第五節(jié)法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用一

第五節(jié)法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用一第1頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期三例1.長(zhǎng)為L(zhǎng)的導(dǎo)體在磁感強(qiáng)度為B的磁場(chǎng)中以導(dǎo)體某一端點(diǎn)b旋轉(zhuǎn),其角速度為ω,則電勢(shì)差又是多少？bω第2頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期三例1.長(zhǎng)為L(zhǎng)的導(dǎo)體在磁感強(qiáng)度為B的磁場(chǎng)中以導(dǎo)體某一端點(diǎn)旋轉(zhuǎn),其角速度為ω,ab間電勢(shì)差是多少？ab解:ab兩端電勢(shì)差等于導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì).導(dǎo)體的平均切割速率為:第3頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期三解:ab兩端電勢(shì)差等于導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì).導(dǎo)體的平均切割速率為:所以,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為:另一種解法:ab第4頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期三ab解:導(dǎo)體的平均切割速率為:所以,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為:另一種解法:θ扇形面積ΔSLd由法拉第電磁感應(yīng)定律,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì):第5頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期三ab另一種解法:θ扇形面積ΔSLd由法拉第電磁感應(yīng)定律,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì):第6頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期三二.電磁感應(yīng)中的電路:產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的導(dǎo)體相當(dāng)于電源用電器組成閉合電路電源內(nèi)部:負(fù)到正(低電勢(shì)到高電勢(shì))電流方向外電路:正到負(fù)(高電勢(shì)到低電勢(shì))第7頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期三R1R2ABv例2.如圖,在B=0.5T的勻強(qiáng)中,讓長(zhǎng)0.2m的導(dǎo)線在金屬框上以5m/s的速度向右勻速滑動(dòng).R1=2Ω,R2=1Ω,其它導(dǎo)線上的電阻不計(jì).求:流經(jīng)電阻R1、R2的電流.第8頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期三解:R1R2AB等效電路為:感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為:E=BLv=0.5×0.2×5=0.5(v)AB上的電阻不計(jì),即,內(nèi)阻r=0由閉合電路的歐姆定律:R1上的電流:R2上的電流:第9頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期三R1R2AB感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為:E=BLv=0.5×0.2×5=0.5(v)AB上的電阻不計(jì),即,內(nèi)阻r=0由閉合電路的歐姆定律:R1上的電流:R2上的電流:第10頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期三Rdcabv例3.如圖,電阻Rab=0.1Ω的導(dǎo)體ab沿光滑導(dǎo)線框向右勻速運(yùn)動(dòng),線框中接有電阻R=0.4Ω.線框放在B=0.1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直于線框平面.導(dǎo)體ab長(zhǎng)度L=0.4m,運(yùn)動(dòng)的速度v=5m/s,線框的電阻不計(jì).求:(1)導(dǎo)體ab所受的安培力F及使導(dǎo)體向右勻速運(yùn)動(dòng)所需的力F′(2)力F′做功的功率第11頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期三解:等效電路為:Rabcd(1)導(dǎo)體ab所受安培力:F=BIL=0.1×0.4×0.4=0.016(N)安培力方向向左(阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng))使物體勻速向右運(yùn)動(dòng)的外力:F′=0.016N(2)力F′的功率:P′=F′v=0.016×5=0.08(W)第12頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期三Rdcabv例3.如圖,電阻Rab=0.1Ω的導(dǎo)體ab沿光滑導(dǎo)線框向右勻速運(yùn)動(dòng),線框中接有電阻R=0.4Ω.線框放在B=0.1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直于線框平面.導(dǎo)體ab長(zhǎng)度L=0.4m,運(yùn)動(dòng)的速度v=5m/s,線框的電阻不計(jì).求:(3)電源的功率(感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的功率)(4)電源內(nèi)部的功率、電阻上的功率第13頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期三解:等效電路為:Rabcd(3)電源的功率:P=IE=0.4×0.2=0.08(W)(4)電源內(nèi)部消耗的功率:P1=I2r=0.42×0.1=0.016(W)電阻R上消耗的功率:P2=I2R=0.42×0.4=0.064(W)第14頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期三αLBab例3.U形導(dǎo)線框架寬L=1米,與水平面成α=30°角傾斜放置在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2T,垂直框面向上,在框架上垂直放一根質(zhì)量為m=0.2kg、有效電阻為R=0.1Ω的導(dǎo)體棒ab,從靜止起沿框架無(wú)摩擦下滑,設(shè)框架電阻不計(jì),框邊足夠長(zhǎng).求：（1）ab的最大速度Vm（2）達(dá)到Vm時(shí)，ab棒上的電功率第15頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期三αLBab例2.U形導(dǎo)線框架寬L=1米,與水平面成α=30°角傾斜放置在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2T,B=0.2T,垂直框面向上,在框架上垂直放一根質(zhì)量為m=0.2kg、有效電阻為R=0.1Ω的導(dǎo)體棒ab,從靜止起沿框架無(wú)摩擦下滑,設(shè)框架電阻不計(jì),框邊足夠長(zhǎng).求：（1）ab的最大速度Vm（2）達(dá)到Vm時(shí)，ab棒上的電功率解:ab棒切割磁感線,產(chǎn)生感應(yīng)電流,由右手定則知電流方向在ab棒上為b到a第16頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期三αLBab知:L=1m,α=30°,B=0.2T,m=0.2kg,R=0.1Ω求:(1)ab的最大速度Vm(2)達(dá)到Vm時(shí)，ab棒上的電功率解:(1)ab棒切割磁感線,產(chǎn)生感應(yīng)電流,由右手定則知電流方向在ab棒上為b到aG1G2mgNF安導(dǎo)體ab受力:重力mg,支持力N,安培力F安將重力分解為:G1、G2由F合=ma,得:第17頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期三知:L=1m,α=30°,B=0.2T,m=0.2kg,R=0.1Ω求:(1)ab的最大速度Vm(2)達(dá)到Vm時(shí)，ab棒上的電功率解:(1)ab棒切割磁感線,產(chǎn)生感應(yīng)電流,由右手定則知電流方向在ab棒上為b到aG1G2mgNF安導(dǎo)體ab受力:重力mg,支持力N,安培力F安將重力分解為:G1、G2由F合=ma,得:mgsinα-F安=ma第18頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期三解:(1)ab棒切割磁感線,產(chǎn)生感應(yīng)電流,由右手定則知電流方向在ab棒上為b到aG1G2mgNF安導(dǎo)體ab受力:重力mg,支持力N,安培力F安將重力分解為:G1、G2由F合=ma,得:mgsinα-F安=ma第19頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期三G1G2mgNF安導(dǎo)體ab受力:重力mg,支持力N,安培力F安將重力分解為:G1、G2由F合=ma,得:mgsinα-F安=ma速度v越大,加速度a越小,加速度a為零時(shí),物體勻速運(yùn)動(dòng),速度v達(dá)到最大.第20頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期三G1G2mgNF安由F合=ma,得:mgsinα-F安=ma速度v越大,加速度a越小,加速度a為零時(shí),物體勻速運(yùn)動(dòng),速度v達(dá)到最大.所以,最大速度為:第21頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期三G1G2mgNF安速度v越大,加速度a越小,加速度a為零時(shí),物體勻速運(yùn)動(dòng),速度v達(dá)到最大.所以,最大速度為:第22頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期三速度v越大,加速度a越小,加速度a為零時(shí),物體勻速運(yùn)動(dòng),速度v達(dá)到最大.所以,最大速度為:(2)最大速度時(shí)(勻速),重力的功率完全轉(zhuǎn)