高中物理课件：电磁感应规律的应用.ppt

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1、电磁感应规律综合应用的四种题型2、电磁感应中的力学问题1、电磁感应中的电路问题3、电磁感应中的能量问题4、电磁感应中的图象问题1、电磁感应中的电路问题如图所示，一个500匝的线圈的两端跟R＝99Ω的电阻相连接，置于竖直向下的匀强磁场中，线圈的横截面积是20㎝2，电阻为1Ω，磁场的磁感应强度随时间变化的图象如图所示。求磁场变化过程中通过电阻R的电流为多大？解析：由图b知，线圈中磁感应强度B均匀增加，其变化率ΔB／Δt=(50-10)/4=10T/s.1、电磁感应中的电路问题基本方法：1、用法拉第电磁感应定律和楞次定律确定感应电动势的大小和方向。2、画等效电路。3、运用闭合电路欧姆定律，

2、串并联电路性质，电功率等公式联立求解。等效电路图1、电路方面:求感应电动势E,内外电路路端电压U,干支路电流I,消耗的电功率P2、力学方面:匀速运动时所加外力F大小,外力功W,外力功功率PR1R2Er1如图,长为L的铜杆OA以O为轴在垂直于匀强磁场的平面内以角速度ω匀速转动,磁场的磁感应强度为B,求杆OA两端的电势差.ωAOA'例1如图,有一匀强磁场B=1.0×10-3T，在垂直磁场的平面内,有一金属棒AO,绕平行于磁场的O轴顺时针转动,已知棒长L=0.20m，角速度ω=20rad/s，求：棒产生的感应电动势有多大？练习1ωABCRO如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有半径为r

3、的光滑半圆形导体框架。OC为一端绕O点在框架上滑动的导体棒，OA之间连一个阻值为R的电阻（其余电阻都不计），若使OC以角速度ω匀速转动。试求：（1）图中哪部分相当于电源？（2）感应电动势E为多少？（3）流过电阻R的电流I为多少？练习2（1）导体棒OC（2）（3）3、把总电阻为2R的均匀电阻丝焊接成一半径为a的圆环,水平固定在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中,如图所示,一长度为2a,电阻为R,粗细均匀的金属棒MN放在圆环上,它与圆环始终保持良好的接触,当金属棒以恒定速度v向右移动经过环心O时,求:2、在圆环和金属棒上消耗的总功率1、棒上的电流I大小,棒两端的电压UNMRRER4、如

4、图所示，电阻不计的裸导体AB与宽为60cm的平行金属导轨良好接触，电阻R1＝3Ω，R2＝6Ω，整个装置处在垂直导轨向里的匀强磁场中，磁感应强度B＝0.5T。当AB向右以V＝5m/s的速度匀速滑动时，求流过电阻R1、R2的电流大小。A××××　×××××　×R2VBR12、电磁感应中的力学问题电磁感应中产生的感应电流在磁场中将受到安培力的作用，因此，电磁感应问题往往跟力学问题联系在一起，解决这类电磁感应中的力学问题，不仅要应用电磁学中的有关规律，如楞次定律、法拉第电磁感应定律、左右手定则、安培力的计算公式等，还要应用力学中的有关规律，如牛顿运动定律、动能定理、机械能守恒定律等。要将电磁

5、学和力学的知识综合起来应用。由于安培力和导体中的电流、运动速度均有关，所以对磁场中运动导体进行动态分析十分必要。【例1】水平放置于匀强磁场中的光滑导轨上，有一根导体棒ab，用恒力F作用在ab上，由静止开始运动，回路总电阻为R，分析ab的运动情况，并求ab的最大速度。abBRFf1a=(F-f)/mvE=BLvI=E/Rf=BILFf2解：当f=F时，a=0，速度达到最大，FfF=f=BIL=B2L2vm/Rvm=FR/B2L2vm称为收尾速度.2、电磁感应中的力学问题2、电磁感应中的力学问题基本方法：1、用法拉第电磁感应定律和楞次定律求感应电动势的大小和方向。2、求回路中的电流强度3

6、、分析导体受力情况（包含安培力，用左手定则）4、列动力学方程求解。【例2】在磁感应强度为B的水平均强磁场中，竖直放置一个冂形金属框ABCD，框面垂直于磁场，宽度BC＝L，质量m的金属杆PQ用光滑金属套连接在框架AB和CD上如图.金属杆PQ电阻为R，当杆自静止开始沿框架下滑时：(1)开始下滑的加速度为多少?(2)框内感应电流的方向怎样？安培力的方向？(3)金属杆下滑的最大速度是多少?QBPCDA解:（1）开始PQ受力为mg,mg所以a=g（2）PQ向下加速运动,产生感应电流,方向顺时针,受到向上的磁场力F作用。IF(3)达最大速度时,F=BIL=B2L2vm/R=mg∴vm=mgR/B

7、2L2【例3】已知：AB、CD足够长，L，θ，B，R。金属棒ab垂直于导轨放置，与导轨间的动摩擦因数为μ，质量为m，从静止开始沿导轨下滑，导轨和金属棒的电阻阻都不计。求ab棒下滑的最大速度θθDCABBabR速度最大时做匀速运动受力分析，列动力学方程(1)金属杆刚进入磁场时的感应电动势；(2)金属杆刚进入磁场时的加速度；NM①感应电动势的大小②感应电流的大小和方向③使金属棒匀速运动所需的拉力④感应电流的功率⑤拉力的功率RFmrMNQPabB【作业1】如图B