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法拉第电磁感应定律——感应电动势的大小练习

一对法拉第电磁感应定律理解

1.正确认识Φ

(1)对Φ的定义必须明确

①磁通量必须明确是指哪一个面积的.

②磁通量的大小与面积无关，只与穿过这个面积的磁感线条数有关.

(2)Φ有正负之分.

虽然磁通量是标量，有正负之分，磁感线穿过某一面积，要注意是从哪一面穿进，哪一面穿出.

2.△Φ和△Φ/△t

磁通量的变化(△Φ)是产生感生电动势(产生电磁感应现象)的必要条件，引起回路中磁通量变化的原因.由Φ＝BScosθ分析可知，可以是回路中磁场B变化引起的；也可是回路所围的面积S变化引起的；或者是S与垂直于磁场B方向平面(Sn)的夹角θ变化引起的.

磁通量的变化率(△Φ/△t)是描述穿过回路磁通量变化快慢的物理量，并非是磁通量变化的大小，根据法拉第电磁感应定律，感生电动势与回路(线圈)中△Φ/△t成正比.

△Φ大，不一定△Φ/△t大；△Φ小，不一定△Φ/△t小.

3.Φ和△Φ/△t

在学习中，同学们常常对矩形线圈在匀强磁场中转动，当线圈平面转到和中性面共面时，Φ最大，而△Φ/△t＝0；转到和中性面垂直位置时，Φ＝0，而△Φ/△t最大；转到和中性面垂直位置时，Φ＝0，而△Φ/△t最大弄不明白，究其原因是对Φ和△Φ/△t理解不清.

图4

当线圈在磁场中旋转时，其磁通量Φ是按余弦规律变化的(中性面开始计时)；Φ＝BScosωt.作Φ-t函数图象，如图4所示.由于Φ-t图象的斜率表示的是磁通量的变化率△Φ/△t.不难看出线圈转到和中性面时，Φ最大，而k＝△Φ/△t＝0；转到和中性面垂直位置时，Φ＝0，而k＝△Φ/△t最大，Φ和△Φ/△t的物理意义不同，不应混淆.

4.磁通量均匀变化含义

二、对E=BLV的理解

1、三垂直关系

2、有效切割长度

?3、平均E、瞬时E、

如图2(a)所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一面积为S的n匝闭合导线圈，绕其对称轴以角速度ω匀速从图示位置(中性面)转过180°，则1.线圈的平均感生电动势ε为多少?

2、转过60o时电动势瞬时值是多少？

?

【同步达纲练习】

1.由法拉第电磁感应定律知(设回路的总阻一定)(????)

A.穿过闭合电路的磁通量达最大时，回路中的感应电流达最大

B.穿过闭合电路的磁通量为零时，回路中的感应电流一定为零

C.穿过闭合电路的磁通量变化量越大，回路中的感应电流越大

D.穿过闭合电路的磁通量变化越快，回路中的感应电流越大

2.下面各单位不属于电动势的单位——伏特的是(????)

A.T·m2/s??B.A·m2/s???C.H·m/s???D.Wb/s

3.将一条形磁铁分别迅速和缓慢地插入一个闭合线圈中，在这两个过程中，相同的物理量是(????)

A.磁通量的变化率???B.感应的电流强度

C.磁通量的变化量??D.消耗的机械功率

4.如图所示，匀强磁场的磁感应强度B＝0.5T.一个匝数n＝50匝的矩形线圈边长ab＝0.2m，bc＝0.1m，以角速度ω＝314rad/s绕轴OO′匀速转动.从图示位置转过90°的瞬时感应电动势为??????????????，这段时间内的平均感应电动势为??????????????.

5.如图所示，两个同心金属圆环属于同一平面内，内环半径为r，外环半径为2r，以内、外环为边界的区域内有垂直于环面的匀强磁场.在时间t内磁感应强度由B均匀减小到0，则内环中的感应电动势为??????????????，外环中的感应电动势为??????????????.

6.如图所示，在以ab、cd为边界的区域内存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外，区域宽为l1.现有一矩形线框处在图中纸面内，它的短边与ab重合，长度为l2，长边的长度为2l1.某时刻线框以初速υ沿与ab垂直的方向进入磁场区域，同时某人对线框施以作用力，使它的速度大小和方向保持不变.设该线框的电阻为R，从线框开始进入磁场到完全离开磁场的过程中，人对线框的作用力所做的功等于????????????.

7.在50周年国庆盛典上我FBC—1“飞豹”新型超声速歼击轰炸机在天安门上空沿水平方向以1.7倍的声速自东向西飞过，该机两翼尖间的距离是12.705m，设北京上空地磁场的竖直分量为0.42×10-4T，那么此飞机机翼两端??????????????端电势较高；电势差是??????????????.空气中声音的传播速度为340m/s.(结果取两位有效数字)

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8.如图所示，在水平金属导轨上有电阻R＝0.1Ω，金属杆ab与导轨组成一闭合矩形电路，两条导轨间距离L1＝40cm，矩形中导轨长L2＝50cm，导轨区域处于与水平面成30°角的匀强磁场，磁感强度随时间变化规律是B＝(2+0.2t)T，若t＝10s时ab仍静