《等效法在解析电磁感应问题中的应用》.pdf

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1、解题技巧—等效法在解析电磁感应问题中的应用河北饶阳中学(059(X〕)王国健,;等效法是从事物间的等同效果出发来研究问题的平行于v0的各段不切割磁感线不产生感应电动势,,。垂直于二R科学思维方法也是分析和解决物理问题的有效途径v0的各段总长为1所以弧形导体切割磁感,,,。=lB二B、(r〕运用等效法可以在得证结果相同的前提下把实际线产生的感应电动势为voR则MN两点间、、,。=BRvo的杂的物理现象物理过程或物理问题转化为理想的电势差为U娜、、、、的简单的等效的物理现象物理过程或物理问题来三将速度不同等效为速度相同.,、。研究处理以达到化难为易化繁为简的目的本文拟例题3

2、在磁感强度为B的、。,,举例谈谈等效法在研究解决电磁感应问题中的应用匀强磁场中有一条形导体OA、,一将环形电流等效视为小磁针长为1绕0点做切割磁感线运.,,例题1用弯曲导线把一块铜片和一块锌片相连动导体以与磁感线垂直角,,,,接装在一块绝缘浮标上然后浸在盛有稀硫酸的溶液速度为。如图4所示试求产,。,中如图1所示若把此装置放在赤道上某地开始导生的感应电动势多大?,,。:线环平面与磁感线垂直锌片在西铜片在东试分析解析导体OA绕O点旋,,,。。导线环处于稳定平衡后两金属片各在何位置?转切割磁感线角速度一定:。解析浸在稀硫但导体上离开转轴0的不同点的切割速度不同由v,=O点的距

3、离呈如酸中的铜片与锌片公式`知各点的切割速度随离开。,,O点;A相当于电源的正极均匀变化速度最小为零点的速度最大为,。vv和负极电流由铜片以此情况下导体上各点的平均速度可用二小十(。。。西东经导线流向锌片伙)2/来等效代替所以导体产生的感应电动势为.将此环形电流等效=lB=Z=不,合耐视为一个小磁针由alB、经右手螺旋定则知图1四等效电源.,,45中的导线环外端为N例题如图所示三根对称的金属辐条每根.,r,,,,“”。长为l电阻为固定在圆环上圆环电阻不计圆环处极里端为S极且此小磁针处于不稳平衡状态在,,,,在匀强磁场中圆环平面与磁感线垂直磁感强度为地磁场的作用下它将旋转

4、18)使它的N极指向与地。。,。B外电路的电阻R二2r在外力矩驱动下圆环以角磁场的磁感线方向相同而达到稳定平衡状态所以图。,,。速度。匀速转动此时电阻R消耗的功率为多大?1中的导线环静止后铜片在西锌片在东吸:、玄二将曲线等效为直线_解析辐条旋,.、转切割磁感线产生例题2半径为R所对圆心几,。感应电动势每根辐角为团的弧形导体MN处于匀汀不“。,条相当于一个电源强磁场中磁场的磁感强度为,。这三根辐条等效于B如图2所示当弧形导体沿。着MN连线的垂直平分线方向业引三个电源并联这,、个等效电源产生的以速度v0平动时MN两点间图5n刃感应电动势为的电势差U多大?图2,c=lBv二B

5、lwR/2二1B2(了2:解析在高中物理教材中r内=BMe=这个等效电源的内阻为r/3’感应电动势的计算公式为月x翻,、/厅飞,少,、、v由闭含电路的欧姆定律知通过电阻R的电流为vlB其中l为BI三者两两垂。。·、/直,=r内+R=+Zr=3B护`4rO<时导线的长度对题述曲线“()lBz武(合)“切割磁感线产生感应电动势的所以电阻R消耗的功率为,,飞召,情况可将曲线等效为直线从P==314r22r=92B14扩/98r/护R()。12B以而计算感应电动势的大小把图中的曲线用无数条折线所代图3,。,(下转第原72页)替则如图3所示在折线中砂——,盆扭习。,。一+l,十

6、1x=n%1=。一;·rn十rn二:+又f(1又1圆nC与圆nC外切故很()f()—·,。。一,n,,,==12⋯一()一⋯,告设{nr}公比为q则x。_1,一xnnr+=`+ln+`,由此知数列l}为等比数列其首项为涯()·f叽②①,公比为因“,`得.++;n+rn工+=t+l2arn径()士:一lX。**++==(⋯,./得q==t+1一卜卜士②①粉息声“一’.。一于是。=(,昼兰告日。__互二丝上卫贵智,,防卜汤,b一lO一1=二r十十+一sn(子褚⋯代):0簇少感l,了=x,即当n.(1)解当时从(I)可知0叮Z一l=:+12.耐()2共业兰二r()一11:,二

7、x共续城1时f(x),2一l夕-nn+,x。x二。+1,忿又￡+2少当蕊少城1时即当城感时由(I):、、评注圆之间的内在xnnx一x。x二xx。+,,,,本题抓住函数与方程数列可知=+b城簇,n=123,,f()()(联系融合自然考查综合运用代数与几何知识解决问⋯).题的能力一1二。()一例4(l哭班〕年全国高考题)已知函数yf(劝的图李,。口.xnn。,,二象是原点出发的一条折线簇y城十1二ol为求函数f(x)的定义域须对当(b一l,,.2笋n,,,⋯)时该图象是斜率为bn的线段(其中正常数b二123⋯)进行讨论(.,x。x。n,,l设