電磁感應的案例分析

案例1：

設電流表相當于一個電阻值為1Ω的電阻，磁場的磁感應強度B為0.1T，導體間的距離L為1m,金屬棒電阻為1Ω，導軌電阻不計。金屬棒在垂直磁場放置，以10m/s的速度水平向右運動1）此時金屬棒上產生的感應電動勢大小,感應電流的方向2)此時金屬棒ab兩端的電勢差3）金屬棒將做什么運動？4）分析在金屬棒運動過程中能量的轉換情況5）求金屬棒運動過程中克服安培力做了多少功？×

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××GabvIF

案例1：

設電流表相當于一個電阻值為1Ω的電阻，磁場的磁感應強度B為0.1T，導體間的距離L為1m,金屬棒電阻為1Ω，導軌電阻不計。金屬棒在垂直磁場放置，以10m/s的速度水平向右運動1）此時金屬棒上產生的感應電動勢大小,感應電流的方向

解：導體切割磁感線產生感應電動勢E=BLV=1V由右手定則可知，感應電流的方向由B至A

感應電動勢的方向由B至A

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××GabvIF

案例1：

設電流表相當于一個電阻值為1Ω的電阻，磁場的磁感應強度B為0.1T，導體間的距離L為1m,金屬棒電阻為1Ω，導軌電阻不計。金屬棒在垂直磁場放置，以10m/s的速度水平向右運動

2)此時金屬棒ab兩端的電勢差

解：由閉合電路歐姆定律：I=E/(R+r)=0.5Aab兩端的電勢差:U=IR=0.5v×

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××Gabv3）金屬棒將做什么運動？加速度逐漸減小的減速運動，直至靜止IF案例1：

設電流表相當于一個電阻值為1Ω的電阻，磁場的磁感應強度B為0.1T，導體間的距離L為1m,金屬棒電阻為1Ω，導軌電阻不計。金屬棒在垂直磁場放置，以10m/s的速度水平向右運動

4）分析在金屬棒運動過程中能量的轉換情況5）求金屬棒運動過程中克服安培力做了多少功？

動能定理：

能量守恒定律：金屬棒損失的動能轉化為整個回路的電能小結論：金屬棒運動過程中克服安培力做功等于整個回路產生的熱量案例2：如圖所示，MN和PQ為豎直方向的兩平行長直金屬導軌(無限長)，間距L為0.4m,電阻不計，導軌所在平面與磁感應強度B=0.50T的勻強磁場垂直。導軌兩端分別接有滑動變阻器和阻值為3.0Ω的電阻R1.質量為0.006kg、電阻為1.0Ω的金屬桿ab始終垂直于導軌，并與其保持光滑接觸。當桿ab以速率v勻速下滑時，整個電路消耗的功率P為0.27w（g取10）

×××××××××××××××××××××××××MPabQNvR1RPBl試求：（1）速率V（2）滑動變阻器接入電路部分的阻值RP，（3）分析勻速直線運動時能量轉化的情況案例2：如圖所示，MN和PQ為豎直方向的兩平行長直金屬導軌(無限長)，間距L為0.4m,電阻不計，導軌所在平面與磁感應強度B=0.50T的勻強磁場垂直。導軌兩端分別接有滑動變阻器和阻值為3.0Ω的電阻R1.質量為0.006kg、電阻為1.0Ω的金屬桿ab始終垂直于導軌，并與其保持光滑接觸。當桿ab以速率v勻速下滑時，整個電路消耗的功率P為0.27w（g取10）

×××××××××××××××××××××××××MPabQNvR1RPBl試求：（3）分析勻速直線運動時能量轉化的情況當桿做勻速直線運動時，其不斷減少的重力勢能全部轉化為電能，再轉化為金屬桿和上述電阻的內能案例2：如圖所示，MN和PQ為豎直方向的兩平行長直金屬導軌(無限長)，間距L為0.4m,電阻不計，導軌所在平面與磁感應強度B=0.50T的勻強磁場垂直。導軌兩端分別接有滑動變阻器和阻值為3.0Ω的電阻R1.質量為0.006kg、電阻為1.0Ω的金屬桿ab始終垂直于導軌，并與其保持光滑接觸。當桿ab以速率v勻速下滑時，整個電路消耗的功率P為0.27w（g取10）

×××××××××××××××××××××××××MPabQNvR1RPBl試求：（1）速率V

解：由能量守恒，有mgv=P

代入數據解得v=4.5m/s案例2：如圖所示，MN和PQ為豎直方向的兩平行長直金屬導軌(無限長)，間距L為0.4m,電阻不計，導軌所在平面與磁感應強度B=0.50T的勻強磁場垂直。導軌兩端分別接有滑動變阻器和阻值為3.0Ω的電阻R1.質量為0.006kg、電阻為1.0Ω的金屬桿ab始終垂直于導軌，并與其保持光滑接觸。當桿ab以速率v勻速下滑時，整個電路消耗的功率P為0.27w（g取10）

×××××××××××××××××××××××××MPabQNvR1RPBl試求：（2）滑動變阻器接入電路部分的阻值RP

解：導體切割磁感線產生感應電動勢E=BLV

并聯總電阻：R=R1RP/(R1+RP)

由閉合電路歐姆定律：I=E/(R+r)

整個電路消耗的功率P=IE

RP=6Ω

練1：如圖，水平面上有兩根相距0.5m的足夠長的平行金屬導軌MN和PQ，它們的電阻可忽略不計，在M和P之間接有阻值為R＝3.0Ω的定值電阻，導體棒ab長＝0.5m，其電阻為r＝1.0Ω

，與導軌接觸良好.整個裝置處于方向豎直向上的勻強磁場中，B＝0.4T。現使ab以v＝10m／s的速度向右做勻速運動。（1）ab中的電流大?ab兩點間的電壓多大？（2）維持ab做勻速運動的外力多大？（3）ab向右運動1m的過程中，外力做的功是多少？電路中產生的熱量是多少？RBrPMNaQbv（1）0.5A1.5V（2）0.1N（3）0.1J0.1J案例3：啟用家用空調機時，室內的點燈往往會暗一下；正在轉動的電風扇葉片，一旦被卡住，電風扇電動機的溫度立刻上升，時間一久，便會發出焦糊味，十分危險。產生這些現象的原因是什么呢？1、空調機和電風扇都是電動機

分析：2、電動機從能量轉換角度來說是一種什么樣的裝置？2、電動機是一種把電能轉換成機械能的裝置3、電動機是非純電阻，不滿足歐姆定律由能量守恒定律：（I<U/R)直流電動機工作原理圖問題：電動機線圈的轉動會產生感應電動勢。這個電動勢是加強了電源產生的電流，還是削弱了電源的電流？是有利于線圈轉動還是阻礙線圈的轉動？

4.反電動勢討論：

1.電動機空載轉動時跟帶負載轉動時的電流大小一樣嗎？

2.轉動中的電動機因故卡住不轉動時，回路中的電流將如何變化？

3。產生本案例所述現象的原因是什么？空載：電動機不帶動其他物體轉動，轉速快負載：電動機帶動其他物體轉動，轉速慢變大空調啟動瞬間，其中的電動機轉速較慢，反電動勢較小，電路電流較大，線路中的