电磁感应复习(2)

（2）画出ab两端电压的U-t图线

【例2】如图所示，电动机牵引一根原来静止的长L为1 m、质量m为0.1 kg的导体棒MN，其电阻R为1 Ω．导体棒架在处于磁感应强度B为1 T、竖直放置的框架上，当导体棒上升h为3.8 m时获得稳定的速度，导体产生的热量为2 J．电动机牵引棒时，电压表、电流表的

读数分别为7 V、1 A．电动机内阻r为1 Ω，不计框架电阻及一切摩擦，g取10 m/s2，求：

【例3】半径为a的圆形区域内有均匀磁场，磁感强度为B=0.2T，磁场方向垂直纸面向里，半径为b的金属圆环与磁场同心地放置，磁场与环面垂直，其中a=0.4m，b=0.6m，金属环上分别接有灯L1、L2，两灯的电阻均为R =2Ω，一金属棒MN与金属环接触良好，棒与环的电阻均忽略不计

（1）若棒以v0=5m/s的速率在环上向右匀速滑动，求棒滑过圆环直径OO′ 的瞬时（如图所示）MN中的电动势和流过灯L1的电流。

（2）撤去中间的金属棒MN，将右面的半圆环OL2O′ 以OO′ 为轴向上翻转90o，若此时磁场随时间均匀变化，其变化率为ΔB/Δt=4T/s，求L1的功率。

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法拉第电磁感应定律

1解：这是一道基本练习题，要注意要注意所用的边长究竟是L1还是L2 ，还应该思考一下所求的各物理量与速度v之间有什么关系。

B2L22v⑵ E?BL2v,I?E,F?BIL2,?F??v

RRL1 L2 v B2L2B2L2v22L1v22⑵P?Fv??v ?v ⑶W?FL1?RR⑷Q?W?v ⑸ q?I?t?E??t?与v无关 RR?Bb2?2a22QRmgR?mgRq?2、vm?22 3、t? 4、 5、B?2 22?.NdRBLkL1L26、2∶1

电磁感应与电路规律的综合应用

【例1】解析：线框进人磁场区时 E1=B l v=2 V，I1?E1=2.5 A 4rl=0.1 s v方向沿逆时针，如图（1）实线abcd所示，感电流持续的时间t1=线框在磁场中运动时：E2=0，I2=0 无电流的持续时间：t2=

L?l=0.2 s， v线框穿出磁场区时：E3= B l v=2 V，I3?E3=2.5 A 4r图（1）

此电流的方向为顺时针，如图（1）虚线abcd所示，规定电流方向逆时针为正，得I-t图线如图（2）所示

（2）线框进人磁场区ab两端电压 U1=I1 r=2.5×0.2=0.5V

线框在磁场中运动时；b两端电压等于感应电动势

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图（2）

U2=B l v=2V

线框出磁场时ab两端电压：U3=E - I2 r=1.5V 由此得U-t图线如图（3）所示

点评：将线框的运动过程分为三个阶段，第一阶段ab为外电路，第二阶段ab相当于开路时的电源，第三阶段ab是接上外电路的电源

图（3）

【例2】（1）（mg＋

）vm＝IU－I2r，vm＝2m/s（vm＝－3 m/s舍去）

（2）（IU－I2r）t＝mgh＋mvm2＋Ｑ，t＝1 s

【例3】解析：（1）棒滑过圆环直径OO′ 的瞬时，MN中的电动势 E1=B2a v=0.2×0.8×5=0.8V ① 等效电路如图（1）所示，流过灯L1的电流 I1=E1/R=0.8/2=0.4A ②

（2）撤去中间的金属棒MN，将右面的半圆环OL2O′ 以OO′

为轴向上翻转90o，半圆环OL1O′中产生感应电动势，相当于电源，灯L2为外电路，等效电路如图（2）所示，感应电动势

E2=ΔФ/Δt=0.5×πa2×ΔB/Δt=0.32V ③ L1的功率

P1=(E2/2)2/R=1.28×102W

图（2） 图（1）

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