高二物理(理班)电磁感应的八种典型案例
【案例1】感应电动势的计算
(1)导体棒平动切割磁感线产生的感应电动势
练习1.如图所示,导轨与电流表相连,导轨的宽度为d,处于向里的大小为B的匀强磁场中,一根导线沿着导轨以速度v向右运动,求导线上产生的感应电动势.
(2)导体棒转动产生的感应电动势
练习2.若导体棒半径为r,处于匀强磁场B中,以角速度ω匀速转动,则导线产生的感应电动势的大小是多少?
(3)磁场变化产生的感生电动势
练习3.正方形线框边长为L、质量为m、电阻为R,线框的上半部
处于匀强磁场中,磁场的磁感应强度按B=kt的规律均匀增强,细
线能承受的最大拉力为T=2mg,从t=0起经多少时间绳被拉断?
【案例2】感应电流大小计算问题
练习4.由两个同种材料,同样粗细的导线制成圆环a、b已知其半径之比为2:1,在B中充满了匀强磁场,当匀强磁场随着时间均匀变化时,圆环a、b的感应电流之比为多少?
【案例3】阻碍“磁通量的变化”
练习5.判定下列各种情况下灯泡中是否有感应电流,若有则写明在ab 处感应电流的方向
(1)导体棒匀速向右运动 (
(2)导体棒匀加速向右运动 ( (3
)导体棒匀减速向右运动 (
(4)导体棒匀减速向左运动 (
练习6.
(1)当线圈a 中有电流,电流方向为逆时针且大小均匀增加时,线圈b 中的感应电流方向应为( )。
(2)若线圈b 中有电流,电流方向为逆时针且大小均匀增加时,线
圈a 中的感应电流方向应为( )。
【案例4】阻碍导体的相对运动——“跟着走”
练习7.线圈A 闭合,线圈B 开口,当条形磁铁插入线圈的过程中,线圈A 、
B 如何运动?
【案例5】电磁感应的能量问题
练习8.如图所示,导体棒向右匀速运动切割磁感线,已知匀
强磁场为B ,轨道宽度为L ,切割速度为v ,外电阻为R ,导体棒的电阻为R ’,求:安培力及t 时间内所做的功。
练习9.如图所示,有界匀强磁场的宽度为d ,磁感应强度的大小为B ,边长为L 的正方形线圈以恒定速度v 匀速从磁场中进入,最后又从磁场中穿出。
设线圈的电阻为R ,求下列两种情况外力做功的数值:(1)L<d ,(2)L>d
【案例6】电磁感应的电量问题
练习10.如图,闭合导线框的质量可以忽略不计,将它从图示位
置匀速拉出匀强磁场,若第一次用0.3s 时间拉出,通过导线横截
面积的电量为q 1;第二次用0.9s 拉出,通过导线横截面积的电
量为q 2;求:①q 1:q 2是多少?②产生热量Q 1:Q 2为多大?
【案例7】电磁感应作图题
练习11.如图所示,有界匀强磁场的宽度为3L ,正方形金属线框的边长这L ,开始距离磁场边界L ,若线框以恒定的速率由此进入并穿出磁场区域,求出各段不同时间内感应电流的大小及方向,以及安培力大小及方向并作出感应电流随时间的变化图线(规定逆时针方向为电流正方向)以及安培力随时间的变化图线(规
定所受安培力向左为正方向)
【案例8】电磁感应中的力学问题
练习12.如图所示,MN、PQ是两根足够长的固定平行金属导
整个轨道平面都有垂直于导轨平面向上的匀强磁场,磁感应强
度为B,在导轨的MP上有电阻R,其它电阻不计。
一根垂直
于导轨放置的金属棒ab,质量为M,从静止开始沿着导轨滑
下,求金属棒ab的最大速度。
设棒ab与导轨之间的滑动摩擦
因数为μ。
练习13.如图所示,竖直向上的匀强磁场,磁感应强度为B0=0.5T,且以0.1T/s均匀增加,水平导轨宽d=0.5m,在导轨上L=0.8m处搁一导体,电阻为r=0.1Ω,并用水平细绳通过定滑轮吊着质量为M=20g的物体,物体静置于地面上,外电阻
R=0.4Ω,其它电阻不计,不考虑摩擦。
问通过多长时间能把物体吊起?(g=10m/s2)。