高二物理競賽電磁感應(yīng)競賽課件

電磁感應(yīng)一、法拉第電磁感應(yīng)定律二、動生電動勢三、感生電動勢和感生電場(渦旋電場)四、自感應(yīng)一、法拉第電磁感應(yīng)定律磁通匝鏈數(shù)或全磁通:Ψ=Φ1+Φ2+…+ΦN

(當(dāng)Φ1=Φ2=…=ΦN=Φ時)解：例：二、動生電動勢動生電動勢：導(dǎo)體回路在磁場中作切割磁感應(yīng)線的運動而產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢叫做動生電動勢。

一長為的金屬棒以速度在磁場中運動，則金屬棒中正負(fù)電荷受非靜電力---洛倫茲力FK非靜電力的場強(qiáng)為：導(dǎo)體上Δl一段的電動勢為：或例

求圖示金屬棒上的動生電動勢。解例

如圖所示，水平放置的金屬細(xì)圓環(huán)半徑為a，豎直放置的金屬細(xì)圓柱(其半徑比a小得多)的端面與金屬圓環(huán)的上表面在同一平面內(nèi)，圓柱的細(xì)軸通過圓環(huán)的中心O。一質(zhì)量為m，電阻為R的均勻?qū)w細(xì)棒被圓杯和細(xì)圓柱端面支撐，棒的一端有一小孔套在細(xì)軸0上，另一端A可繞軸線沿圓環(huán)作圓周運動，棒與圓環(huán)的摩擦系數(shù)為μ，圓環(huán)處在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B＝kr、方向豎向上的恒定磁場中，式中

k為大于零的常量，r為場點到軸線的距離。金屬細(xì)圓柱與圓環(huán)用導(dǎo)線

ed連接。不計棒與軸及與細(xì)圓柱端面的摩擦，也不計細(xì)圓柱、圓環(huán)及導(dǎo)線的電阻和感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場。問沿垂直于棒的方向以多大的水平外力作用于棒的A端才能使棒以角速度

勻速轉(zhuǎn)動。解例：(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)三、感生電動勢和感生電場(渦旋電場)

導(dǎo)體回路不動，當(dāng)導(dǎo)體回路內(nèi)的磁感應(yīng)通量發(fā)生變化時，會在回路中激發(fā)感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流。稱這種感應(yīng)電動勢為感生電動勢。感生電動勢的非靜電力？感生電動勢計算公式：

磁場隨量間變化時能在周圍空間激發(fā)電場。稱這種電場為感生電場或渦旋電場，用表示?；蚪?/p>

注意到例(r≤R)(r＞R)(r≤R)(r＞R)如何計算？用下例方程r或長圓柱形均勻磁場區(qū)的渦旋電場四、自感應(yīng)1．自感系數(shù):2．自感電動勢:例:質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒橫跨在寬度為l的傾斜光滑平行金屬導(dǎo)軌上(如圖),若開關(guān)依次接通1、2、3，不計導(dǎo)體棒和導(dǎo)軌的電阻，當(dāng)從靜止釋放導(dǎo)體棒后，求在三種情況下穩(wěn)定運動的狀態(tài)。解:（1）接通R，導(dǎo)體棒受力為穩(wěn)定運動條件：棒勻速運動速度：（2）接通C，流過電容器的電流為導(dǎo)體棒受力為：棒的運動方程為：導(dǎo)體棒作勻加速運動的加速度為：（3）接通L，電感電壓、電流關(guān)系為：（初值為零）將坐標(biāo)原點移至A點，導(dǎo)體棒下滑至距A點x’處時受力為棒的運動方程為：受力為零時導(dǎo)體棒作簡諧振動，頻率、振幅和運動方程分別為故證明以上結(jié)果令例圖

Oxy是位于水平光滑桌面上的直角坐標(biāo)系，在x＞0的一側(cè)，存在勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直于Oxy平面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B．在x＜0的一側(cè)，一邊長分別為l1、和l2的剛性矩形超導(dǎo)線框位于桌面上，框內(nèi)無電流，框的一對邊與x軸平行．線框的質(zhì)量為m，自感為L．現(xiàn)讓超導(dǎo)線框沿x軸方向以初速度v0進(jìn)人磁場區(qū)域．試定量地討論線框以后可能發(fā)生的運動情況及與初速度v0大小的關(guān)系（假定線框在運動過程中始終保持超導(dǎo)狀態(tài)）①框的初速度v0較小，簡諧振動，有

振動的振幅：例運動方程為：

半個周期后，線框退出磁場區(qū)，將以速度v0向左勻速運動。因為在這種情況下xm