第九章第二讲法拉第电磁感应定律自感和涡流.pptVIP

解析：(1)Φ1＝BS＝BL2，转到竖直位置Φ2＝0，ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝BL2，根据法拉第电磁感应定律得：平均感应电动势的大小为E＝ . (2)转到竖直位置时，bc、ad两边不切割磁感线，ab边垂直切割磁感线，E＝BLv，此时求的是瞬时感应电动势． 答案：(1)　 (2)BLv (1)ab间感应电动势E和ab间的电压U； (2)金属杆上所加沿导轨平面的水平外力F的大小； (3)在2 s时间内电阻R上产生的热量Q. [思路点拨]　本题属于导体切割磁感线产生电动势的计算，应用E＝Blv和闭合电路的欧姆定律求解． [课堂笔记]　(1)根据公式：E＝BLv＝3 V I＝ ，U＝IR＝2 V (2)F＝F安，F安＝BIL＝1.2 N (3)方法一：QR＝I2Rt＝8 J 方法二：2秒内产生的总热量Q等于安培力做的功 Q＝F安vt＝12 J 电阻R上产生的热量为QR＝ Q＝8 J [答案]　(1)3 V　2 V　(2)1.2 N　(3)8 J 求感应电动势时，首先应弄清产生感应电动势的类型，然后选取适当规律进行求解 (2009·全国卷Ⅱ)如图9－2 －5所示，匀强磁场的磁感应强度 方向垂直于纸面向里，大小随时 间的变化率 ＝k，k为负的常 量．用电阻率为ρ、横截面积为 S的硬导线做成一边长为l的方框． 将方框固定于纸面内，其右半部分位于磁场区域中．求： 图9－2－5 (1)导线中感应电流的大小； (2)磁场对方框作用力的大小随时间的变化率． [思路点拨]　本题利用法拉第电磁感应定律，借助欧姆定律及电阻定律求解电流．同时要记住变化率概念． [课堂笔记]　(1)导线框的感应电动势为 E＝ ① ΔΦ＝ l2ΔB ② 导线框中的电流为 I＝ ③ 式中R是导线框的电阻，根据电阻率公式有 R＝ρ ④ 联立①②③④式，将 ＝k代入得 I＝ ⑤ (2)导线框所受磁场的作用力的大小为 F＝BIl ⑥ 它随时间的变化率为 ＝Il ⑦ 由⑤⑦式得 . [答案]　(1) 　(2) 确定法拉第电磁感应定律中ΔΦ时，其面积应是线圈在磁场中的有效面积. 如图9－2－6所示的电路中， D1和D2是两个相同的小灯泡，L是一个 自感系数相当大的线圈，其阻值与R相 同．在开关S接通和断开时，灯泡D1和 D2亮暗的顺序是 (　　) 图9－2－6 A．接通时D1先达最亮，断开时D1后灭 B．接通时D2先达最亮，断开时D1后灭 C．接通时D1先达最亮，断开时D1先灭 D．接通时D2先达最亮，断开时D1先灭 [思路点拨]　通电时，线圈相当于较大电阻逐渐减小的过程；断电时，应先明确电流方向且要看线圈与哪些用电器组成闭合回路． [课堂笔记]　当开关S接通时，D1和D2应该同时亮，但由于自感现象的存在，流过线圈的电流由零变大时，瞬间电流几乎全部从D1通过，而该电流又将同时分路通过D2和R，所以D1先达最亮，经过一段时间电路稳定后，D1和D2达到一样亮．当开关S断开时，电源电流立即为零，因此D2立刻熄灭，而对D1，由于通过线圈的电流突然减弱，线圈中产生自感电动势，使线圈L和D1组成的闭合电路中有感应电流，所以D1后灭． [答案]　A 线圈总是阻碍电流变化．电流增大时，它阻碍电流的增大，相当于电阻；电流减小时，它阻碍电流的减小，相当于电源. (10分)如图9－2－7所示， 匀强磁场的磁感应强度B＝0.1 T， 金属棒AD长0.4 m，与框架宽度相 同，电阻r＝1/3 Ω，框架电阻不计， 电阻R1＝2 Ω，R2＝1 Ω.当金属棒以 5 m/s速度匀速向右运动时，求： 图9－2－7 (1)流过金属棒的感应电流为多大？ (2)若图中电容器C为0.3 μF，则电容器中储存多少电荷量？ [思路点拨]　此题一要明确相当于电源的电路和以及确定电动势，二要明确外电路的连接方式和电容器在电路中的作用，三要确定电容器两端的电压和电容公式的应用． [解题样板]　(1)金属棒产生的电动势 E＝BLv＝0.2 V┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄(2分) 外电阻