电磁感应现象应用.ppt

电电磁流量磁流量计计：d电动电动机与机与发电发电机机 电动电动机与机与发电发电机的构造如此的相似，机的构造如此的相似，电动电动机通机通电转动电转动的同的同时时是不是也能是不是也能发电发电呢？呢？如果能如果能发电发电，那么感，那么感应电动势应电动势的方向又是怎的方向又是怎样样的呢？的呢？反反电动势电动势E E 电动电动机通机通电电在磁在磁场场中中转动时转动时，也能，也能产产生感生感应电动应电动势势。这这个感个感应电动势应电动势的方向与的方向与线线圈圈电电流方向相反，起流方向相反，起阻碍阻碍电电流作用。流作用。电动电动机的工作机的工作电电流流电动电动机的功率机的功率输输入功率入功率输输出功率出功率热热功率功率电动电动机与安培力机与安培力 安培力做多少功，安培力做多少功，就有多少就有多少电电能能转转化化为为机机械能。械能。发电发电机与安培力机与安培力 克服安培力做多少克服安培力做多少功，就有多少机械能功，就有多少机械能转转化化为电为电能。能。1.电电磁感磁感应现应现象的象的实质实质是不同形式能量是不同形式能量转转化的化的过过程。程。产产生和生和维维持感持感应电应电流的存在的流的存在的过过程就是程就是其它形式的能量其它形式的能量转转化化为为感感应电应电流流电电能的能的过过程。程。2.安培力做正功安培力做正功的的过过程是程是电电能能转转化化为为其它形其它形式能量的式能量的过过程程,安培力做多少正功安培力做多少正功,就有多少就有多少电电能能转转化化为为其它形式能量其它形式能量3.安培力做安培力做负负功功的的过过程是其它形式能量程是其它形式能量转转化化为为电电能的能的过过程程,克服安培力做多少功克服安培力做多少功,就有多少其就有多少其它形式能量它形式能量转转化化为电为电能能.4.导导体在达到体在达到稳稳定状定状态态之前之前，外力移，外力移动导动导体所体所做的功，一部分用于克服安培力做功，做的功，一部分用于克服安培力做功，转转化化为为产产生感生感应电应电流的流的电电能或最后能或最后转转化化为为焦耳焦耳热热.，另，另一部分用于增加一部分用于增加导导体的体的动动能。能。5.导导体在达到体在达到稳稳定状定状态态之后之后，外力移，外力移动导动导体所体所做的功，全部用于克服安培力做功，做的功，全部用于克服安培力做功，转转化化为产为产生感生感应电应电流的流的电电能并最后能并最后转转化化为为焦耳焦耳热热.6.用能量用能量转转化和守恒的化和守恒的观观点解决点解决电电磁感磁感应问题应问题,只需要从全只需要从全过过程考程考虑虑,不涉及不涉及电电流流产产生生过过程的具程的具体的体的细节细节,可以使可以使计计算方便算方便,解解题简题简便便.例例1.如如图图所示，在一个光滑金属框架上垂所示，在一个光滑金属框架上垂直放置一根直放置一根长长l=0.4m的金属棒的金属棒ab，其，其电电阻阻r=0.1框架左端的框架左端的电电阻阻R=0.4垂直框面垂直框面的匀的匀强强磁磁场场的磁感的磁感强强度度B=0.1T当用外力使当用外力使棒棒ab以速度以速度v=5ms右移右移时时，ab棒中棒中产产生的感生的感应电动势应电动势E=_，通通过过ab棒的棒的电电流流I=_ab棒两端的棒两端的电势电势差差Uab=_，在在电电阻阻R上消耗的功率上消耗的功率PR=_，在在ab棒上消耗的棒上消耗的发热发热功率功率Pr=_，切割运切割运动动中中产产生的生的电电功率功率P=_0.2V0.4A0.16V0.064W0.016W0.08WB vRba例例2、如如图图所所示示，电电阻阻为为R的的矩矩形形线线框框，长长为为l，宽宽为为a，在在外外力力作作用用下下，以以速速度度v向向右右运运动动，通通过过宽宽度度为为d，磁磁感感应应强强度度为为B的的匀匀强强磁磁场场中中，在在下下列列两两种种情情况况下下求求外外力做的功：力做的功：(a)l d时时。dBla解：解：（a）线线框框进进入和穿出入和穿出时产时产生感生感应电动势应电动势E=Bav进进入入时时做功做功W1=E2t/R=（Bav）2 l/vR=B2a2l v/R穿出穿出时时做功做功W2=W1 W=2B2a2lv/RdBla（b）线线框框进进入和穿出入和穿出时产时产生感生感应电动势应电动势E=Bav进进入入时时做功做功W1=E2t/R=（Bav）2d/vR=B2a2dv/R穿出穿出时时做功做功W2=W1 W=2B2a2dv/R1.电电阻阻为为R的矩形的矩形导线导线框框abcd,边长边长ab=l,ad=h,质质量量为为m,自某一高度自由落体自某一高度自由落体,通通过过一匀一匀强强磁磁场场,磁磁场场方向垂直方向垂直纸纸面向里面向里,磁磁场场区域的区域的宽宽度度为为h,如如图图,若若线线框恰好以恒定框恰好以恒定速度通速度通过过磁磁场场,线线框内框内产产生的焦耳生的焦耳热热等于等于.(不考不考虑虑空气阻力空气阻力)lhhabcd解解:由能量守恒定律由能量守恒定律,线线框通框通过过磁磁场场时时减少的重力减少的重力势势能能转转化化为线为线框的内能框的内能,所以所以Q=2mgh2mghabdfec2、用同种材料粗用同种材料粗细细均匀的均匀的电电阻阻丝丝做成做成ab、cd、ef三根三根导线导线，ef较长较长，分，分别别放在放在电电阻可忽略的光滑平行阻可忽略的光滑平行导导轨轨上，如上，如图图，磁，磁场场是均匀的，用外力使是均匀的，用外力使导线导线水平向右做水平向右做匀速运匀速运动动，（每次只有一根，（每次只有一根导线导线在在导轨导轨上），而且每次上），而且每次外力做功的功率相同，外力做功的功率相同，则则下列下列说说法法正确的是正确的是()Aab运运动动得最快得最快B.ef运运动动得最快得最快C.导线产导线产生的感生的感应电动势应电动势相等相等D.每秒每秒钟产钟产生的生的热热量相等量相等P=E2/R=（BLv）2/R三根三根电电阻阻丝丝的的电电阻阻RabRcdRefBD3如如图图示，示，MN和和PQ为为平行的水平放置的光滑金属平行的水平放置的光滑金属导轨导轨，导轨电导轨电阻不阻不计计，ab、cd为为两根两根质质量均量均为为m的的导导体棒垂直体棒垂直于于导轨导轨，导导体棒有一定体棒有一定电电阻，整个装置阻，整个装置处处于于竖竖直向下的直向下的匀匀强强磁磁场场中，原来两中，原来两导导体棒都静止当体棒都静止当ab棒受到瞬棒受到瞬时时冲冲量而向右以速度量而向右以速度v0运运动动后，（后，（设导轨设导轨足足够长够长，磁，磁场场范范围围足足够够大，两棒不相碰）大，两棒不相碰）Acd棒先向右做加速运棒先向右做加速运动动，然后做减速运，然后做减速运动动Bcd棒向右做匀加速运棒向右做匀加速运动动Cab棒和棒和cd棒最棒最终终将以将以v0/2的速度匀速向右运的速度匀速向右运动动D从开始到从开始到ab、cd都做匀速都做匀速运运动为动为止，在两棒的止，在两棒的电电阻阻上消耗的上消耗的电电能是能是1/4mv02MNPQabdcCD4.两两金金属属杆杆ab和和cd长长均均为为l,电电阻阻均均为为R,质质量量分分别别为为M和和m,Mm.用用两两根根质质量量和和电电阻阻均均可可忽忽略略的的不不可可伸伸长长的的柔柔软软导导线线将将它它们们连连成成闭闭合合回回路路,并并悬悬挂挂在在水水平平、光光滑滑、不不导导电电的的圆圆棒棒两两侧侧.两两金金属属杆杆都都处处在在水水平平位位置置,如如图图所所示示.整整个个装装置置处处在在一一与与回回路路平平面面相相垂垂直直的的匀匀强强磁磁场场中中,磁磁感感应应强强度度为为B.若若金金属属杆杆ab正正好好匀匀速速向向下下运运动动,求求运运动动的的速度速度.MdcbamMdcbam解解：设设磁磁场场方向垂直方向垂直纸纸面向里面向里,ab中的感中的感应电动势应电动势E1=Bvl,方向由方向由ab.cd中的感中的感应电动势应电动势E2=Bvl,方向由方向由dc.回路中回路中电电流方向由流方向由abdc,大小大小为为I=(E1+E2)/2R=Bvl/Rab受到的安培力向上受到的安培力向上,大小大小为为FabMgF安安TT当当ab匀速下滑匀速下滑时时,对对ab有有2T+F=Mg对对cd受到的安培力向下受到的安培力向下,有有2T=F+mgcdmgF安安TT式中式中2T为为杆所受到的杆所受到的导线导线的拉力的拉力解得解得2F=(Mm)g即即2BIl=(Mm)g2B2l 2v/R=(Mm)gv=(Mm)gR/2B2l 2磁磁场场方向垂直方向垂直纸纸面向外，面向外，结结果相同。果相同。又解又解:Mdcbam由能量守恒定律由能量守恒定律,匀速运匀速运动过动过程中程中,在在时间时间t内内,系系统统重力重力势势能能的减少等于两棒中的减少等于两棒中产产生的生的电电能能:Mgvtmgvt=2I2Rt=2(Blv)2t/R2B2l 2v/R=(Mm)g v=(Mm)gR/2B2l 2练习练习1如如图图所示，在磁感所示，在磁感强强度度为为B的匀的匀强强磁磁场场中，有半径中，有半径为为r的光滑半的光滑半圆圆形形导导体框架，体框架，OC为为一一能能绕绕O在框架上滑在框架上滑动动的的导导体棒，体棒，OC之之间连间连一个一个电电阻阻R，导导体框架与体框架与导导体棒的体棒的电电阻均不阻均不计计，若要，若要使使OC能以角速度能以角速度匀速匀速转动转动，则则外力做功的功外力做功的功率是率是()A.B22r4RB.B22r42RC.B22r44RD.B22r48R解：解：E=1/2Br2P=E2R=B22r44RCacOR练习练习2竖竖直放置的平行光滑直放置的平行光滑导轨导轨,其其电电阻不阻不计计,磁磁场场方向方向如如图图所示所示,磁感磁感强强度度B=0.5T，导导体体ab及及cd长长均均为为0.2m，电电阻均阻均为为0.1,重均重均为为0.1N,现现用力向上推用力向上推动导动导体体ab,使之使之匀速上升匀速上升(与与导轨导轨接触良好接触良好),此此时时，cd恰好静止不恰好静止不动动，那么那么ab上升上升时时,下列下列说说法正确的是法正确的是Aab受到的推力大小受到的推力大小为为0.2NBab向上的速度向上的速度为为2m/sC在在2s内，推力做功内，推力做功转转化的化的电电能是能是0.4JD在在2s内，推力做功内，推力做功为为0.6Jdcba解：解：cd静止静止,受力如受力如图图：mgF1F1=mg=0.1Nab匀速上升，受力如匀速上升，受力如图图：mgFF1F=F1+mg=0.2NF1=BIL=B2L2v/2R=0.1N v=2m/sS=vt=4m拉力做功拉力做功WF=FS=0.8J安培力做功安培力做功WF1=F1S=0.4JABC练练习习3、如如图图所所示示，MN为为金金属属杆杆，在在竖竖直直平平面面上上贴贴着着光光滑滑的的金金属属导导轨轨下下滑滑，导导轨轨间间距距l0.1m，导导轨轨上上端端接接有有电电阻阻R0.5，导导轨轨与与金金属属杆杆电电阻阻匀匀不不计计，整整个个装装置置处处于于磁磁感感应应强强度度B0.5T的的水水平平匀匀强强磁磁场场中中.若若杆杆MN以以稳稳定定速速度度下下滑滑时时，每每秒秒有有0.02J的的重重力力势势能能转转化化为电为电能，能，则则MN杆下滑速度杆下滑速度vm/s.解：由能量守恒定律，解：由能量守恒定律，重力的功率等于重力的功率等于电电功率功率P=E2/R=(BLv)2/R=0.022vRNMMNPQabBrR例例5.如如图图所所示示，一一个个“”形形导导轨轨PMNQ的的质质量量为为M，水水平平固固定定在在一一个个竖竖直直向向下下的的匀匀强强磁磁场场中中，导导轨轨上上跨跨放放一一根根质质量量为为m的的金金属属棒棒ab，导导轨轨的的MN边边和和金金属属棒棒ab平平行行，它它们们的的电电阻阻分分别别是是R和和r，导导轨轨的的其其余余部部分分的的电电阻阻不不计计。若若沿沿着着MP方方向向作作用用在在金金属属棒棒上上一一个个水水平平冲冲量量使使ab在在很很短短时时间间内内由由静静止止得得到到速速度度v0，设设导导轨轨足足够长够长。求在金属棒。求在金属棒ab中中产产生的生的热热量。量。解解:MNPQabBrR金属棒金属棒ab在冲量作用下在冲量作用下获获得速度得速度v0，v0相相应应的的动动能能Ek=1/2mv02ab切割磁感切割磁感线线运运动动，产产生感生感应电应电流受到磁流受到磁场场力力F作用做减速运作用做减速运动动，直到速度减，直到速度减为为零停止下来，零停止下来，F在在这这个个过过程中，程中，ab棒的棒的动动能能转转化化为电为电能，最能，最终转终转化成化成导轨导轨与与ab棒棒产产生的焦耳生的焦耳热热Q1和和Q2，满满足足Q1Q2Ek因因导轨电导轨电阻阻R和和ab棒棒电电阻阻r是是串串联联关系，关系，则则Q1/Q2=R/r由以上各式可解得，金属棒由以上各式可解得，金属棒上上产产生的生的热热量量Q2mv02r/2(Rr)mbRv0BL练习练习.如如图图所示，固定的水平光滑金属所示，固定的水平光滑金属导轨导轨，间间距距为为L，左端接有阻左端接有阻值为值为R的的电电阻，阻，处处在方向在方向竖竖直、磁感直、磁感应应强强度度为为B的匀的匀强强磁磁场场中。中。质质量量为为m的的导导体棒与固定体棒与固定弹弹簧相簧相连连，放在放在导轨导轨上，上，导轨导轨与与导导体棒的体棒的电电阻可忽略。初始阻可忽略。初始时时刻，刻，弹弹簧恰簧恰处处于自然于自然长长度，度，导导体棒具有水平向右的初速度体棒具有水平向右的初速度v0，在沿，在沿导轨导轨往复运往复运动动的的过过程中，程中，导导体棒始体棒始终终与与导轨导轨垂直垂直并保持良好接触。并保持良好接触。（1）求初始）求初始时时刻刻导导体棒受到的安培力体棒受到的安培力（2）若）若导导体棒从初始体棒从初始时时刻到速度第一次刻到速度第一次为为零零时时，弹弹簧簧的的弹弹性性势势能能为为Ep，则则在在这这一一过过程中安培里所做的功程中安培里所做的功W1和和电电阻阻R上上产产生的焦耳生的焦耳热热Q1分分别别是多少？是多少？（3）导导体棒往复运体棒往复运动动，最，最终终将将静止于何静止于何处处？从？从导导体棒开始运体棒开始运动动直到最直到最终终静止的静止的过过程中，程中，电电阻阻R上上产产生的焦耳生的焦耳热热Q为为多少？多少？作用于棒上的安培力的大小：作用于棒上的安培力的大小：F=BIL=B2Lv02/R（2）由功能关系得：）由功能关系得：（3）由能量）由能量转转化及平衡条件等，可判断出：化及平衡条件等，可判断出：解：解：（1）初始初始时时刻棒中感刻棒中感应电动势应电动势E=BLv0棒中感棒中感应电应电流流I=E/R安培力的方向：安培力的方向：水平向右水平向右安培力做功安培力做功W1=EP1/2mv02电电阻阻R上上产产生的焦耳生的焦耳热热Q1=1/2mv02EP棒最棒最终终静止于初始位置静止于初始位置电电阻阻R上上产产生的焦耳生的焦耳热热Q为为Q=1/2mv02练习练习。图图中中MN和和PQ为竖为竖直方向的两平行直方向的两平行长长直金属直金属导导轨轨，间间距距l为为0.40m，电电阻不阻不计计。导轨导轨所在平面与磁感所在平面与磁感应应强强度度B为为0.50T的匀的匀强强磁磁场场垂直。垂直。质质量量m为为6.0103kg、电电阻阻为为1.0的金属杆的金属杆ab始始终终垂直于垂直于导轨导轨，并与，并与其保持光滑接触。其保持光滑接触。导轨导轨两端分两端分别别接有滑接有滑动变动变阻器和阻阻器和阻值为值为3.0的的电电阻阻R1。当杆。当杆ab达到达到稳稳定状定状态时态时以速率以速率v匀速下滑，整个匀速下滑，整个电电路消耗的路消耗的电电功率功率P为为0.27W，重力加，重力加速度取速度取10m/s2，试试求速率求速率v和滑和滑动变动变阻器接入阻器接入电电路部分路部分的阻的阻值值R2。解：由能量守恒，有解：由能量守恒，有mgv=P代入数据解得代入数据解得v=4.5m/s又又E=Blv=0.50.44.50.9V设电设电阻阻R1与与R2的并的并联电联电阻阻为为R并并，ab棒的棒的电电阻阻为为r，有，有1/R1+1/R2=1/R并并P=IE=E2/(R并并+r)R并并+r=E2/P=3 R2=6.0R1R2labMNPQBv电电磁感磁感应综应综合合题题的特点的特点导导体运体运动动电电磁感磁感应应感感应电动势应电动势磁磁场场力力磁磁场对电场对电流的作用流的作用感感应电应电流流阻碍阻碍闭闭合合电电路路电电磁感磁感应应中的力学中的力学问题问题基本方法：基本方法：1.用法拉第用法拉第电电磁感磁感应应定律和定律和愣愣次定律求感次定律求感应电应电动势动势的大小和方向的大小和方向2.求回路中求回路中电电流流强强度度3.分析分析导导体受力情况（含安培力，注意方向）体受力情况（含安培力，注意方向）4.列出列出动动力学方程或平衡方程求解力学方程或平衡方程求解电电动动电电模型模型PQMNEabS如如图图所示水平放置的平行所示水平放置的平行导轨导轨MN、PQ上放上放有有长为长为L、电电阻阻为为R，质质量量为为m的金属棒的金属棒ab。导轨导轨左端接内阻不左端接内阻不计电动势为计电动势为E的的电电源形成源形成回路，整个整个装置置于回路，整个整个装置置于竖竖直向上的匀直向上的匀强强磁磁场场B中。中。导轨电导轨电阻不阻不计计且足且足够长够长，当，当S闭闭合合后求加速度和速度的最大后求加速度和速度的最大值值。动动电电动动动动模型模型1.相距相距为为L的两光滑平行的两光滑平行导轨导轨与水平面成与水平面成角放置。上角放置。上端端连连接一阻接一阻值为值为R的的电电阻阻,其它其它电电阻不阻不计计。整个装置。整个装置处处在方向在方向竖竖直向上的匀直向上的匀强强磁磁场场中中,磁感磁感应应强强度度为为B。质质量量为为m,电电阻阻为为r的的导导体体MN,垂直放在垂直放在导轨导轨上上,如如图图18所所示示,由静止开始由静止开始释释放放导导体体MN,求求:(1)MN可以达到的最大速度可以达到的最大速度(2)MN的速度的速度时时的加速度的加速度a(3)回路中回路中产产生的最大功率生的最大功率2.如如图图甲所示，光滑且足甲所示，光滑且足够长够长的平行金属的平行金属导轨导轨固定固定在同一水平面上，两在同一水平面上，两导轨间导轨间距距L0.2m，电电阻阻R0.4，导轨导轨上停放一上停放一质质量量m=0.1kg、电电阻阻r=0.1的的金属杆，金属杆，导轨电导轨电阻不阻不计计，整个装置置于方向，整个装置置于方向竖竖直向直向下下B=0.5T的匀的匀强强磁磁场场中，中，现现用一外力用一外力F沿水平方向沿水平方向拉杆，使之由静止开始运拉杆，使之由静止开始运动动，若理想，若理想电压电压表的示数表的示数U随随时间时间t的的变变化化图图象如象如图图乙所示。（乙所示。（1）试试分析分析说说明明金属杆的运金属杆的运动动情况，（情况，（2）第二秒末外力）第二秒末外力F的瞬的瞬时时功功率。率。VFR1321 2 3 4 5 6U/vt/s5.如如图图10所示所示,用相同的用相同的绝缘导线围绝缘导线围成半径都成半径都为为r、电电阻都阻都为为R的两个的两个圆环圆环1和和2,两两环环均均过对过对方方圆圆心交叠于心交叠于A、B两点两点,相交相交处处彼此彼此绝缘绝缘,在两在两环环交叠区域内交叠区域内,有垂直有垂直圆环圆环平面向下平面向下的匀的匀强强磁磁场场,交叠区域的交叠区域的圆环导线圆环导线恰好在磁恰好在磁场边缘场边缘,交叠区交叠区域域圆环导线圆环导线所在位置有磁所在位置有磁场场,当磁当磁场场的磁感的磁感应应强强度从零均度从零均匀增加匀增加,即即B=kt(k为为常量常量)时时,求求:(1)通通过圆环过圆环1的感的感应电应电流的大小和方向流的大小和方向;(2)当磁感当磁感应应强强度增大到度增大到B=B0时时,圆环圆环1受到的磁受到的磁场场力的大力的大小和方向。小和方向。例例.一个一个边长为边长为a的正方形的正方形线线圈的圈的总电总电阻阻为为R，匀匀速通速通过过匀匀强强磁磁场场区域区域，线线圈平面与磁圈平面与磁场场垂直垂直如如图图，从从线线圈圈刚进刚进入磁入磁场场到全部离开磁到全部离开磁场为场为止止，线线圈中感圈中感应电应电流随流随时间变时间变化情况是哪个化情况是哪个?（逆（逆时时针电针电流流为为正）正）如如图图，水平放置的金属棒，水平放置的金属棒AB垂直匀垂直匀强强磁磁场场由静由静止开始下落，止开始下落，则则金属棒两端感金属棒两端感应电动势应电动势随随时间时间变变化的化的图图象是象是A1.一个一个线线圈置于磁圈置于磁场场中，穿中，穿过线过线圈的磁通量随圈的磁通量随时间变时间变化的关系如化的关系如图图示，由示，由图图可知：可知：（1）在）在02S内内线线圈中的感圈中的感应电动势应电动势是多少？是多少？哪一段哪一段时间时间中中线线圈的感圈的感应电动势应电动势的的值值与它完全相同？与它完全相同？（2）在）在08S内感内感应电动势应电动势的最大的最大值值是多大？是多大？（4）在）在08S内感内感应电动势应电动势的最小的最小值值是多大？是多大？T/S/Wb105502468(5)t=0时时，磁感，磁感应应强强度方向向里，定性地画出感度方向向里，定性地画出感应应电电流的流的图图象。象。2、如、如图图xoy坐坐标标系系y轴轴左左侧侧和右和右侧侧分分别别有垂直有垂直于于纸纸面向外、向里的匀面向外、向里的匀强强磁磁场场，磁感，磁感应应强强度均度均为为B，一个，一个围围成四分之一成四分之一圆圆形的形的导导体体环环Oab，其其圆圆心在原点心在原点O，半径，半径为为R，开始，开始时时在第一象在第一象限从限从起起绕绕点以角速度点以角速度逆逆时针时针匀速匀速转动转动试试画出画出环环内感内感应电应电流流随随时间时间而而变变的函数的函数图图象象（以（以顺时针电顺时针电流流为为正）正）3、匀、匀强强磁磁场场磁感磁感应应强强度度B=0.2T,磁磁场宽场宽度度L=3m,一正方形金属框一正方形金属框边长边长ab=l=1m,其其电电阻阻r=0.2,金属框以金属框以v=10m/s的速度匀速穿的速度匀速穿过过磁磁场场区区,其平面始其平面始终终保持与磁感保持与磁感线线方向垂直方向垂直,如如图图19所示所示,求求:(1)画出金属画出金属线线框穿框穿过过磁磁场场区的区的过过程中程中,金属框内金属框内感感应电应电流的流的It图图象。象。(2)画出画出ab两端两端电压电压的的Ut图图象。象。分析与解分析与解:(1)线线框框进进入磁入磁场场区区时时,方向方向为为逆逆时针时针,如如图图20实线实线abcd所示所示,感感应电应电流持流持续时续时间间;线线框在磁框在磁场场中运中运动时动时无无电电流的持流的持续时续时间间;线线框穿出框穿出场场区区时时此此电电流流为顺时针为顺时针方向方向,如如图图20虚虚线线abcd所示。若所示。若规规定定电电流方向逆流方向逆时针为时针为正正,则则It图线图线如如图图21所示所示:(2)线线框框进进入磁入磁场场区区ab两端的两端的电压电压U1=I1r=0.5(V),线线框在磁框在磁场场中运中运动时动时,ab两端的两端的电压电压等等于感于感应电动势应电动势U2=Blv=2(V),线线框出磁框出磁场时场时ab两端的两端的压压,由此得由此得UI图线图线如如图图22所示。所示。如如图图所示，光滑所示，光滑轨轨道道MN、PQ置于匀置于匀强强磁磁场场中，中，磁感磁感应应强强度度为为B，轨轨道平面与道平面与B垂直，一端接一垂直，一端接一电电阻阻R，另一端有一光滑金属杆，另一端有一光滑金属杆ab，可，可绕绕在在P的的轴轴自由自由转动转动，轴线轴线垂直垂直轨轨道平面，金属杆道平面，金属杆单单位位长长度的度的电电阻阻为为r0，已知两，已知两轨轨道道宽为宽为L,金属杆金属杆ab长长2L。今使金属杆。今使金属杆ab顺时针顺时针方向匀速方向匀速转动转动，角速，角速度度为为，当金属杆，当金属杆转过转过300时时，通，通过过R的的电电流是流是多大？在杆多大？在杆转动转动一周一周时间时间内，通内，通过过R的的电电量是多量是多少？少？