10 如图所示,长直导线通以电流I,在其右方放一长方形线圈,两者共面.线圈长b,宽a,线圈以速度v垂直于直线平移远离.求:距离为d时线圈中感应电动势的大小和方向。 解:
(1) 动生电动势大小计算公式为 正确:????(?v??B?)?d??l 错误:?????(v?B)?dl
??(v?B)?dl
??(?v??B?)?d?l
(2)通电长直导线所激发的磁场大小计算公式为正确:B??0I2?r 错误:B??0Ir2?
B??0r2?I
B??0I2r
(3)感应电动势的大小为
正确: ???0Ibv2?(1d?1d?a) 错误: ???0I2?bv(11d?d?a) ???0I?bv(1d?1d?a)
???0I2?bv(11d?d?a)
(4)感应电动势的方向为 正确: 顺时针
错误: 逆时针
先顺时针后逆时针 无法确定 分析:
??B1bv?B2bv
其中:B0I?0I1??2?d、B2?2?(d?a) 根据楞次定律判断为顺时针
11一长直导线载有10A的电流,有一矩形线圈与通电导线共面,且一边与长直导线平
?1行,具体放法如图所示。l1?0.9m,l2?0.2m,a?0.1m。线圈以速率v?2.0m?s沿
垂直于l1方向向上匀速运动。求线圈在图示位置时的感应电动势。
解:
(1)动生电动势大小计算公式为 正确:??错误:???????????(v?B)?dl (v?B)?dl
???(v?B)?dl
??????(v?B)?dl
(2)通电长直导线所激发的磁场大小计算公式为
?0I 2?r?Ir错误:B?0
2??r B?0
2?I?0I正确:B? B?2r
(3)感应电动势的大小为 正确:2.4?10V 错误: 2.4?10V
?3?51.2?10?3V 1.2?10?5V
(4)感应电动势的方向为 正确: 逆时针
错误: 顺时针
先顺时针后逆时针 无法确定
分析: 由于v的方向向上,B的方向垂直纸面向外,所以v?B的方向向右,取dl向右,则靠近长直导线的l1中的动生电动势?1应比远离长直导线的那侧的?2要大,则线圈中
的感应电动势为
???1??2??(v?B1)?dl??(v?B2)?dl
?Iv?0Iv?0?dl?dl?2?a02?(a?l2)0
?0Ivl1l2??2.4?10?5V2?a(a?l2)方向沿线圈的逆时针方向。
还可以用法拉第电磁感应定律计算。按照与B的方向(垂直纸面向外)成右手螺旋,确定图中矩形线圈回路的正方向,即逆时针方向。线圈在图示位置时通过的磁通量为
a?l2a?l2l1l1???Bl1dx?a?a?0I?Il?a?l2?l1dx?01ln?? 2?x2??a?由法拉第电磁感应定律,线圈上的感应电动势为
???d??0Il1d?a?l2??lndt2?dt?a?0Ivl1l2l2da??0Il1 ???2?a(a?l2)dt2?a(a?l2)?注意式中dadt?v。因??0,则方向沿逆时针方向。
10t)A,有一矩形线圈与通电导线共面,且一边与长直20一长直导线载有电流I?10cos(导线平行,具体放法如图所示。l1?0.9m,l2?0.2m,a?0.1m。线圈不动,则t=3s时线圈中的感应电动势为多少?
解 (1)通电长直导线所激发的磁场大小计算公式为
?0I 2?r?Ir错误:B?0
2?正确:B?