尾速度.又解：匀速运动时，拉力所做的功使机械能转化为电阻R上的内能。Fvm=I2R=B2L2v2m/Rvm=FR/B2L2练习3：如图所示，B＝0.2T与导轨垂直向上，导轨宽度L＝1m，α＝300，电阻可忽略不计，导体棒ab质量为m＝0.2kg，其电阻R＝0.1Ω，跨放在U形框架上，并能无摩擦的滑动，求：（1）导体下滑的最大速度vm。（2）在最大速度vm时，ab上消耗的电功率Pm300BmgFFNabB300例4：如图所示，B＝0.2T与导轨垂直向上，导轨宽度L＝1m，α＝300，电阻可忽略不计，导体棒ab质量为m＝0.2kg，其电阻R＝0.1Ω，跨放在U形框架上，并能无摩擦的滑动，求：（1）导体下滑的最大速度vm。300BmgFFN解：（1）导体下滑的最大速度vm例4：如图所示，B＝0.2T与导轨垂直向上，导轨宽度L＝1m，α＝300，电阻可忽略不计，导体棒ab质量为m＝0.2kg，其电阻R＝0.1Ω，跨放在U形框架上，并能无摩擦的滑动，求：（2）在最大速度vm后，ab上消耗的电功率Pm解：（2）导体棒达最大速度vm后300BmgFFNFRabr问3：若ab向右运动位移为x时，速度达到最大值vm，这一过程中回路产生的焦耳热为多少，ab产生的焦耳热又为多少？例2：其他条件不变，ab棒质量为m，开始静止，当受到一个向右恒力F的作用，则：BlFRabr问4：在上述过程中，通过回路某一横截面的电量为多少？例2：其他条件不变，ab棒质量为m，开始静止，当受到一个向右恒力F的作用，则：Bl【例4】如图4－4－16所示，两根电阻不计的光滑平行金属导轨与水平面的倾角为θ，导轨下端接有电阻R，匀强磁场垂直于斜面向上，质量为m、电阻不计的金属棒ab在沿斜面与棒垂直的恒力F作用下沿导轨匀速上滑，上升高度为h的过程中(　　)电磁感应中的能量问题A．金属棒所受各力的合力所做的功等于零B．金属棒所受各力的合力所做的功等于mgh和电阻R上发出的焦耳热之和C．恒力F与重力的合力所做的功等于棒克服安培力所做的功与电阻R上产生的焦耳热之和D．恒力F与重力的合力所做的功等于电阻R上产生的焦耳热思路点拨：本题考查反电动势及电磁感应现象中的功能关系．解题关键是知道回路中的电能(最终转化为焦耳热)由导体克服安培力做的功度量．解析：棒在运动过程中受重力G、安培力F安、弹力N、拉力F(如图所示)，棒匀速上升过程中有三个力做功：恒力F做正功，重力G、安培力F安做负功．由动能定理知：W恒＋WG＋W安＝0.例5．如图，竖直放置的光滑平行金属导轨MN、PQ相距L，在M点和P点间接一个阻值为R的电阻，在两导轨间OO1O1‘O’矩形区域内有垂直导轨平面向里、宽为d的匀强磁场，磁感应强度为B．一质量为m，电阻为r的导体棒ab垂直搁在导轨上，与磁场上边边界相距d0．现使ab棒由静止开始释放，棒ab在离开磁场前已经做匀速直线运动（棒ab与导轨始终保持良好的电接触且下落过程中始终保持水平，导轨电阻不计),求：（1）棒ab在离开磁场下边界时的速度;（2）棒ab在通过磁场区的过程中产生的焦耳热；（3）试分析讨论ab棒在磁场中可能出现的运动情况．RPMabd0dO'BQNO1'O1O（1）设ab棒离开磁场边界前做匀速运动的速度为v，产生的电动势为解：E=BLv电路中电流对ab棒，由平衡条件得mg=IBL解得(2)由能量守恒定律：解得RPMabd0dO'BQNO1'O1O（3）三种可能【例4】如图4－4－16所示，两根电阻不计的光滑平行金属导轨与水平面的倾角为θ，导轨下端接有电阻R，匀强磁场垂直于斜面向上，质量为m、电阻不计的金属棒ab在沿斜面与棒垂直的恒力F作用下沿导轨匀速上滑，上升高度为h的过程中(　　)电磁感应中的能量问题A．金属棒所受各力的合力所做的功等于零B．金属棒所受各力的合力所做的功等于mgh和电阻R上发出的焦耳热之和C．恒力F与重力的合力所做的功等于棒克服安培力所做的功与电阻R上产生的焦耳热之和D．恒力F与重力的合力所做的功等于电阻R上产生的焦耳热思路点拨：本题考查反电动势及电磁感应现象中的功能关系．解题关键是知道回路中的电能(最终转化为焦耳热)由导体克服安培力做的功度量．解析：棒在运动过程中受重力G、安培力F安、弹力N、拉力F(如图所示)，棒匀速上升过程中有三个力做功：恒力F做正功，重力G、安培力F安做负功．由动能定理知：W恒＋WG＋W安＝0.所以A正确，B错误．恒力F与重力G的合力所做的功等于导体克服安培力的功，克服安培力做的功等于回路中电能的增加，克服安培力的功和焦耳热不能重复考虑，故C错误，D正确． 答案 八年级地理上册填图题岩土工程勘察试题省略号的作用及举例应急救援安全知识车间5s试题及答案 ：AD反思领悟：受力分析后，考查各力做的功，写出功能关系：动能定理的 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 达式，才容易选出正确答案．方法小结：1、受力分析：必要时画出相应的平面图。受力平衡时，速度最大。2、电路问题：画出等效电路图，产生感应电动势的导体相当于电源，其电阻为内阻。3、能量问题：安培力做负功，其它能转化为电能。P安（=F安V）=P电（=EI）4、解题方法：动能定理、能量守恒定律或功能关系如图，直角三角形金属框abc放置在匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向平行于ab边向上。当金属框绕ab边以角速度ω逆时针转动时，a、b、c三点的电势分别为Ua、Ub、Uc.已知bc边的长度为l。下列判断正确的是A．Ua>Uc，金属框中无电流B.Ub>Uc，金属框中电流方向沿a-b-c-aC.Ubc=-1/2Bl²ω，金属框中无电流D.Ubc=1/2Bl²w，金属框中电流方向沿a-c-b-a题4图为无线充电技术中使用的受电线圈示意图，线圈匝数为，面积为.若在到时间内，匀强磁场平行于线圈轴线向右穿过线圈，其磁感应强度大小由均匀增加到，则该段时间线圈两端a和b之间的电势差A.恒为B.从0均匀变化到C.恒为D.从0均匀变化到做磁共振检查时，对人体施加的磁场发生变化时会在肌肉组织中产生感应电流。某同学为了估算该感应电流对肌肉组织的影响，将包裹在骨骼上一圈肌肉组织等效成单匝线圈，线圈的半径r=5.0cm，线圈导线的横截面积A=0.80cm2，电阻率，如图所示，匀强磁场方向与线圈平面垂直，若磁感应强度B在0.3s内从1.5T均匀地减小为零，求（计算结果保留一位有效数字）（1）该圈肌肉组织的电阻R；（2）该圈肌肉组织中的感应电动势E；（3）0.3s内该圈肌肉组织中产生的热量Q。13如图，两平行金属导轨位于同一水平面上，相距，左端与一电阻R相连；整个系统置于匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向竖直向下。一质量为m的导体棒置于导轨上，在水平外力作用下沿导轨以速度匀速向右滑动，滑动过程中始终保持与导轨垂直并接触良好。已知导体棒与导轨间的动摩擦因数为，重力加速度大小为g，导轨和导体棒的电阻均可忽略。求（1）电阻R消耗的功率；（2）水平外力的大小。如图所示，金属导轨MNC和PQD，MN与PQ平行且间距为L，所在平面与水平面夹角为α，N、Q连线与MN垂直，M、P间接有阻值为R的电阻；光滑直导轨NC和QD在同一水平面内，与NQ的夹角都为锐角θ。均匀金属棒ab和ef质量均为m，长均为L，ab棒初始位置在水平导轨上与NQ重合；ef棒垂直放在倾斜导轨上，与导轨间的动摩擦因数为μ（μ较小），由导轨上的小立柱1和2阻挡而静止。空间有方向竖直的匀强磁场（图中未画出）。两金属棒与导轨保持良好接触。不计所有导轨和ab棒的电阻，ef棒的阻值为R，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，忽略感应电流产生的磁场，重力加速度为g。（1）若磁感应强度大小为B，给ab棒一个垂直于NQ、水平向右的速度v1，在水平导轨上沿运动方向滑行一段距离后停止，ef棒始终静止，求此过程ef棒上产生的热量；（2）在（1）问过程中，ab棒滑行距离为d，求通过ab棒某横截面的电量；（3）若ab棒以垂直于NQ的速度v2在水平导轨上向右匀速运动，并在NQ位置时取走小立柱1和2，且运动过程中ef棒始终静止。求此状态下最强磁场的磁感应强度及此磁场下ab棒运动的最大距离。1）由于ab棒做切割磁感线运动，回路中产出感应电流，感应电流流经电阻R和ef棒时，电流做功，产生焦耳热，根据功能关系及能的转化与守恒有：＝QR＋Qef①根据并联电路特点和焦耳定律Q＝I2Rt可知，电阻R和ef棒中产生的焦耳热相等，即QR＝Qef②由①②式联立解得ef棒上产生的热量为：Qef＝（2）设在ab棒滑行距离为d时所用时间为t，其示意图如下图所示：该过程中回路变化的面积为：ΔS＝[L＋（L－2dcotθ）]d③根据法拉第电磁感应定律可知，在该过程中，回路中的平均感应电动势为：E＝④根据闭合电路欧姆定律可知，流经ab棒平均电流为：I＝⑤根据电流的定义式可知，在该过程中，流经ab棒某横截面的电量为：q＝It⑥由③④⑤⑥式联立解得：q＝⑶由法拉第电磁感应定律可知，当ab棒滑行x距离时，回路中的感应电动势为：e＝B（L－2xcotθ）v2⑦根据闭合电路欧姆定律可知，流经ef棒的电流为：I＝⑧根据安培力大小计算 公式 小学单位换算公式大全免费下载公式下载行测公式大全下载excel公式下载逻辑回归公式下载 可知，ef棒所受安培力为：F＝ILB⑨由⑦⑧⑨式联立解得：F＝⑩由⑩式可知，当x＝0且B取最大值，即B＝Bm时，F有最大值Fm，ef棒受力示意图如下图所示：根据共点力平衡条件可知，在沿导轨方向上有：Fmcosα＝mgsinα＋fm⑪在垂直于导轨方向上有：FN＝mgcosα＋Fmsinα⑫根据滑动摩擦定律和题设条件有：fm＝μFN⑬由⑩⑪⑫⑬式联立解得：Bm＝显然此时，磁感应强度的方向竖直向上或竖直向下均可由⑩式可知，当B＝Bm时，F随x的增大而减小，即当F最小为Fmin时，x有最大值为xm，此时ef棒受力示意图如下图所示：根据共点力平衡条件可知，在沿导轨方向上有：Fmincosα＋fm＝mgsinα⑭在垂直于导轨方向上有：FN＝mgcosα＋Fminsinα⑮由⑩⑬⑭⑮式联立解得：xm＝