電磁感應應用問題

2022-11-19 17:27:04 字數 1662 閱讀 2926

熱身練習1

1、有一面積為s=100cm2的金屬環,電阻r=0.1ω,環中磁場變化規律如下圖所示,磁場方向垂直環面向裡,在t1到t2時間內,通過金屬環的電荷量是多少?

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,其餘電阻不計,摩擦也不計,試求:

①感應電動勢的大小 ②感應電流的大小和方向③使金屬棒勻速運動所需的拉力。

典型例題

例1、兩塊水平放置的金屬板間距為d,用導線與乙個n匝線圈連線,線圈置於方向豎直向上的勻強磁場b中,如圖43-a3所示,兩板間有一質量為m、帶電量為+q的油滴恰好靜止,則線圈中的磁場的變化情況和磁通量的變化率是( )

a.正在增強,mgd/q

b.正在減弱,mgd/q

c.正在減弱,mgd/nq

d.正在增強,mgd/nq

例2、如圖所示,豎直向上的勻強磁場磁感應強度b0=0.5t,並且以0.1t/s的速度在變化,水平導軌不計電阻、且不計摩擦阻力,寬為0.

5m,在導軌上擱一導體,電阻r0=0.1ω,並用水平細繩通過定滑輪吊著質量為m=2kg的重物,電阻r=0.4ω,則經過多少時間能吊起重物?

(l=0.8m)

例3、圓環水平、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、與圓環始終保持良好的電接觸;當金屬棒以恆定的速度v向右移動經過環心o時,

求:(1)棒上電流的大小和方向及棒兩端的電壓umn

例4、如圖所示,導線全部為裸導線,半徑為r的圓內有垂直於圓平面的勻強磁場,磁感應強度為b,一根長度大於2r的導線mn以速度v在圓環上無摩擦地自左勻速滑動到右端.電路的固定電阻為r,其餘電阻不計,試求mn從圓環的左端滑動到右端的過程中電阻r上的電流的平均值及通過的電量.

小結:求電量的公式。

與電路的結合,關鍵是畫等效電路圖。

與力學的結合,關鍵是畫受力分析圖。

與能量的結合,利用好動能定理。

畫圖問題,主要是找準等效電源,注意路端電壓的求解。

應用(二)

例1:定值電阻r,導體棒ab電阻r,水平光滑導軌間距 l ,勻強磁場磁感應強度為b,當棒ab以速度v向右勻速運動時:

問題2:棒ab受到的安培力為多大;要使棒ab勻速運動,要施加多大的外力,方向如何?

問題3:整個迴路中消耗的電能從**轉化來的,它們之間有什麼樣的關係?

外力f對棒ab做功

變式1:其他條件不變,ab棒質量為m,開始靜止,當受到乙個向右恒力f的作用,則:

問1:ab將如何運動?

加速度a減小的加速運動

問2:ab的最大速度是多少?這時ab兩端的電壓為多少?

問3:ab的速度達到最大值前,外力做功功率與迴路的電功率有什麼樣的關係?

p外﹥p電,w外=q熱+△ek

方法小結:

1、受力分析:必要時畫出相應的平面圖。

受力平衡時,速度最大。

2、電路問題:畫出等效電路圖,產生感應電動勢的導體相當於電源,其電阻為內阻。

3、能量問題:安培力做負功,其它能轉化為電能。

p安(=f安v)=p電(=ei)

4、解題方法:動能定理、能量守恆定律或功能關係

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,串並聯電路性質,電功率等公式聯立求解。

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