《2025年教材课本物理选择性必修第二册教科版》

例题示范
问题　设图2−2−1中线圈的匝数为100匝，假设任何时刻穿过各匝线圈的磁通量都相同。在0.6s内把磁体的一极插入线圈中，这段时间内穿过每匝线圈的磁通量由0增加到1.8×10⁻⁵Wb，这一过程中线圈产生的感应电动势多大？
分析　由题意知，“这一过程”中穿过每匝线圈的磁通量由0增加到1.8×10⁻⁵Wb，所用的时间0.6s，即△Φ = 1.8×10⁻⁵Wb - 0 = 1.8×10⁻⁵Wb，△t = 0.6s，可以直接运用法拉第电磁感应定律求得感应电动势的大小。
解　根据法拉第电磁感应定律，100匝线圈产生的感应电动势大小为
E = n$\frac{△Φ}{△t}$ = 100×$\frac{1.8×10^{-5}}{0.6}$V = 3×10⁻³V

拓展　实验操作过程中，磁通量的变化不可能是完全均匀的。可能有时快些，有时慢些，因此我们在此题算出的磁通量的变化率实际上是这段时间内变化率的平均值，所求的感应电动势也是这段时间内感应电动势的平均值。

答案：

问题　如图2−2−2所示，在磁感应强度B = 0.20T的匀强磁场中，有一长度L = 0.30m的导体棒ab在金属导轨上以v = 5.0m/s的速度向右做匀速运动，导轨的电阻忽略不计，导体棒的电阻R = 0.50Ω。求：
(1)导体棒中产生的感应电动势的大小；
(2)回路中的感应电流的大小；
(3)使导体棒做匀速运动的外力的大小和方向；
(4)外力做功的功率；
(5)感应电流做功的功率。

分析　本题可根据法拉第电磁感应定律求出感应电动势，再根据闭合电路欧姆定律求出感应电流，然后根据安培力公式求出安培力，最后根据平衡条件求出外力，根据功率公式求出外力做功的功率和感应电流做功的功率。

答案：

拓展　想一想，为什么外力做功的功率P外会等于感应电流做功的功率P电？若改变题中条件，能使这两个功率不相等吗？

答案：