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1、法拉第電磁感應定律——感應電動勢的大小
典型例題解析
【例1】如圖17－13所示，有一夾角為θ的金屬角架，角架所圍區(qū)域內(nèi)存在勻強磁場中，磁場的磁感強度為B，方向與角架所在平面垂直，一段直導線ab，從角頂c貼著角架以速度v向右勻速運動，求：(1)t時刻角架的瞬時感應電動勢；(2)t時間內(nèi)角架的平均感應電動勢？
解析：導線ab從頂點c向右勻速運動，切割磁感線的有效長度de隨時間變化，設(shè)經(jīng)時間t，ab運動到de的位置，則
de＝cetanθ＝vttanθ
(1)t時刻的瞬時感應電動勢為：E＝BLv＝Bv2tanθ·t
(2)t時間內(nèi)平均感應電動勢為：
點撥：正確運用瞬時感
2、應電動勢和平均感應電動勢表達式，明確產(chǎn)生感應電動勢的導體是解這個題目的關(guān)鍵．
【例2】如圖17－14所示，將一條形磁鐵插入某一閉合線圈，第一次用0.05s，第二次用0.1s，設(shè)插入方式相同，試求：
(1)兩次線圈中平均感應電動勢之比？
(2)兩次線圈之中電流之比？
(3)兩次通過線圈的電量之比？
解析：
點撥：兩次插入時磁通量變化量相同，求電荷量時電流要用平均值．
【例3】如圖17－15所示，abcd區(qū)域里有一勻強磁場，現(xiàn)有一豎直的圓環(huán)使它勻速下落，在下落過程中，它的左半部通過水平方向的磁場．o是圓環(huán)的圓心，AB是圓環(huán)豎直直徑的兩個端點，那么
[ ]
A．當
3、A與d重合時，環(huán)中電流最大
B．當O與d重合時，環(huán)中電流最大
C．當O與d重合時，環(huán)中電流最小
D．當B與d重合時，環(huán)中電流最大
點撥：曲線在垂直于磁感線和線圈速度所確定的方向上投影線的長度是有效切割長度．
參考答案：B
【例4】如圖17－16所示，有一勻強磁場B＝1.0×10-3T，在垂直磁場的平面內(nèi)，有一金屬棒AO，繞平行于磁場的O軸順時針轉(zhuǎn)動，已知棒長L＝0.20 m，角速度ω＝20rad/s，求：(1)O、A哪一點電勢高？(2)棒產(chǎn)生的感應電動勢有多大？
點撥：取棒中點的速度代表棒的平均速度
參考答案
(1)A；(2)E＝4×10-4V
跟蹤反饋
1．
4、如圖17－17所示中PQRS為一正方形線圈，它以恒定的速度向右進入以MN為邊界的勻強磁場，磁場方向垂直于線圈平面，MN與線圈邊成45°角，E、F分別為PS、PQ的中點，關(guān)于線圈中感應電流的大小，下面判斷正確的是
[ ]
A．當E點經(jīng)過MN時，線圈中感應電流最大
B．當P點經(jīng)過MN時，線圈中感應電流最大
C．當F點經(jīng)過MN時，線圈中感應電流最大
D．當Q點經(jīng)過MN時，線圈中感應電流最大
2．有一總電阻為5Ω的閉合導線，其中1m長部分直導線在磁感應強度為2T的水平勻強磁場中，以5m/s的速度沿與磁感線成30°角的方向運動，如圖17－18所示，該直導線產(chǎn)生的感應電動勢為____
5、____V，磁場對直導線部分的作用力大小為________N，方向為________．
3．有一面積為S＝100cm2的金屬環(huán)，電阻為R＝0.1Ω，環(huán)中磁場變化規(guī)律如圖17－19所示，磁場方向垂直環(huán)面向里，則在t1－t2時間內(nèi)通過金屬環(huán)的電荷量為________C．
4．如圖17－20所示，邊長為a的正方形閉合線框ABCD在勻強磁場中繞AB邊勻速轉(zhuǎn)動，磁感應強度為B，初始時刻線框所在平面與磁感線垂直，經(jīng)過t時刻后轉(zhuǎn)過120°角，求：
(1)線框內(nèi)感應電動勢在t時間內(nèi)的平均值
(2)轉(zhuǎn)過120°角時感應電動勢的瞬時值
(3)設(shè)線框電阻為R，則這一過程中通過線框截面的電量
參考答案
高二物理 法拉第電磁感應定律——感應電動勢的大小 典型例題解析
