電磁感應綜合應用

關于電磁感應綜合應用第1頁，講稿共21頁，2023年5月2日，星期三電磁感應規(guī)律綜合應用的四種題型1、電磁感應中的力學問題2、電磁感應中的電路問題3、電磁感應中的能量問題4、電磁感應中的圖象問題第2頁，講稿共21頁，2023年5月2日，星期三例1、已知：AB、CD足夠長，L，θ，B，R。金屬棒ab垂直于導軌放置，與導軌間的動摩擦因數為μ，質量為m，從靜止開始沿導軌下滑，導軌和金屬棒的電阻阻都不計。求ab棒下滑的最大速度θθDCABBabR速度最大時做勻速運動受力分析，列動力學方程1、電磁感應中的力學問題第3頁，講稿共21頁，2023年5月2日，星期三例2、如圖B=0.2T，金屬棒ab向右勻速運動，v=5m/s，L=40cm，電阻R=0.5Ω,其余電阻不計，摩擦也不計，試求：①感應電動勢的大?、诟袘娏鞯拇笮『头较颌凼菇饘侔魟蛩龠\動所需的拉力④感應電流的功率⑤拉力的功率RFmrMNQPabB右手定則第4頁，講稿共21頁，2023年5月2日，星期三基本方法：1、用法拉第電磁感應定律和楞次定律求感應電動勢的大小和方向。2、求回路中的電流強度3、分析導體受力情況（包含安培力，用左手定則）4、列動力學方程求解。第5頁，講稿共21頁，2023年5月2日，星期三例3、導軌光滑、水平、電阻不計、間距L=0.20m；導體棒長也為L、電阻不計、垂直靜止于導軌上；磁場豎直向下且B=0.5T；已知電阻R=1.0Ω；現有一個外力F沿軌道拉桿，使之做勻加速運動，測得F與時間t的關系如圖所示，求桿的質量和加速度a。BFRF/N0481216202428t/s1234567830S末功率？第6頁，講稿共21頁，2023年5月2日，星期三例1、圓環(huán)水平、半徑為a、總電阻為2R；磁場豎直向下、磁感強度為B；導體棒MN長為2a、電阻為R、粗細均勻、與圓環(huán)始終保持良好的電接觸；當金屬棒以恒定的速度v向右移動經過環(huán)心O時，求：（1）棒上電流的大小和方向及棒兩端的電壓UMN（2）在圓環(huán)和金屬棒上消耗的總的熱功率。BvMNo2、電磁感應中的電路問題利用E=BLV求電動勢，右手定則判斷方向分析電路畫等效電路圖第7頁，講稿共21頁，2023年5月2日，星期三例2、線圈50匝、橫截面積20cm2、電阻為1Ω；已知電阻R=99Ω；磁場豎直向下，磁感應強度以100T/s的變化度均勻減小。在這一過程中通過電阻R的電流多大小和方向？BR利用楞次定律判斷方向畫等效電路圖利用閉合歐姆定律求電流第8頁，講稿共21頁，2023年5月2日，星期三基本方法：1、用法拉第電磁感應定律和楞次定律確定感應電動勢的大小和方向。2、畫等效電路。3、運用閉合電路歐姆定律，串并聯(lián)電路性質，電功率等公式聯(lián)立求解。第9頁，講稿共21頁，2023年5月2日，星期三例1、θ=30o，L=1m，B=1T，導軌光滑電阻不計，F功率恒定且為6W，m=0.2kg、R=1Ω，ab由由靜止開始運動，當s=2.8m時，獲得穩(wěn)定速度，在此過程中ab產生的熱量Q=5.8J，g=10m/s2，求：（1）ab棒的穩(wěn)定速度（2）ab棒從靜止開始達到穩(wěn)定速度所需時間。θabBF3、電磁感應中的能量問題第10頁，講稿共21頁，2023年5月2日，星期三例2、水平面光滑，金屬環(huán)r=10cm、R=1Ω、m=1kg，v=10m/s向右勻速滑向有界磁場，勻強磁場B=0.5T；從環(huán)剛進入磁場算起，到剛好有一半進入磁場時，圓環(huán)釋放了32J的熱量，求：（1）此時圓環(huán)中電流的即時功率；（2）此時圓環(huán)運動的加速度。Bv第11頁，講稿共21頁，2023年5月2日，星期三能量轉化特點：①導體切割磁感線或磁通量發(fā)生變化在回路中產生感應電流，機械能或其他形式的能量便轉化為電能。②具有感應電流的導體在磁場中受安培力作用或通過電阻發(fā)熱，又可使電能轉化為機械能或電阻的內能，因此電磁感應過程總是伴隨著能量的轉化?；痉椒ǎ孩儆梅ɡ陔姶鸥袘珊屠愦味纱_定感應動勢的大小和方向。②畫出等效電路，求回路中電阻消耗電功率的表達式。③分析導體機械能的變化，用能量守恒關系得到機械功率的改變與回路中電功率的改變所滿足的方程。第12頁，講稿共21頁，2023年5月2日，星期三1.如圖所示，一寬40cm的勻強磁場區(qū)域，磁場方向垂直紙面向里．一邊長為20cm的正方形導線框位于紙面內，以垂直于磁場邊界的恒定速度v＝20cm/s通過磁場區(qū)域，在運動過程中，線框有一邊始終與磁場區(qū)域的邊界平行．取它剛進入磁場的時刻t＝0.在下列圖線中，正確反映感應電流隨時間變化規(guī)律的是dcba思考:你能作出ad間電壓與時間的關系圖象嗎?[c]4、電磁感應中的圖象問題第13頁，講稿共21頁，2023年5月2日，星期三例2：磁感應強度B的正方向，線圈中的箭頭為電流i的正方向（如圖所示），已知線圈中感生電流i隨時間而變化的圖象如圖所示，則磁感應強度B隨時間而變化的圖象可能是（

）

BiitBBBBttttABCDCD第14頁，講稿共21頁，2023年5月2日，星期三例4：勻強磁場的磁感應強度為B=0.2T，磁場寬度L=3m，一正方形金屬框連長ab=d=1m，每邊電阻r=0.2Ω，金屬框以v=10m/s的速度勻速穿過磁場區(qū)，其平面始終一磁感線方向垂直，如圖所示。

(1)畫出金屬框穿過磁場區(qū)的過程中，金屬框內感應電流的(i-t)圖線。(以順時針方向電流為正)

(2)畫出ab兩端電壓的U-t圖線adbcvLB第15頁，講稿共21頁，2023年5月2日，星期三t/si/A02.5-2.50.10.20.30.4adbcvLBUab/V00.10.20.30.42-21-1t/s第16頁，講稿共21頁，2023年5月2日，星期三例6：如圖(甲）中，A是一邊長為l的正方形導線框，電阻為R。今維持以恒定的速度v沿x軸運動，穿過如圖所示的勻強磁場的有界區(qū)域。若沿x軸的方向為力的正方向，框在圖示位置的時刻作為計時起點，則磁場對線框的作用力F隨時間t的變化圖線為圖（乙）中的（）B第17頁，講稿共21頁，2023年5月2日，星期三例7：如圖所示的異形導線框，勻速穿過一勻強磁場區(qū)，導線框中的感應電流i隨時間t變化的圖象是（設導線框中電流沿abcdef為正方向）（）bcadefD第18頁，講稿共21頁，2023年5月2日，星期三例8：如圖所示，一閉合直角三角形線框以速度v勻速穿過勻強磁場區(qū)域．從BC邊進入磁場區(qū)開始計時，到A點離開磁場區(qū)止的過程中，線框內感應電流的情況(以逆時針方向為電流的正方向)是如下圖所示中的（）A第19頁，講稿共21頁，2023年5月2日，星期三2、如圖所示豎直放置的螺線管和導線abcd構成回路，螺線管下方水平桌面上有一導體環(huán)。當導線