法拉第、楞次定律的应用（二）

法 拉 第 、 楞 次 定 律 的 应 用 （ 二 ）一、【知识点解说】1 ．感应电动势的产生本身就说明了是其它形式的能转化为电能。法拉第电磁感应定律的实质是能的转化和守恒定律在电磁感应中的具体表现形式。2 ．电磁感应中的综合题有两种基本类型: 一是电磁感应与电路的综合；二是电磁感应与导体的受力和运动的综合。二、【重点、难点】弄清电磁感应过程中能量的转化形式、注重与电路的结合。三、【教学过程与典型例题】[ 例题1] 如图、竖直向上的磁场B0=0.5T并正以ΔB/Δt=0.1T/s 增强。水平轨道宽L=0.5m 电阻不计、摩擦不计。导棒电阻0.1Ω 外电阻0.4Ω 。起初棒距离左端0.8m。求经过几秒种能将M=2kg 的物体吊起来？解析：先对物体M 受力分析，根据F=Mg 求出绳子的拉力为F=20N 。再对导体棒受力分析，根据F=F 安 =BIL=[(B0+ΔB/Δt)t]IL 而I= R又=△BS/△t 综合以上各式可求出t =4995S 。[ 例题2] 如图、通过线圈的磁场B 随时间变化图如图。以线圈中产生逆时针方向的电流为正、作出感应电流随时间的变化关系图。解析：分段研究：第一阶段、磁场B均匀增加、根据楞次定律与法拉第电磁感应定律可知，电路中将感应出一个反方向（即逆时针方向）的恒定电流；同理再分析其余几段。 图略思考：若上题中的B—t图为一正弦函数，作出感应电流随时间的变化关系图又会是什么样的？[ 例题3]一个边长为a 、质量为m 的金属方框，在水平方向具有某一初速度，此金属方框在重力场中运动，并且总是位于垂直于框面的磁场中，磁场随空间变化B （z ）=B0+KZ 。k 为常数。金属方框的电阻为R ，经过一段时间后框开始以恒定速度V 运动，那么线框的水平初速度为？解析：先对金属方框在竖直方向受力分析、受到重力和安培力，安培力的产生是由于金属方框的上下两条边在不同强度的磁场B 中产生的感应电动势不同而产生的，因为左右两条边产生的感应电动势相互抵消了。当竖直方向安培力与重力平衡时、金属方框开始匀速下降。在水平方向、金属方框以V0匀1Bt速运动。最终金属方框的速度V=220VV答案：2422)(akmgRV[ 例题4]如图、螺线管共4 匝、横截面积S=0.1m2 、回路的总电阻R=5Ω、导棒m=0.02kg 、有效长度L=0.1m 。垂直纸面向里的磁场B2=2T 。求：（1 ）当ΔB1/Δt= ？时、导体棒不动。 （2 ）当ΔB1/Δt=10T/S 时、棒的最大速度？（g=10m/s2） 解析：（1 ）先对导体棒受力分析、当导体棒静止不动时。mg=BIL...