電磁感應規(guī)律的綜合應用

1、四、反電動勢四、反電動勢V V 此電動勢阻礙電路中原此電動勢阻礙電路中原來的電流來的電流. 故稱之為反電動勢故稱之為反電動勢NS電動機電動機安 培 力 方 向安 培 力 方 向 轉 動 速 度 方 向轉 動 速 度 方 向 電動機線圈的轉動產(chǎn)生感應電動勢是電動機線圈的轉動產(chǎn)生感應電動勢是反反電動勢電動勢。這個電動勢是。這個電動勢是削弱了削弱了電源電流電源電流, , 阻礙阻礙線圈的轉動線圈的轉動. . 線圈要維持原來的轉動就必須向電動機線圈要維持原來的轉動就必須向電動機提供電能，提供電能，電能轉化為機械能。電能轉化為機械能。 正因為正因為反電動勢反電動勢 的存在的存在, ,所以對電動機所以對電動

2、機, ,歐姆定律不成立歐姆定律不成立. . 如果電動機因機械阻力過大而如果電動機因機械阻力過大而停止轉動停止轉動，這時就沒有了這時就沒有了反電動勢反電動勢，線圈電阻一般都很小，線圈電阻一般都很小，線圈中線圈中電流會很大電流會很大，電動機會燒毀。這時，應，電動機會燒毀。這時，應立即切斷電源立即切斷電源，進行檢查。，進行檢查。1 1、有一個、有一個5050匝的線圈，如果穿過它的磁通量的匝的線圈，如果穿過它的磁通量的變化率為變化率為0.5Wb/s0.5Wb/s，求感應電動勢。，求感應電動勢。 2 2、一個、一個100100匝的線圈，在匝的線圈，在0. 5s0. 5s內(nèi)穿過它的磁內(nèi)穿過它的磁通量從通量

3、從0.01Wb0.01Wb增加到增加到0.09Wb0.09Wb。求線圈中的感應。求線圈中的感應電動勢。電動勢。3 3、一個匝數(shù)為、一個匝數(shù)為100100、面積為、面積為10cm10cm2 2的線圈垂直磁的線圈垂直磁場放置，在場放置，在0. 5s0. 5s內(nèi)穿過它的磁場從內(nèi)穿過它的磁場從1T1T增加到增加到9T9T。求線圈中的感應電動勢。求線圈中的感應電動勢。/10-2Wbt/sA BD0120.15 5、單匝矩形線圈在勻強磁場中勻速轉動，轉軸、單匝矩形線圈在勻強磁場中勻速轉動，轉軸垂直于磁場。若線圈所圍面積里磁通量隨時間垂直于磁場。若線圈所圍面積里磁通量隨時間變化的規(guī)律如圖所示，則：變化的規(guī)律

4、如圖所示，則：( )( )A A、線圈中、線圈中0 0時刻感應電動勢最大時刻感應電動勢最大B B、線圈中、線圈中D D時刻感應電動勢為零時刻感應電動勢為零C C、線圈中、線圈中D D時刻感應電動勢最大時刻感應電動勢最大D D、線圈中、線圈中0 0到到D D時間內(nèi)平均時間內(nèi)平均感應電動勢為感應電動勢為0.4V0.4VABD練習：半徑為練習：半徑為R R的半圓形導線在勻強磁場的半圓形導線在勻強磁場B B中，中， 以速度以速度V V向右勻速運動時，向右勻速運動時，E=E=？ RE = BE = B2R2RV V有效長度有效長度-彎曲導線在彎曲導線在垂直速度方向垂直速度方向上上 的投影長度的投影長度

5、2 2、求出的是整個回路的感應電動勢求出的是整個回路的感應電動勢vabcdL區(qū)別：區(qū)別： 回路中感應電動勢為零時，但是回路中某回路中感應電動勢為零時，但是回路中某段導體的感應電動勢不一定為零。段導體的感應電動勢不一定為零。 例：如圖所示，一個例：如圖所示，一個50匝的線圈的兩端跟匝的線圈的兩端跟R99的電阻相連接，置于豎直向下的勻強的電阻相連接，置于豎直向下的勻強磁場中，線圈的橫截面積是磁場中，線圈的橫截面積是202，電阻為，電阻為1，磁感應強度以，磁感應強度以100Ts的變化率均勻減的變化率均勻減少。在這一過程中通過電阻少。在這一過程中通過電阻R的電流為多大？的電流為多大？BEnnStt45

6、0 100 20 1010V100.199 1EIARr解析：解析： 兩塊水平放置的板間距為兩塊水平放置的板間距為d，用導線與一，用導線與一n匝線圈連接，線圈置于方向豎直向上的勻強磁匝線圈連接，線圈置于方向豎直向上的勻強磁場中，如圖所示，兩板間有一質量為場中，如圖所示，兩板間有一質量為m、帶電、帶電量為量為q的油滴恰好靜止，則線圈中的磁通量的油滴恰好靜止，則線圈中的磁通量的變化率是多少？的變化率是多少？（mgd/nq） 法拉第法拉第（17911876）是英國著名的物理學家、化學家。他發(fā)現(xiàn)了電磁感應現(xiàn)象，提出電場和磁場的概念。場的概念對近代物理的發(fā)展的重大意義。 他家境貧寒，出身于鐵匠家庭，未受

7、過系統(tǒng)的正規(guī)教育，但卻在眾多領域中作出驚人成就，堪稱刻苦勤奮、探索真理、不計個人名利的典范，對于青少年富有教育意義。復習精要復習精要1. 產(chǎn)生感應電動勢的導體相當于一個電源，感應電產(chǎn)生感應電動勢的導體相當于一個電源，感應電動勢等效于電源電動勢，產(chǎn)生感應電動勢的導體的動勢等效于電源電動勢，產(chǎn)生感應電動勢的導體的電阻等效于電源的內(nèi)阻。電阻等效于電源的內(nèi)阻。2. 電源內(nèi)部電流的方向是從負極流向正極，即從低電源內(nèi)部電流的方向是從負極流向正極，即從低電勢流向高電勢。電勢流向高電勢。3. 產(chǎn)生感應電動勢的導體跟用電器連接，可以對用產(chǎn)生感應電動勢的導體跟用電器連接，可以對用電器供電，由閉合電路歐姆定律求解各

8、種問題電器供電，由閉合電路歐姆定律求解各種問題.4. 產(chǎn)生感應電動勢的導體跟電容器連接，可對電容產(chǎn)生感應電動勢的導體跟電容器連接，可對電容器充電，穩(wěn)定后，電容器相當于斷路，其所帶電量器充電，穩(wěn)定后，電容器相當于斷路，其所帶電量可用公式可用公式Q=CU來計算來計算5. 解決電磁感應中的電路問題，必須按題意畫出等效解決電磁感應中的電路問題，必須按題意畫出等效電路，其余問題為電路分析和閉合電路歐姆定律的應電路，其余問題為電路分析和閉合電路歐姆定律的應用。用。 P160/例例1.如圖所示，如圖所示，用截面均勻的導線彎成一個用截面均勻的導線彎成一個半徑為半徑為r 的閉合的閉合圓環(huán)，將其垂直地置于磁感強度

9、為圓環(huán)，將其垂直地置于磁感強度為B 的勻強磁場中，磁場方向垂的勻強磁場中，磁場方向垂直紙面向里。用同樣規(guī)格的直導線取一段置于環(huán)上（二者金屬裸直紙面向里。用同樣規(guī)格的直導線取一段置于環(huán)上（二者金屬裸露相接），并以速度露相接），并以速度v 勻速地向右運動，當它運動到勻速地向右運動，當它運動到bc 位置時（位置時（ bc=1/2 bac）bc兩點的電勢差是多少？兩點的電勢差是多少？vrbca解：解：設金屬的電阻率為設金屬的電阻率為，導線截面為，導線截面為S，圓環(huán)電阻為，圓環(huán)電阻為R，畫，畫出等效電路如圖示，則出等效電路如圖示，則 R1=R/3 R2=2R/3 cbR1R2E r1R并并= 2R/9

10、= 2/9 2r / S電動勢電動勢 E= Brv 內(nèi)阻內(nèi)阻 r 1= r/S33)943(3329231BvSSrSrBrvrREI并總43934BvrIRUbc并P162/練習練習2如圖所示，勻強磁場如圖所示，勻強磁場B=0.1T，金屬棒，金屬棒AB長長0.4m，與框架寬度相同，與框架寬度相同，R=1/3 ，框架電阻不，框架電阻不計，電阻計，電阻R1= 2 ， R2=1 ，當金屬棒以，當金屬棒以 5ms 的速的速度勻速向右運動時，求：度勻速向右運動時，求：(1)流過金屬棒的感應電流多大？流過金屬棒的感應電流多大？(2)若圖中電容器若圖中電容器C為為0.3F，則充電量多少？，則充電量多少？v

11、R1ABR2C解：解：畫出等效電路如圖示：畫出等效電路如圖示：R1ABR2CEE=BLv=0.10.45=0.2VR并并=2/3 I=E /（R并并+R）=0.2AUR2 =IR并并=0.22/3=4/30 VQ=C UR2 =0.310-6 4/30 =4 10-8 CP161/例例2. 如圖示，兩個電阻的阻值分別為如圖示，兩個電阻的阻值分別為R和和2R，其余電阻不計，電容器的電容量為其余電阻不計，電容器的電容量為C，勻強磁場的磁，勻強磁場的磁感應強度為感應強度為B，方向垂直紙面向里，金屬棒，方向垂直紙面向里，金屬棒ab、cd 的的長度均為長度均為l ，當棒，當棒ab 以速度以速度v 向左切

12、割磁感應線運動向左切割磁感應線運動時，當棒時，當棒cd 以速度以速度2v 向右切割磁感應線運動時，電向右切割磁感應線運動時，電容容 C 的電量為多大？的電量為多大？ 哪一個極板帶正電？哪一個極板帶正電？2vabcdefvCR2RB解：解：畫出等效電路如圖示：畫出等效電路如圖示：E2R2RCE1fecdE1=Bl v E2=2Bl v電容器電容器C充電后斷路，充電后斷路，Uef= - Bl v /3Ucd= E2=2Bl vU C= Uce=7 Bl v /3 Q=C UC=7 CBl v /3右板帶正電右板帶正電BClhm a bP171/例例3 如圖所示如圖所示, 豎直放置的光滑平行金屬導軌

13、豎直放置的光滑平行金屬導軌, 相距相距l(xiāng) , 導軌導軌一端接有一個電容器一端接有一個電容器 , 電容量為電容量為C, 勻強磁場垂直紙面向里勻強磁場垂直紙面向里, 磁感應磁感應強度為強度為B, 質量為質量為m的金屬棒的金屬棒ab可緊貼導軌自由滑動可緊貼導軌自由滑動. 現(xiàn)讓現(xiàn)讓ab由靜由靜止下滑止下滑, 不考慮空氣阻力不考慮空氣阻力, 也不考慮任何部分的電阻和自感作用也不考慮任何部分的電阻和自感作用. 問問金屬棒的做什么運動？金屬棒的做什么運動？棒落地時的速度為多大？棒落地時的速度為多大？解：解：ab在在mg 作用下加速運動，經(jīng)時間作用下加速運動，經(jīng)時間 t ,速度增加為速度增加為v，a =v /

14、 tmg產(chǎn)生感應電動勢產(chǎn)生感應電動勢 E=Bl v 電容器帶電量電容器帶電量 Q=CE=CBl v感應電流感應電流I=Q/t=CBLv/ t=CBl a產(chǎn)生安培力產(chǎn)生安培力F=BIl =CB2 l 2aF由牛頓運動定律由牛頓運動定律 mg-F=mama= mg - CB2 l 2aa= mg / (m+C B2 l 2)ab做初速為零的勻加直線運動做初速為零的勻加直線運動, 加速度加速度 a= mg / (m+C B2 l 2)落地速度為落地速度為22CBm2mgh2ahvl 例例1. 如圖所示，金屬圓環(huán)的半徑為如圖所示，金屬圓環(huán)的半徑為r，電阻的值為，電阻的值為2R。金屬桿金屬桿oa一端可繞

15、環(huán)的圓心一端可繞環(huán)的圓心O旋轉，另一端旋轉，另一端a擱在環(huán)上，擱在環(huán)上，電阻值為電阻值為R。另一金屬桿。另一金屬桿ob一端固定在一端固定在O點，另一端點，另一端b固定在環(huán)上，電阻值也是固定在環(huán)上，電阻值也是R。加一個垂直圓環(huán)的磁感。加一個垂直圓環(huán)的磁感強度為強度為B的勻強磁場，并使的勻強磁場，并使oa桿以角速度桿以角速度勻速旋轉。勻速旋轉。如果所有觸點接觸良好，如果所有觸點接觸良好，ob不影響不影響oa的轉動，求流過的轉動，求流過oa的電流的范圍。的電流的范圍。aOb解解： Oa 旋轉時產(chǎn)生感生電動勢，旋轉時產(chǎn)生感生電動勢，E=1/2Br2當當Oa到最高點時，等效電路如圖甲示：到最高點時，等效

16、電路如圖甲示：abORR甲甲Imin =E/2.5R= Br2 /5R當當Oa與與Ob重合時，環(huán)的電阻為重合時，環(huán)的電阻為0，等效電路如圖乙示：等效電路如圖乙示：aRbO乙乙Imax =E/2R= Br2 /4R Br2 /5RI Br2 /4RaOb又解又解: Oa 旋轉時產(chǎn)生感生電動勢旋轉時產(chǎn)生感生電動勢,E=1/2Br2當當Oa到某點時到某點時,ab間小弧電阻為間小弧電阻為x ,等效電路如圖丙示等效電路如圖丙示:x2R-xabO2R-xx丙丙RE RR總總= (2R-x)x /2R + 2R = (2R x - x2+4R2) / 2R = -(x R)2 +5R2 / 2RI =E/

17、R總總= Br2 R / -( x R)2 +5R2 當當x= 0 Imax =Br2 /4R當當x= R Imin =Br2 /5R例例2. 如圖示，在一磁感應強度如圖示，在一磁感應強度 B = 0.5T 的勻強磁場的勻強磁場中，垂直于磁場方向水平放置著兩根相距為中，垂直于磁場方向水平放置著兩根相距為 h = 0.1m 的平行金屬導軌的平行金屬導軌MN 與與PQ，導軌的電阻忽略不計，在，導軌的電阻忽略不計，在兩根導軌的端點兩根導軌的端點N、Q之間連接有一阻值之間連接有一阻值R=0.3 的電的電阻導軌上跨放著一根長阻導軌上跨放著一根長l =0.2m，每米長電阻為，每米長電阻為 r=2 的金屬棒

18、的金屬棒ab，與導軌正交放置，交點為，與導軌正交放置，交點為c、d ，當金屬，當金屬棒以速度棒以速度 v=4m/s 向左作勻速運動時，試求：向左作勻速運動時，試求：1.電阻電阻R中的電流大小和方向中的電流大小和方向2.金屬棒金屬棒ab 兩端的電勢差。兩端的電勢差。BRQPNM hla d c bv解解: 畫出等效電路如圖示畫出等效電路如圖示,E2EERad bcNQE=1/4Bl v=0.1V r1 =rh=20.1=0.2 I=2E/(R+r1 )=0.4A方向方向NQU cd=IR=0.12VU ab= U cd +2E=0.32V 例例3、固定在勻強磁場中的正方形導線框、固定在勻強磁場中

19、的正方形導線框abcd，各邊，各邊長長l，其中，其中ab 是一段電阻為是一段電阻為R 的均勻電阻絲，其余三邊的均勻電阻絲，其余三邊均為電阻可忽略的銅線均為電阻可忽略的銅線.磁場的磁感應強度為磁場的磁感應強度為B，方向，方向垂直紙面向里，現(xiàn)有一與垂直紙面向里，現(xiàn)有一與ab 段所用材料、粗細、長度段所用材料、粗細、長度都相同的電阻絲都相同的電阻絲PQ架在導線框上，如圖所示，以恒定架在導線框上，如圖所示，以恒定速度速度v從從ad 滑向滑向bc，當，當PQ滑過滑過 l / 3 的距離時，通時的距離時，通時aP段電阻絲的電流是多大段電阻絲的電流是多大?方向如何方向如何? vabcdPQ解解：PQ滑動時產(chǎn)

20、生感應電動勢滑動時產(chǎn)生感應電動勢 E=B l v畫出等效電路如圖示：畫出等效電路如圖示：R外外=2R/9 r=RR/3R2R/3EabcdPQI總總=E /（ R外外+r ）=9B l v/11R IaP=2I總總/3 = 6B l v11R 電流方向由電流方向由 Pa練習練習1、如圖所示，如圖所示，PQNM是由粗裸導線連接兩個定是由粗裸導線連接兩個定值電阻組合成的閉合矩形導體框，水平放置，金屬值電阻組合成的閉合矩形導體框，水平放置，金屬棒棒ab與與PQ、MN垂直，并接觸良好。整個裝置放在垂直，并接觸良好。整個裝置放在豎直向下的勻強磁場中，磁感強度豎直向下的勻強磁場中，磁感強度B=0.4T。已

21、知。已知ab長長l =0.5m，電阻，電阻R1=2，R24，其余電阻均忽略，其余電阻均忽略不計，若使不計，若使ab以以v=5m/s的速度向右勻速運動，作用的速度向右勻速運動，作用于于ab 的外力大小為的外力大小為_N，R1上消耗的電熱功上消耗的電熱功率為率為 _ W。（不計摩擦）。（不計摩擦）解：解：E=Bl v = 0.40.55=1VR并并=4/3 I總總=3/4 A I1=1/2 AF=BI總總l =0.40.750.5=0.15NP 1= I12 R1=1/42=0.5W0.150.5aQNMPbvR2R1A換一個電阻為原來一半的燈泡換一個電阻為原來一半的燈泡B把磁感強度把磁感強度B增

22、為原來的增為原來的2倍倍C. 換一根質量為原來的換一根質量為原來的 倍的金屬棒倍的金屬棒D. 把導軌間的距離增大為原來的把導軌間的距離增大為原來的 倍倍2 例例4. 如圖示，光滑導軌傾斜放置，其下端連接一如圖示，光滑導軌傾斜放置，其下端連接一個燈泡，勻強磁場垂直于導線所在平面，當個燈泡，勻強磁場垂直于導線所在平面，當ab棒下滑棒下滑到穩(wěn)定狀態(tài)時，小燈泡獲得的功率為到穩(wěn)定狀態(tài)時，小燈泡獲得的功率為P0，除燈泡外，除燈泡外，其它電阻不計，要使燈泡的功率變?yōu)槠渌娮璨挥?，要使燈泡的功率變?yōu)?P0，下列措施正，下列措施正確的是確的是 2BabRBLmgRIP22)sin(解： C 練習練習2、傾角為、

23、傾角為30的斜面上，有一導體框架，寬為的斜面上，有一導體框架，寬為1m，不，不計電阻，垂直斜面的勻強磁場磁感應強度為計電阻，垂直斜面的勻強磁場磁感應強度為0.2T，置于框架上，置于框架上的金屬桿的金屬桿ab，質量，質量0.2kg，電阻，電阻0.1，如圖所示，如圖所示.不計摩擦，當不計摩擦，當金屬桿金屬桿ab由靜止下滑時，求：由靜止下滑時，求：(1)當桿的速度達到當桿的速度達到2m/s時，時，ab兩端的電壓；兩端的電壓； (2)回路中的最大電流和功率回路中的最大電流和功率. 30baL解：解： (1) 畫出等效電路如圖示畫出等效電路如圖示Erab不計框架電阻，外電阻為不計框架電阻，外電阻為0，

24、Uab=0(2) ab勻速運動時速度最大，感應電流和功率最大勻速運動時速度最大，感應電流和功率最大mgsin30= BImL Im= mgsin30/ BL = 5AP = Im2 r = 2.5 WAUBL v0 FB2 L2 v0 RBUBL v0 F0CU0 F0DUqC FB2 L2 v0 R練習練習3. 如圖所示，如圖所示，U 型線框型線框 abcd 處于勻強磁場處于勻強磁場中，磁場的磁感強度為中，磁場的磁感強度為B，方向垂直于紙面向內(nèi)長，方向垂直于紙面向內(nèi)長度為度為L 的直導線的直導線MN中間串有一個電壓表跨接在中間串有一個電壓表跨接在ab 與與cd 上且與上且與ab 垂直，它們之

25、間的接觸是完全光滑的垂直，它們之間的接觸是完全光滑的R為電阻，為電阻，C為電容器，現(xiàn)令為電容器，現(xiàn)令MN以速度以速度v0 向右勻速運動，向右勻速運動，用用U表示電壓表的讀數(shù)，表示電壓表的讀數(shù)，q 表示電容器所帶電量，表示電容器所帶電量，C 表示電容器電容表示電容器電容F 表示對表示對MN 的力設電壓表體積的力設電壓表體積很小，其中線圈切割磁感線對很小，其中線圈切割磁感線對MN間的電壓的影響可間的電壓的影響可以忽略不計則以忽略不計則 a bRv0VNMBcdCC A 逐漸增大逐漸增大 B. 先減小后增大先減小后增大 C. 先增大后減小先增大后減小 D. 增大、減小、增大、減小、 再增大、再減小再

26、增大、再減小例例5. 如圖示：如圖示：abcd是粗細均勻的電阻絲制成的長方形線框，另是粗細均勻的電阻絲制成的長方形線框，另一種材料制成的導體棒一種材料制成的導體棒MN有電阻，可與保持良好接觸并做無有電阻，可與保持良好接觸并做無摩擦滑動，線框處在垂直紙面向里的勻強磁場摩擦滑動，線框處在垂直紙面向里的勻強磁場B中，當導體棒中，當導體棒MN在外力作用下從導線框的左端開始做切割磁感應線的勻速在外力作用下從導線框的左端開始做切割磁感應線的勻速運動，一直滑到右端的過程中，導線框上消耗的電功率的變化運動，一直滑到右端的過程中，導線框上消耗的電功率的變化情況可能為：（情況可能為：（ ） bv0BcMNad解解

27、： MN的電阻為的電阻為r ，MN 在中間位置時在中間位置時導線框導線框總電阻最大為總電阻最大為R 畫出畫出P-R圖線如圖示，若圖線如圖示，若R r，選，選C,O RP出出Pmr若若R r 且在兩端時的電阻等于且在兩端時的電阻等于r，則選，則選B.若若R r 且在兩端時的電阻小于且在兩端時的電阻小于r，則選，則選D.B C D 例例6、 如圖所示，勻強磁場方向垂直紙面向里，如圖所示，勻強磁場方向垂直紙面向里，磁感應強度磁感應強度B=0.20T，OCA金屬導軌與金屬導軌與OA金屬直導軌金屬直導軌分別在分別在O點和點和A點接一阻值為點接一阻值為R1 =3.0和和R2=6.0 體積體積可忽略的定值電

28、阻，導軌可忽略的定值電阻，導軌OCA的曲線方程為的曲線方程為 y=1.0sin(/3 x) （m),金屬棒金屬棒ab平行于平行于y 軸，軸， 長為長為1.5m，以速度以速度 v=5.0 m/s 水平向右勻速運動（水平向右勻速運動（b點始終在點始終在Ox軸軸上），設金屬棒與導軌接觸良好，摩擦不計，電路中上），設金屬棒與導軌接觸良好，摩擦不計，電路中除了電阻除了電阻R1和和R2外，其余電阻均不計，求：外，其余電阻均不計，求：（1）金屬棒在導軌上運動時）金屬棒在導軌上運動時R1的最大功率的最大功率（2）金屬棒在導軌上從）金屬棒在導軌上從x=0到到x=3m的運動過程中，的運動過程中，外力必須做的功外力

29、必須做的功R2R1AOCx/ my/m1.0baB3.0R2R1AOCx/ my/m1.0baB3.0解：解： （1） ab棒運動時產(chǎn)生感應電動勢棒運動時產(chǎn)生感應電動勢 E=Byv畫出等效電路如圖示（不計電源內(nèi)阻）：畫出等效電路如圖示（不計電源內(nèi)阻）：baER1R236I 1=E/R1 =1/3 ByvP1= I12 R1 =1/9 B2 y2v2R1 P1m=1/9 B2 ym2 v2 R1 =1/90.041253=1/3 W（2） E=Byvy 所以所以E按正弦規(guī)律變化按正弦規(guī)律變化Em =By mv =0.21.05=1VE有有=0.707Vt=x/v=3/5=0.6sR并并=36/9

30、=2 W=Q= E有有2/R并并t = 0.5/20.6 = 0.15 J04年春季理綜年春季理綜 25 25（18分）如圖，直角三角形導線框分）如圖，直角三角形導線框abc固定在勻固定在勻強磁場中，強磁場中，ab是一段長為是一段長為l、電阻為、電阻為R的均勻導線，的均勻導線，ac和和bc的電阻可不計，的電阻可不計，ac長度為長度為l /2。磁場的磁感強度為。磁場的磁感強度為B，方向垂直于紙面向里?，F(xiàn)有一段長度為，方向垂直于紙面向里?，F(xiàn)有一段長度為l /2 、電阻、電阻為為R/2的均勻導體桿的均勻導體桿MN架在導線框上，開始時緊靠架在導線框上，開始時緊靠ac，然后沿然后沿ac方向以恒定速度方向

31、以恒定速度v向向b端滑動，滑動中始終與端滑動，滑動中始終與ac平行并與導線框保持良好接觸。當平行并與導線框保持良好接觸。當MN滑過的距離滑過的距離為為l /3時，導線時，導線ac中的電流是多大？方向如何？中的電流是多大？方向如何？BMNacbv解解: MN滑過的距離為滑過的距離為l /3時，它與時，它與bc的接觸點為的接觸點為P，如，如圖圖a示：由幾何關系可知示：由幾何關系可知MP長度為長度為l /3 ，電阻，電阻 r=R/3BMNacbvP圖圖aMP中的感應電動勢為中的感應電動勢為 E=Blv/3等效電路如圖等效電路如圖b示：示：E rR/32R/3cMPab圖圖bMacP和和MbP兩電路的

32、并聯(lián)電阻為兩電路的并聯(lián)電阻為r并并=2R / 9由歐姆定律，由歐姆定律，PM中的電流中的電流5R9ErrEI并ac中的電流中的電流 I ac =2 I/3即即5Rv2BIcal根據(jù)右手定則，根據(jù)右手定則，MP中的感應電流的中的感應電流的方向由方向由P流向流向M，所以，所以I ac電流的方向由電流的方向由a流向流向c。 如圖所示，半徑為如圖所示，半徑為R、單位長度電阻為、單位長度電阻為的均勻的均勻導電圓環(huán)固定在水平面上，圓環(huán)中心為導電圓環(huán)固定在水平面上，圓環(huán)中心為O。勻強磁場垂直水平。勻強磁場垂直水平方向向下，磁感強度為方向向下，磁感強度為B。平行于直徑。平行于直徑MON的導體桿，沿垂的導體桿，

33、沿垂直于桿的方向向右運動。桿的電阻可以忽略不計，桿與圓環(huán)直于桿的方向向右運動。桿的電阻可以忽略不計，桿與圓環(huán)接觸良好接觸良好,某時刻，桿的位置如圖，某時刻，桿的位置如圖，aOb=2 ，速度為，速度為v。求。求此時刻作用在桿上的安培力的大小。此時刻作用在桿上的安培力的大小。NMObaRdc 2002年廣東年廣東15、解：解：E= Bv lab=Bv2Rsin 等效電路如圖示：等效電路如圖示：cabd此時弧此時弧acb和弧和弧adb的電阻分別為的電阻分別為2 R( - )和和 2 R ，它們的并聯(lián)電阻為它們的并聯(lián)電阻為 R并并= 2 R (-)/I=E/ R并并= Bvsin (-)F=BI(2R

34、sin)RvB22)(sin2F = 如圖所示如圖所示,OACO為置于水平面內(nèi)的光滑為置于水平面內(nèi)的光滑閉合金屬導軌閉合金屬導軌, O、C 處分別接有短電阻絲處分別接有短電阻絲(圖中用粗圖中用粗線表示線表示), R1 =4、R2=8 ,(導軌其它部分電阻不計導軌其它部分電阻不計)，導軌導軌OAC的形狀滿足方程的形狀滿足方程 y=2 sin(/3 x) (單位：單位：m),磁感應強度磁感應強度B=0.2T的勻強磁場方向垂直于導軌平面，的勻強磁場方向垂直于導軌平面，一足夠長的金屬棒在水平外力一足夠長的金屬棒在水平外力F作用下，以恒定的作用下，以恒定的 速速率率 v=5.0 m/s 水平向右在導軌上

35、從水平向右在導軌上從O點滑動到點滑動到C點，棒點，棒與導軌接觸良好且始終保持與與導軌接觸良好且始終保持與OC導軌垂直，不計棒的導軌垂直，不計棒的電阻，求：電阻，求：（1）外力）外力F 的最大值，的最大值，（2）金屬棒在導軌上運動時電阻）金屬棒在導軌上運動時電阻絲絲R1上消耗的的最大功率上消耗的的最大功率（3）在滑動過程中通過金屬棒）在滑動過程中通過金屬棒的電流的電流I與時間與時間t 的關系。的關系。上海上海03年年22、yR2R1COAxBv解：解：（1） 金屬棒勻速運動時產(chǎn)生感應電動勢金屬棒勻速運動時產(chǎn)生感應電動勢E=BLv 畫出等效電路如圖示（不計電源內(nèi)阻）：畫出等效電路如圖示（不計電源內(nèi)

36、阻）：baER1R248I =E/R總總 F外外=F安安=BIL = B2L2 v/ R總總 Lm=2sin/2=2m R總總 = R1 R2 /（ R1 + R2 ）=8/3 F max = B2Lm2 v/ R總總 = 0.2222 5.0 3/ 8=0.3N （2） P1m= E 2/R1 = B2Lm2 v2/ R1 = 0.2222 5.02 / 4=1W （3）金屬棒與導軌接觸點間的長度隨時間變化）金屬棒與導軌接觸點間的長度隨時間變化L= 2 sin(/3 x) ( m)x=vtE=BLv I=E/ R總總 =Bv/ R總總 2 sin(/3 vt ) =3/4 sin(5 t /

37、3 ) (安安)摩擦生熱摩擦生熱01年全國年全國20、 20（13分）如圖分）如圖1所示所示.一對平行光滑軌道放置在水一對平行光滑軌道放置在水平面上，兩軌道間距平面上，兩軌道間距=0.20m，電阻，電阻R=1.0；有一導；有一導體桿靜止地放在軌道上，與兩軌道垂直，桿及軌道體桿靜止地放在軌道上，與兩軌道垂直，桿及軌道的電阻皆可忽略不計，整個裝置處于磁感強度的電阻皆可忽略不計，整個裝置處于磁感強度B=0.50T的勻強磁場中，磁場方向垂直軌道面向下的勻強磁場中，磁場方向垂直軌道面向下.現(xiàn)現(xiàn)用一外力用一外力F沿軌道方向拉桿，做之做勻加速運動，測沿軌道方向拉桿，做之做勻加速運動，測得力得力F與時間與時間

38、t的關系如圖的關系如圖2所示所示.求桿的質量求桿的質量m和加速和加速度度a. BRFlt/sF/N04 8 12 162024 28 322753164BRFl 解：解：導體桿在軌道上做勻加速直線運動，用導體桿在軌道上做勻加速直線運動，用v表示表示其速度，其速度，t 表示時間，則有表示時間，則有 v=a t 桿切割磁力線，將產(chǎn)生感應電動勢，桿切割磁力線，將產(chǎn)生感應電動勢，E=Bl v閉合回路中產(chǎn)生電流閉合回路中產(chǎn)生電流 I=E/R 桿受到的安培力為桿受到的安培力為 f=BIl = B2l 2at/R 由牛頓第二定律，由牛頓第二定律， F-f =ma 聯(lián)立以上各式，得聯(lián)立以上各式，得F=ma+B

39、2l 2at/R= ma + 0.01at 在圖線上取兩點代入在圖線上取兩點代入式：式：t=0 ，F(xiàn)=1N； 1=ma t=20 ，F(xiàn)=3N; 3=ma+0.2a 可解得可解得 a=10m/s2, m=0.1kg （13分）如圖所示，固定于水平桌面分）如圖所示，固定于水平桌面上的金屬框架上的金屬框架cdef，處在豎直向下的勻強磁場中，金，處在豎直向下的勻強磁場中，金屬棒屬棒ab擱在框架上，可無摩擦滑動，此時擱在框架上，可無摩擦滑動，此時adeb構成一構成一個邊長為個邊長為l 的正方形，棒的電阻為的正方形，棒的電阻為r，其余部分電阻不，其余部分電阻不計，開始時磁感強度為計，開始時磁感強度為B0（

40、1）若從）若從t=0時刻起，磁感強度均勻增加，每秒增量時刻起，磁感強度均勻增加，每秒增量為為k，同時保持棒靜止，求棒中的感應電流，在圖上標，同時保持棒靜止，求棒中的感應電流，在圖上標出感應電流的方向。出感應電流的方向。（2）在上述（）在上述（1）情況中，始終保持棒靜止，當）情況中，始終保持棒靜止，當t=t1秒秒末時需加的垂直于棒的水平拉力為多大？末時需加的垂直于棒的水平拉力為多大？（3）若從）若從t=0時刻起，磁感強度逐漸減小，當棒以恒時刻起，磁感強度逐漸減小，當棒以恒定速度定速度v 向右作勻速運動時，可使棒中不產(chǎn)生感應電向右作勻速運動時，可使棒中不產(chǎn)生感應電流，則磁感強度應怎樣隨時間變化流，

41、則磁感強度應怎樣隨時間變化（寫出（寫出B與與t 關系式）？關系式）？ 00年上海年上海 23、 Bedcab f解：解：Bedcab f（1）感應電動勢）感應電動勢2lktE感應電流感應電流 I=E/r=kl 2 /r方向：逆時針（見右圖）方向：逆時針（見右圖） （2）t=t1秒時，秒時，B=B0+kt1F=BI lrk)kt(BF310l（3）總磁通量不變）總磁通量不變20Bvt)(BlllvtBB0ll備注：備注：21EEtBvtvBtBStSBtElllE1為動生電動勢，為動生電動勢， E2為感生電動勢為感生電動勢2005年遼寧綜合卷年遼寧綜合卷34.34.如圖所示如圖所示,兩根相距為兩

42、根相距為l的平行直導軌的平行直導軌ab、cd, b、d間連有一固定電阻間連有一固定電阻R,導軌電阻可忽略不計。導軌電阻可忽略不計。MN為放為放在在ab和和cd上的一導體桿上的一導體桿,與與ab垂直垂直,其電阻也為其電阻也為R。整。整個裝置處于勻強磁場中，磁感應強度的大小為個裝置處于勻強磁場中，磁感應強度的大小為B,磁場磁場方向垂直于導軌所在平面（指向圖中紙面內(nèi)）?，F(xiàn)對方向垂直于導軌所在平面（指向圖中紙面內(nèi)）。現(xiàn)對MN施力使它沿導軌方向以速度施力使它沿導軌方向以速度v（如圖）做勻速運（如圖）做勻速運動。令動。令U表示表示MN兩端電壓的大小，則兩端電壓的大小，則 （ ）A. U=vBl /2 流過

43、固定電阻流過固定電阻R的感應電流由的感應電流由b到到dB. U=vBl /2 流過固定電阻流過固定電阻R的感應電流由的感應電流由d到到bC. U=vBl 流過固定電阻流過固定電阻R的感應電流由的感應電流由b到到dD. U=vBl 流過固定電阻流過固定電阻R的感應電流由的感應電流由d到到bAM NRvdabcB介紹介紹 該課件集內(nèi)容系統(tǒng)全面，形成完整系列該課件集內(nèi)容系統(tǒng)全面，形成完整系列, 結構體系合理，知識覆蓋面廣，包括高中結構體系合理，知識覆蓋面廣，包括高中物理的全部內(nèi)容，共有物理的全部內(nèi)容，共有110個課件，計個課件，計3270余幅動畫余幅動畫,約約50M 。每個。每個課件均有復習精要，課

44、件均有復習精要，各種典型例題和近幾年的高考試題分步演示各種典型例題和近幾年的高考試題分步演示, 可直接用來上課，全套課件約可供可直接用來上課，全套課件約可供250課課時使用，是不可多得的好資料。時使用，是不可多得的好資料。本課件集本課件集有如下特點：有如下特點： 1. 作者是多年從事高三教學的老教師作者是多年從事高三教學的老教師,教學經(jīng)驗豐富教學經(jīng)驗豐富. 2. 課件按教材順序分章節(jié)整理，高中物理每章要用的課件都有課件按教材順序分章節(jié)整理，高中物理每章要用的課件都有, 既有第一輪復習的全既有第一輪復習的全套內(nèi)容套內(nèi)容(71個課件個課件),(含實驗課件含實驗課件14個個)又有第二輪專題復習的內(nèi)容

45、又有第二輪專題復習的內(nèi)容(專題復習課件專題復習課件28個個)，可以拿來就用可以拿來就用,使用方便。使用方便。 3. 密切聯(lián)系高考復習的實際，緊扣近年高考大綱，選用兩千多個典型例題密切聯(lián)系高考復習的實際，緊扣近年高考大綱，選用兩千多個典型例題,(包括近年包括近年的高考試題及的高考試題及2005年各地的高考、?？荚囶}年各地的高考、?？荚囶})，均有分步詳解或關鍵性的點撥，均有分步詳解或關鍵性的點撥. 4. 該課件集融教學性、資料性和實用性于一體該課件集融教學性、資料性和實用性于一體, 為高考復習提供很大方便；為高考復習提供很大方便； 既可作為既可作為高考復習的現(xiàn)成教案，又可作為教師的資料庫和題庫。高

46、考復習的現(xiàn)成教案，又可作為教師的資料庫和題庫。 5. 全部是全部是powerPoint課件課件,操作使用十分方便操作使用十分方便. 6 .該課件集可以根據(jù)需要任意增補刪減，再經(jīng)過你的積累，將供你終身受用。該課件集可以根據(jù)需要任意增補刪減，再經(jīng)過你的積累，將供你終身受用。 聯(lián)系方式：郵編聯(lián)系方式：郵編212300丹陽市呂叔湘中學校長室丹陽市呂叔湘中學校長室 龐留根龐留根電話：電話：mail： 工本費工本費: 全套全套 100元元。 附課件目錄：見下兩頁。附課件目錄：見下兩頁。序號序號名稱名稱幅數(shù)幅數(shù) 序號序號名稱名稱幅數(shù)幅數(shù) 序號序號名稱名稱幅數(shù)幅數(shù)力學課件力學課件63

47、5635電磁學課件電磁學課件609609專題復習專題復習9579571 1力的基本概念力的基本概念24243434 電場強度電場強度30307272力和運動上力和運動上24242 2力的合成和分解力的合成和分解21213535 電勢、電勢差電勢、電勢差30307373力和運動下力和運動下25253 3物體的平衡物體的平衡20203636 帶電粒子在電場中的運動（上）帶電粒子在電場中的運動（上） 19197474動量和能量上動量和能量上30304 4牛頓運動定律及其應用牛頓運動定律及其應用45453737 帶電粒子在電場中的運動（下）帶電粒子在電場中的運動（下） 31317575動量和能量下動量

48、和能量下32325 5整體法和隔離法整體法和隔離法20203838用圖象法處理粒子在電場中的運動用圖象法處理粒子在電場中的運動14147676子彈打木塊專題子彈打木塊專題21216 6勻變速直線運動勻變速直線運動37373939 電容和電容器電容和電容器18187777繩球系列專題繩球系列專題27277 7自由落體運動豎直上拋運動自由落體運動豎直上拋運動19194040 部分電路歐姆定律部分電路歐姆定律30307878天體運行專題天體運行專題45458 8曲線運動曲線運動12124141 閉合電路歐姆定律閉合電路歐姆定律29297979振動和波綜合題振動和波綜合題38389 9平拋運動平拋運動

49、29294242 電路計算電路計算26268080力學綜合題(上)力學綜合題(上)33331010 勻速圓周運動勻速圓周運動27274343 伏安法測電阻伏安法測電阻16168181力學綜合題(下)力學綜合題(下)32321111 系統(tǒng)的動力學方程系統(tǒng)的動力學方程11114444 磁場的基本概念磁場的基本概念20208282熱學綜合熱學綜合22221212 萬有引力定律 萬有引力定律 38384545 安培力安培力18188383電場綜合題(上)電場綜合題(上)28281313 功和功率功和功率30304646 洛侖茲力洛侖茲力42428484電場綜合題(下)電場綜合題(下)29291414

50、彈力、摩擦力的功彈力、摩擦力的功18184747 帶電粒子在復合場中的運動（上）帶電粒子在復合場中的運動（上）32328585磁場綜合題磁場綜合題43431515 動能定理動能定理32324848 帶電粒子在復合場中的運動（下）帶電粒子在復合場中的運動（下）22228686電磁感應綜合題電磁感應綜合題37371616 機械能守恒定律機械能守恒定律32324949 法拉第電磁感應定律法拉第電磁感應定律24248787電磁學綜合題(上)電磁學綜合題(上)33331717 功和能功和能31315050 感應電流的方向感應電流的方向25258888電磁學綜合題(下)電磁學綜合題(下)36361818

51、動量定理動量定理24245151電磁感應和電路規(guī)律的綜合應用電磁感應和電路規(guī)律的綜合應用28288989光學綜合題光學綜合題24241919 動量守恒定律的應用動量守恒定律的應用54545252電磁感應和力學規(guī)律的綜合應用電磁感應和力學規(guī)律的綜合應用34349090近代物理綜合題近代物理綜合題52522020 碰撞碰撞15155353 電磁感應中的能量轉化電磁感應中的能量轉化22229191能量轉化和守恒定律能量轉化和守恒定律36362121 簡諧振動簡諧振動35355454 自感自感12129292圖像法在物理中的應用圖像法在物理中的應用39392222 機械波(上)機械波(上)343455

52、55 電磁感應中的圖象問題電磁感應中的圖象問題12129393選擇題的求解方法選擇題的求解方法30302323 機械波(下)機械波(下)27275656 交流電的變化規(guī)律交流電的變化規(guī)律28289494信息材料題的分析信息材料題的分析40405757 變壓器變壓器 遠距離輸電遠距離輸電25259595傳感器的簡單應用傳感器的簡單應用32325858 電磁振蕩電磁振蕩 電磁波電磁波22229696傳送帶問題傳送帶問題2626高中物理總復習精品課件集目錄及幅數(shù) 2006年1月高中物理總復習精品課件集目錄及幅數(shù) 2006年1月例例1. 水平放置于勻強磁場中的光滑導軌上，有一根導體棒水平放置于勻強磁場

53、中的光滑導軌上，有一根導體棒ab，用恒力，用恒力F作用在作用在ab上，由靜止開始運動，回路總電阻為上，由靜止開始運動，回路總電阻為R，分，分析析ab 的運動情況，并求的運動情況，并求ab的最大速度。的最大速度。abBR F分析：分析：ab 在在F作用下向右加速運動，切割磁感應線，產(chǎn)生感應作用下向右加速運動，切割磁感應線，產(chǎn)生感應電流，感應電流又受到磁場的作用力電流，感應電流又受到磁場的作用力f，畫出受力圖：，畫出受力圖： f1a=(F-f)/m v E=BLv I= E/R f=BIL F f2最后，當最后，當f=F 時，時，a=0，速度達到最大，速度達到最大， FfF=f=BIL=B2 L2

54、 vm /R vm=FR / B2 L2vm稱為收尾速度稱為收尾速度.又解：勻速運動時，拉力又解：勻速運動時，拉力所做的功使機械能轉化為所做的功使機械能轉化為電阻電阻R上的內(nèi)能。上的內(nèi)能。 F vm=I2 R= B2 L2 vm2/ R vm=FR / B2 L2 例例2. 在磁感應強度為在磁感應強度為B的水平均強磁場中，豎直放置一個冂的水平均強磁場中，豎直放置一個冂形金屬框形金屬框ABCD，框面垂直于磁場，寬度，框面垂直于磁場，寬度BCL ，質量，質量m的金的金屬桿屬桿PQ用光滑金屬套連接在框架用光滑金屬套連接在框架AB和和CD上如圖上如圖.金屬桿金屬桿PQ電電阻為阻為R，當桿自，當桿自靜止

55、靜止開始沿框架下滑時：開始沿框架下滑時：(1)開始下滑的加速度為開始下滑的加速度為 多少多少?(2)框內(nèi)感應電流的方向怎樣？框內(nèi)感應電流的方向怎樣？(3)金屬桿下滑的最大速度是多少金屬桿下滑的最大速度是多少?(4)從開始下滑到達到最大速度過程中重力勢能轉化為什么能量從開始下滑到達到最大速度過程中重力勢能轉化為什么能量QBPCDA解解: 開始開始PQ受力為受力為mg, mg所以所以 a=gPQ向下加速運動向下加速運動,產(chǎn)生感應電流產(chǎn)生感應電流,方向順時針方向順時針,受到向上的磁場力受到向上的磁場力F作用。作用。IF達最大速度時達最大速度時, F=BIL=B2 L2 vm /R =mgvm=mgR

56、 / B2 L2 由能量守恒定律由能量守恒定律,重力做功減小的重力勢能重力做功減小的重力勢能轉化為使轉化為使PQ加速增大的動能和熱能加速增大的動能和熱能 例例3. 豎直放置冂形金屬框架，寬豎直放置冂形金屬框架，寬1m，足夠長，一，足夠長，一根質量是根質量是0.1kg，電阻，電阻0.1的金屬桿可沿框架無摩擦地的金屬桿可沿框架無摩擦地滑動滑動.框架下部有一垂直框架平面的勻強磁場，磁感應框架下部有一垂直框架平面的勻強磁場，磁感應強度是強度是0.1T，金屬桿，金屬桿MN自磁場邊界上方自磁場邊界上方0.8m處由靜處由靜止釋放止釋放(如圖如圖).求：求：(1)金屬桿剛進入磁場時的感應電動勢；金屬桿剛進入磁

57、場時的感應電動勢；(2)金屬桿剛進入磁場時的加速度；金屬桿剛進入磁場時的加速度；(3)金屬桿運動的最大速度及此時金屬桿運動的最大速度及此時的能量轉化情況的能量轉化情況. 答：答：(1)smghv/42(2) I=E/R=4AF=BIL=0.4Na=(mg-F)/m=6m/s2;(3) F=BIL=B2 L2 vm /R =mg vm=mgR / B2 L2 =10m/s,此時金屬桿重力勢能的減少轉化為桿的電阻釋放的熱量此時金屬桿重力勢能的減少轉化為桿的電阻釋放的熱量E=BLv=0.4V;NM例例4.如圖所示，豎直平行導軌間距如圖所示，豎直平行導軌間距l(xiāng)=20cm，導軌頂，導軌頂端接有一電鍵端接

58、有一電鍵K。導體棒。導體棒ab與導軌接觸良好且無摩與導軌接觸良好且無摩擦，擦，ab的電阻的電阻R=0.4，質量，質量m=10g，導軌的電阻不，導軌的電阻不計，整個裝置處在與軌道平面垂直的勻強磁場中，計，整個裝置處在與軌道平面垂直的勻強磁場中，磁感強度磁感強度B=1T。當。當ab棒由靜止釋放棒由靜止釋放0.8s 后，突然接后，突然接通電鍵，不計空氣阻力，設導軌足夠長。求通電鍵，不計空氣阻力，設導軌足夠長。求ab棒的棒的最大速度和最終速度的大小。（最大速度和最終速度的大小。（g取取10m/s2）Kab解解:mgRvlBm22ab 棒由靜止開始自由下落棒由靜止開始自由下落0.8s時速度大小為時速度大

59、小為v=gt=8m/s則閉合則閉合K瞬間，導體棒中產(chǎn)生的感應電流大小瞬間，導體棒中產(chǎn)生的感應電流大小IBlv/R=4Aab棒受重力棒受重力mg=0.1N, 安培力安培力F=BIL=0.8N.因為因為Fmg，ab棒加速度向上，開始做減速運動，棒加速度向上，開始做減速運動，產(chǎn)生的感應電流和受到的安培力逐漸減小，產(chǎn)生的感應電流和受到的安培力逐漸減小，當安培力當安培力 F=mg時，開始做勻速直線運動。時，開始做勻速直線運動。此時滿足此時滿足B2l2 vm /R =mg解得最終速度，解得最終速度，vm = mgR/B2l2 = 1m/s。閉合電鍵時閉合電鍵時速度最大速度最大為為8m/s。t=0.8sl=

60、20cmR=0.4m=10gB=1TKabmgF （P163/例例1）如圖所示如圖所示,AB、CD是兩根足夠是兩根足夠長的固定平行金屬導軌長的固定平行金屬導軌,兩導軌間的距離為兩導軌間的距離為L,導軌平面導軌平面與水平面的夾角是與水平面的夾角是.在整個導軌平面內(nèi)都有垂直于導在整個導軌平面內(nèi)都有垂直于導軌平面斜向上方的勻強磁場軌平面斜向上方的勻強磁場,磁感應強度為磁感應強度為B.在導軌的在導軌的AC端連接一個阻值為端連接一個阻值為R的電阻的電阻.一根垂直于導軌放置一根垂直于導軌放置的金屬棒的金屬棒ab,質量為質量為m,從靜止開始沿導軌下滑從靜止開始沿導軌下滑,求求ab棒棒的最大速度的最大速度.