感应电动势习题

当有N匝线圈时
Φ E t Φ En t
2、理解:Φ 、△Φ 、Δ Φ /Δ t的意义 3、用公式 E n Φ 求E的二种常见情况： t 4、反电动势
四、反电动势
1、电动机线圈的转动会产生感应电动势。这个电动势是加强 了电源产生的电流，还是削弱了电源的电流？是有利于线 圈转动还是阻碍线圈的转动？ 电动机转动时产生的感应电动势削弱了电源的电流，这个 电动势称为反电动势。反电动势的作用是阻碍线圈的转动。 这样，线圈要维持原来的转动就必须向电动机提供电能， 电能转化为其它形式的能。 2、如果电动机因机械阻力过大而停止转动，会发生什么情况？ 这时应采取什么措施？ 电动机停止转动，这时就没有了反电动势，线圈电阻一般 都很小，线圈中电流会很大，电动机可能会烧毁。这时， 应立即切断电源，进行检查。
典型问题1：电学问题
3.把总电阻为2R的均匀电阻丝焊接成一个半径为a的圆 环，水平固定在垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强 磁场中，如图所示，一根长为2a、电阻等于R的粗细均 匀的金属棒MN，放在圆环上，它与圆环始终保持良好 接触，当金属棒以恒定的速度向右移动经过圆环的圆 心O时，求：
（1）金属棒上的电流大小以及金 属棒两端的电压； （2）圆环上消耗的电功率．
M B
a
v
N
（2）0.1N
R
r b
做功的功率，电路所消耗的电功率
P
Q
典型问题2：杆在外力作用下的运动（能量）问题
已知：磁感应强度为B，导轨间的距离为L，杆在恒力F的 作用下由静止开始做什么运动？
M
a
B
v
N
从力，运动角度
R
r
b
F
Q
从能量角度
P
典型问题2：杆在外力作用下的运动问题
5.在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中，有两根水平 放置相距L且足够长的平行金属导轨AB、CD，在导轨的AC 端连接一阻值为R的电阻.一根垂直于导轨放置的金属棒ab， 其质量为m，导轨和金属棒的电阻及它们之间的摩擦不计。 若用恒力F沿水平方向向右拉金属棒使其运动，求金属棒的 最大速度。
F
典型问题2：杆在外力作用下的运动问题
6.如图所示，平行光滑的金属导轨竖直放置，宽为L，上 端接有阻值为R的定值电阻．质量为m的金属杆与导轨垂 直放置且接触良好，匀强磁场垂直于导轨平面，磁感应强 度为B．导轨和杆的电阻不计．金属杆由静止开始下落， 下落h时速度达到最大，重力加速度为g，求 （1）金属杆的最大速度Vm．（2）金属杆由静止开始下 落至速度最大过程中，电阻R上产生的热量Q．
法拉第电磁感应定律
——感应电Байду номын сангаас势的大小
一、感应电动势（E） 1.定义: 在电磁感应现象中产生的电动势。 2．磁通量变化越快，感应电动势越大。 二、法拉第电磁感应定律 1.内容: 电路中感应电动势的大小，跟穿过这一 电路的磁通量的变化率成正比。 2.数学表达式: E n Φ (n为线圈的匝数) t 三、重要的推论 E BLv
典型问题2：杆在外力作用下的运动（能量）问题
6.如图甲所，两根足够长的直金属导轨MN、PQ平行放置 在倾角为θ 的绝缘斜面上，两导轨间距为l。M、P间接有阻 值为 R 的电阻。质量为 m 的均匀直金属杆 ab 放在两导轨上， 并与导轨垂直，导轨和金属杆的电阻可忽略。整套装置处 于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向下。 让ab杆沿导轨由静止开始下滑，导轨和金属杆接触良好， 不计所有的摩擦，重力加速度为g。
四、反电动势
思考与讨论
如果所示，通电线圈在磁场中受力转动，线圈中 就会产生感应电动势。感应电动势加强了电源产生 的电流，还是削弱了它？是有利于线圈的转动，还 是阻碍了线圈的转动？
S
E
F
电机转动
N
课堂小结
1、法拉第电磁感应定律：电路中感应电动势的大小，跟穿 过这一电路的磁通量的变化率成正比。 当单匝线圈时
S
E
F
电机转动
N
（ 1）由b向a方向看到的装置如图乙所示，请画出ab杆下滑过程中某 时刻的受力示意图,试分析杆的运动情况； （2）在加速下滑时，当ab 杆的速度大小为υ 时，求ab杆中的电流及其加速度的大小；（3）求在 下滑过程中，ab杆可以达到的速度最大值。
典型问题2：杆在外力作用下的运动（能量）问题
7.如图所示，有一水平放置的光滑导电轨道，处在磁感强度 为 B＝ 0． 5T，方向向上的匀强磁场中．轨道上放一根金属 杆，它的长度恰好等于轨道间的间距L＝0．2 m，其质量m ＝0．1kg，电阻r=0．02Ω．跨接在轨道间的电阻R＝ 1．18Ω．轨道电阻忽略不计，g＝10m／s2 ，（1）要使金 属杆获得60 m／s的稳定速度，应对它施加多大的水平力 F？ （2）在金属杆获得 60m／s的稳定速度后，若撤去水平力 F， 那么此后电阻R上还能放出多少热量？
M B
v N
O
画等效电路如图所示．
电路中外电阻为:
R R R R外 RR 2 1 3 总电阻为: R总 R R R 2 2
电源的电动势为：E＝2Bav 2 Bav 4 Bav 流过金属棒的电流为：I R总 3R 金属棒两端的电压为: U MN IR外 2 Ba v
典型问题1：电学问题
1.如图中半径为r的金属圆盘在垂直于盘面的匀强磁 场B中，绕O轴以角速度ω沿逆时针方向匀速转动， 则通过电阻 R 的电流的方向和大小是 ( 金属圆盘的电 阻不计)( )
A．由c到d，I＝Br2ω/R
B．由d到c，I＝Br2ω/R
C．由c到d，I＝Br2ω/(2R)
D．由d到c，I＝Br2ω/(2R)
四.反电动势
1.既然线圈在磁场中转动,线圈中就会产生感应电动势.感 应电动势加强了电源了产生的电流,还是削弱了它?是有 得于线圈的转动,还是阻碍了线圈的转动? 电动机转动是时,线圈 中产生的感应电动势 总要削弱电源电动势 的作用,阻碍线圈的转 动.
-----反电动势
2.电动机由于机械故 障停转,要立即切断电 源.
2 2 2 8 B a v 圆环上消耗的电功率为：P UI 外 9R
3R
典型问题1：电学问题
方法总结：
1.确定电源
2.画等效电路
3.根据电路知识求解。
典型问题2：杆在外力作用下的运动（能量）问题
4. 如图，水平面上有两根相距 0.5m 的足够长的平行金属 导轨 MN 和 PQ ，它们的电阻可忽略不计，在 M 和 P之 间接有阻值为 R ＝ 3.0Ω 的定值电阻，导体棒 ab 长＝ 0.5m，其电阻为r ＝1.0Ω ，与导轨接触良好.整个装置 处于方向竖直向上的匀强磁场中，B＝0.4T。现使ab以 v＝10m／s的速度向右做匀速运动。 （1） 0.5A 2V （1）a b中的电流多大? a b两点间的电压多大？ （2）维持a b做匀速运动的外力多大？ （3） 求外力做功的功率，安培力
典型问题1：电学问题
2. 如图所示，面积为 0.2m 2 的 100 匝线圈处在匀强磁场中， 磁场方向垂直于线圈平面，已知磁感应强度随时间变化的 规律为 B= （ 2+0.1t ） T ，定值电阻 R 1 =6 Ω ，线圈电阻 R2=4Ω．求： （1）回路的感应电动势； （2）a、b两点间的电压．