物理-電磁感應(yīng)ppt課件

1、電磁感應(yīng)習(xí)題 如下圖如下圖,粗細(xì)均勻的金屬環(huán)的電阻為粗細(xì)均勻的金屬環(huán)的電阻為R,可轉(zhuǎn)動(dòng)的金屬桿可轉(zhuǎn)動(dòng)的金屬桿OA的電阻為的電阻為R/4,桿長(zhǎng)為桿長(zhǎng)為L(zhǎng),A端與環(huán)相接觸端與環(huán)相接觸,一定值電阻分別與一定值電阻分別與桿的端點(diǎn)桿的端點(diǎn)O及環(huán)邊連接及環(huán)邊連接.桿桿OA在垂直于環(huán)面向里、磁感應(yīng)在垂直于環(huán)面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,繞繞O端以角速度端以角速度順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),求電求電路中總電流的變化范圍路中總電流的變化范圍. 答案： 22223LLRR 如下圖如下圖,兩根足夠長(zhǎng)的直金屬導(dǎo)軌兩根足夠長(zhǎng)的直金屬導(dǎo)軌MN、PQ平行放置在傾角為平行放置在傾角為的絕緣的絕緣斜面上斜面上

2、,兩導(dǎo)軌間距為兩導(dǎo)軌間距為L(zhǎng),M、P兩點(diǎn)之間接有阻值為兩點(diǎn)之間接有阻值為R的電阻的電阻.一根質(zhì)量一根質(zhì)量為為m的均勻直金屬桿的均勻直金屬桿ab放在兩導(dǎo)軌上放在兩導(dǎo)軌上,并與導(dǎo)軌垂直并與導(dǎo)軌垂直.整套裝置處于磁整套裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直斜面向下磁場(chǎng)方向垂直斜面向下,導(dǎo)軌和金屬桿的導(dǎo)軌和金屬桿的電阻可忽略電阻可忽略.讓讓ab桿沿導(dǎo)軌由靜止開(kāi)始下滑桿沿導(dǎo)軌由靜止開(kāi)始下滑,導(dǎo)軌和金屬桿接觸良好導(dǎo)軌和金屬桿接觸良好,不不計(jì)它們之間的摩擦計(jì)它們之間的摩擦.(1)由由b向向a方向看到的裝置如圖方向看到的裝置如圖(b)所示所示,請(qǐng)?jiān)诖藞D中畫(huà)出請(qǐng)?jiān)诖藞D中畫(huà)出ab桿

3、下滑過(guò)程桿下滑過(guò)程中某時(shí)刻的受力示意圖中某時(shí)刻的受力示意圖;(2)在加速下滑過(guò)程中在加速下滑過(guò)程中,當(dāng)當(dāng)ab桿的速度大小為桿的速度大小為v時(shí)時(shí),求此時(shí)求此時(shí)ab桿中的電流桿中的電流及加速度大小及加速度大小;(3)求在下滑過(guò)程中求在下滑過(guò)程中,ab桿可以達(dá)到的速度最大值桿可以達(dá)到的速度最大值. (4)若設(shè)金屬桿若設(shè)金屬桿ab的電阻為的電阻為r，當(dāng)金屬桿，當(dāng)金屬桿ab達(dá)到最達(dá)到最 大速度時(shí)，問(wèn)金屬桿大速度時(shí)，問(wèn)金屬桿ab 兩端的電壓兩端的電壓Uab=？ (5)在第在第(3)問(wèn)中若金屬桿問(wèn)中若金屬桿ab 沿導(dǎo)軌由靜止沿導(dǎo)軌由靜止 到達(dá)到最大速度時(shí)下滑的距離為到達(dá)到最大速度時(shí)下滑的距離為d，則電阻，則

4、電阻 R上產(chǎn)生的電熱上產(chǎn)生的電熱 Q =？以及流過(guò)電阻？以及流過(guò)電阻R的電的電 荷量荷量q=？答案：sinabmgRUBL322244sinsin2m g RQmgdgB LBLvIR2 2sinB L vagmR 2 2sinmgRmB Lv(1)(2)(3)(4)(5)BLdqR水平放置的平行金屬導(dǎo)軌左邊接有電阻水平放置的平行金屬導(dǎo)軌左邊接有電阻R1.5，軌道相距，軌道相距0.4m且所且所在處有豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖在處有豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖2，金屬棒，金屬棒ab橫跨導(dǎo)軌兩端，其電阻橫跨導(dǎo)軌兩端，其電阻r0.5，金屬棒與電阻，金屬棒與電阻R相距

5、相距1m，整個(gè)系，整個(gè)系統(tǒng)始終處于靜止?fàn)顟B(tài)，求：統(tǒng)始終處于靜止?fàn)顟B(tài)，求：（1當(dāng)當(dāng)t0.1s時(shí)，通過(guò)金屬棒時(shí)，通過(guò)金屬棒ab的感應(yīng)電流大小及方向；的感應(yīng)電流大小及方向；（2當(dāng)當(dāng)t0.3s時(shí)，金屬棒時(shí)，金屬棒ab受到的摩擦力大小及方向受到的摩擦力大小及方向.圖1R圖2答案 （1） （2）感應(yīng)電流方向?yàn)閺腷到a 解題思路： 1、找電源 2、找電流 3、找電阻 4、受力分析，以研究運(yùn)動(dòng)情況 5、涉及電量的計(jì)算一般與位移有關(guān)。 6、求電熱兩根光滑的長(zhǎng)直金屬導(dǎo)軌兩根光滑的長(zhǎng)直金屬導(dǎo)軌MN、MN平行置于同一水平面內(nèi)平行置于同一水平面內(nèi),導(dǎo)軌間距導(dǎo)軌間距為為L(zhǎng),電阻不計(jì)電阻不計(jì),M、M處接有如圖處接有如圖9-

6、4-5所示的電路所示的電路,電路中各電阻的電路中各電阻的阻值均為阻值均為R,電容器的電容為電容器的電容為C、長(zhǎng)度也為、長(zhǎng)度也為L(zhǎng)、電阻值同為、電阻值同為R的金屬棒的金屬棒ab垂直于導(dǎo)軌放置垂直于導(dǎo)軌放置,導(dǎo)軌處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為導(dǎo)軌處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中場(chǎng)中,ab在外力作用下向右勻速運(yùn)動(dòng)且與導(dǎo)軌保持良好接觸在外力作用下向右勻速運(yùn)動(dòng)且與導(dǎo)軌保持良好接觸,在在ab運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)距離為距離為s的過(guò)程中的過(guò)程中,整個(gè)回路中產(chǎn)生的焦耳熱為整個(gè)回路中產(chǎn)生的焦耳熱為Q,求求:(1)ab運(yùn)動(dòng)速度運(yùn)動(dòng)速度V的大小的大小;(2)電容器所帶的電荷量電容器所帶的電荷量q. 圖9-4-

7、5答案42 2QRvL sCQRqBLs , (1)(2)如圖光滑平行導(dǎo)軌豎直放置，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直紙面如圖光滑平行導(dǎo)軌豎直放置，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。上端有兩個(gè)電阻并聯(lián)。上端有兩個(gè)電阻并聯(lián)阻值分別為阻值分別為R、2R。金屬桿。金屬桿MN電阻為電阻為r，水平放，水平放置并與導(dǎo)軌接觸良好。（忽略其它導(dǎo)線電阻金置并與導(dǎo)軌接觸良好。（忽略其它導(dǎo)線電阻金屬桿屬桿MN由靜止釋放，始終保持水平。當(dāng)流過(guò)金屬由靜止釋放，始終保持水平。當(dāng)流過(guò)金屬桿桿MN的電量為的電量為q時(shí)，金屬桿時(shí)，金屬桿MN達(dá)到穩(wěn)定速度。求：達(dá)到穩(wěn)定速度。求：（1金屬桿的穩(wěn)定速度金屬桿的穩(wěn)定速度 V =

8、 ？（2穩(wěn)定后金屬桿穩(wěn)定后金屬桿MN兩端電壓兩端電壓 UMN=？（3從靜止到穩(wěn)定，金屬桿從靜止到穩(wěn)定，金屬桿MN產(chǎn)生的電熱產(chǎn)生的電熱Qr=？ (4)能否求出金屬桿能否求出金屬桿MN從靜止釋放到達(dá)到穩(wěn)定速?gòu)撵o止釋放到達(dá)到穩(wěn)定速度需要的時(shí)間度需要的時(shí)間t=？如下圖，正方形的金屬線圈如下圖，正方形的金屬線圈abcd的電阻為的電阻為R，質(zhì)量為，質(zhì)量為m，邊長(zhǎng)，邊長(zhǎng)L。通過(guò)輕繩與質(zhì)量是通過(guò)輕繩與質(zhì)量是M的重物連接。兩個(gè)滑輪均忽略質(zhì)量。并忽略一的重物連接。兩個(gè)滑輪均忽略質(zhì)量。并忽略一切摩擦阻力。勻強(qiáng)磁場(chǎng)水平方向，磁感應(yīng)強(qiáng)度均為切摩擦阻力。勻強(qiáng)磁場(chǎng)水平方向，磁感應(yīng)強(qiáng)度均為B。PQ、MN、EF相互平行且間距均

9、為相互平行且間距均為L(zhǎng)。PQ與與MN之間的磁場(chǎng)方向向外，之間的磁場(chǎng)方向向外，MN與與EF之間的磁場(chǎng)向里。金屬線圈之間的磁場(chǎng)向里。金屬線圈abcd的的ab邊始終保持水平，線圈不邊始終保持水平，線圈不翻轉(zhuǎn)。整個(gè)裝置由靜止釋放問(wèn)：翻轉(zhuǎn)。整個(gè)裝置由靜止釋放問(wèn)：（1當(dāng)金屬線圈當(dāng)金屬線圈abcd的的ab邊剛進(jìn)入邊剛進(jìn)入EF邊邊界時(shí)，其加速度界時(shí)，其加速度a=？（2若金屬線圈若金屬線圈abcd的的ab邊運(yùn)動(dòng)到邊運(yùn)動(dòng)到MN與與 PQ之間的某一位置時(shí)金屬線圈達(dá)到穩(wěn)定之間的某一位置時(shí)金屬線圈達(dá)到穩(wěn)定 速度，則從靜止釋放到金屬線圈速度，則從靜止釋放到金屬線圈abcd的的 ab邊運(yùn)動(dòng)到邊運(yùn)動(dòng)到PQ邊界時(shí)，金屬線圈邊界時(shí)，金屬線圈abcd上上產(chǎn)生的電熱產(chǎn)生的電熱Q=？abdcPQNMEFLLLh 如下圖，兩根平行金屬導(dǎo)軌固定在水平桌面上，每根導(dǎo)軌每米的電阻為r0=0.10/m，導(dǎo)軌的端點(diǎn)P、Q用電阻可以忽略的導(dǎo)線相連，兩導(dǎo)軌間的距離l=0.20m。有隨時(shí)間變化的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于桌面，已知磁感應(yīng)強(qiáng)度B與時(shí)間t的關(guān)系為B=kt，比例系數(shù)k=0.020T/s。一電阻不計(jì)的金屬桿可在導(dǎo)軌上無(wú)摩擦低滑動(dòng)，在滑動(dòng)過(guò)程中保持與導(dǎo)軌垂直。在t=0時(shí)刻，金屬桿緊靠在P、Q端，在外力作用下，桿以恒定的加速度從靜止開(kāi)始向?qū)к壍牧硪欢嘶瑒?dòng)，求在t=6.0s時(shí)金屬桿所受的安培力。（F1.44103N） 如下圖, 豎直放置的