电磁感应中的电路问题优秀课件.ppt
电磁感应中的电路问题第1页，本讲稿共12页解决电路问题方法解决电路问题方法1 1、确定电源：、确定电源：首先判断产生电磁感应现象的那一部分导体（电源），首先判断产生电磁感应现象的那一部分导体（电源），其次利用其次利用 或或 求感应电动势求感应电动势的大小，利用右手定则或楞次定律判断电流方向。的大小，利用右手定则或楞次定律判断电流方向。2 2、分析电路结构，画等效电路图、分析电路结构，画等效电路图3 3、利用电路规律求解，主要有欧姆定律，、利用电路规律求解，主要有欧姆定律，串并联规律等串并联规律等第2页，本讲稿共12页例例2 2、如图所示，一圆环及内接、外切的两个正方形框均由、如图所示，一圆环及内接、外切的两个正方形框均由材料、横截面积相同的相互绝缘导线制成，并各自形成闭合材料、横截面积相同的相互绝缘导线制成，并各自形成闭合回路，则三者的电阻之比为，若把它们置于同一匀回路，则三者的电阻之比为，若把它们置于同一匀强磁场中，当各处磁感应强度发生相同变化时，三个回路中强磁场中，当各处磁感应强度发生相同变化时，三个回路中电流之比为电流之比为:2:2:4:4:1:1:第3页，本讲稿共12页例例3 3、如图所示，平行导轨置于磁感应强度为、如图所示，平行导轨置于磁感应强度为B B的匀强磁场中的匀强磁场中（方向向里），间距为（方向向里），间距为L L，左端电阻为，左端电阻为R R，其余电阻不计，导轨，其余电阻不计，导轨右端接一电容为右端接一电容为C C的电容器。现有一长的电容器。现有一长2L2L的金属棒的金属棒abab放在导轨放在导轨上，上，abab以以a a为轴、角速度为为轴、角速度为顺时针转过顺时针转过9090的过程中，通过的过程中，通过R R的电量为多少的电量为多少?第4页，本讲稿共12页例例4 4、一电容器的电容、一电容器的电容10F10F，垂直于回路平面的磁场的磁，垂直于回路平面的磁场的磁感强度以感强度以5105103 3T/sT/s的变化率增加，回路面积的变化率增加，回路面积1010-2-2m m2 2，如图，如图，则当稳定时，则当稳定时，A A、C C两板的电势差为两板的电势差为_V_V，A A板带电荷的板带电荷的种类为种类为_，带电量，带电量_C_C负负 第5页，本讲稿共12页例例5 5如图，粗细均匀的电阻为如图，粗细均匀的电阻为r r的金属圆环，放在图示的匀强的金属圆环，放在图示的匀强磁场中，磁感强度为磁场中，磁感强度为B B，圆环直径，圆环直径l l，另一长为，另一长为l l，电阻，电阻r r的金的金属棒属棒abab放在圆环上，接触电阻不计当放在圆环上，接触电阻不计当abab棒以棒以v v向左运动到向左运动到图示虚线位置时，金属棒中的电流强度大小等于图示虚线位置时，金属棒中的电流强度大小等于_，金属，金属棒两端电势差等于棒两端电势差等于_。第6页，本讲稿共12页6 6如图所示，粗细均匀金属环的电阻为如图所示，粗细均匀金属环的电阻为R R，可转动的金属，可转动的金属杆杆OAOA的电阻为的电阻为R/4R/4，杆长为，杆长为L L，A A端与环相接触，电刷端与环相接触，电刷D D和和D D 分分别与杆的端点别与杆的端点O O及环边接触。杆及环边接触。杆OAOA在垂直于环面向里的、磁感应强在垂直于环面向里的、磁感应强度为度为B B的匀强磁场中，以角速度的匀强磁场中，以角速度 沿顺时针方向转动，外电路上沿顺时针方向转动，外电路上接有一电阻接有一电阻R/2R/2。则电路中总电流的最小值为。则电路中总电流的最小值为，最大值，最大值为为。BLBL2 2/2R/2R，2BL2BL2 2/3R/3R第7页，本讲稿共12页例例7 7、（、（19991999年广东）如图所示，年广东）如图所示，MNMN、PQPQ为两平行金属导轨，为两平行金属导轨，M M、P P间连有一阻值为间连有一阻值为R R的电阻，导轨处于匀强磁场中，磁感的电阻，导轨处于匀强磁场中，磁感应强度为应强度为B B，磁场方向与导轨所在平面垂直，图中磁场垂直纸面，磁场方向与导轨所在平面垂直，图中磁场垂直纸面向里向里.有一金属圆环沿两导轨滑动，速度为有一金属圆环沿两导轨滑动，速度为v v，与导轨接触良，与导轨接触良好，圆环的直径好，圆环的直径d d与两导轨间的距离相等与两导轨间的距离相等.设金属环与导轨的电设金属环与导轨的电阻均可忽略，当金属环向右做匀速运动时阻均可忽略，当金属环向右做匀速运动时A.A.有感应电流通过电阻有感应电流通过电阻R R，大小为，大小为 B.B.有感应电流通过电阻有感应电流通过电阻R R，大小为，大小为Bdv/RBdv/RC.C.有感应电流通过电阻有感应电流通过电阻R R，大小为，大小为2Bdv/R2Bdv/RD.D.没有感应电流通过电阻没有感应电流通过电阻R RB第8页，本讲稿共12页例例8 8、在磁感应强度为、在磁感应强度为B=0.4 TB=0.4 T的匀强磁场中放一个半径的匀强磁场中放一个半径r r0 0=50 cm=50 cm的圆形导轨，上面搁有互相垂直的两根导体棒，一起以角的圆形导轨，上面搁有互相垂直的两根导体棒，一起以角速度速度=10=103 3 rad/s rad/s逆时针匀速转动逆时针匀速转动.圆导轨边缘和两棒中央圆导轨边缘和两棒中央通过电刷与外电路连接，若每根导体棒的有效电阻为通过电刷与外电路连接，若每根导体棒的有效电阻为R R0 0=0.8=0.8，外接电阻，外接电阻R=3.9 R=3.9，如所示，求：（，如所示，求：（1 1）每半根导体棒产生）每半根导体棒产生的感应电动势的感应电动势.（2 2）当电键）当电键S S接通和断开时两电表示数（两接通和断开时两电表示数（两表均为理想电表）表均为理想电表）第9页，本讲稿共12页E E1 1=50 V.=50 V.当电键当电键S S断开时，外电路开路，电流表示数为零，电压表示断开时，外电路开路，电流表示数为零，电压表示数等于电源电动势，为数等于电源电动势，为50 V.50 V.此时电压表示数即路端电压为此时电压表示数即路端电压为U=E-Ir=50-12.50.1 V=48.75 VU=E-Ir=50-12.50.1 V=48.75 V或或U=IR=12.53.9 V=48.75 VU=IR=12.53.9 V=48.75 V当电键当电键SS接通时，由全电路欧姆定律得电流强度为接通时，由全电路欧姆定律得电流强度为12.5 A12.5 A第10页，本讲稿共12页例例9 9、半径为、半径为a a的圆形区域内有均匀磁场、磁感应强度为的圆形区域内有均匀磁场、磁感应强度为B=0.2TB=0.2T，磁场方向垂直纸面向里，半径为，磁场方向垂直纸面向里，半径为b b的金属圆环与磁场同心放置，的金属圆环与磁场同心放置，磁场与环面垂直，其中磁场与环面垂直，其中a=0.4m,b=0.6ma=0.4m,b=0.6m。金属环上分别接有灯。金属环上分别接有灯L L1 1、L L2 2，两灯的电阻均为，两灯的电阻均为R R0 0=2=2，一金属棒，一金属棒MNMN与金属环接触良与金属环接触良好。棒与环的电阻均忽略不计。（好。棒与环的电阻均忽略不计。（1 1）若棒以）若棒以v v0 0=5m/s=5m/s的速率在环的速率在环上向右匀速滑动，求棒滑过圆环直径上向右匀速滑动，求棒滑过圆环直径OOOO的瞬时（如图）的瞬时（如图）MNMN中中的电动势和流过灯的电动势和流过灯L L1 1的电流。（的电流。（2 2）撤去中间的金属棒）撤去中间的金属棒MNMN，将右，将右面的半圆环面的半圆环OLOL2 2OO以以OOOO为轴向上翻转为轴向上翻转9090，若此时磁场随时，若此时磁场随时间均匀变化，其变化率为间均匀变化，其变化率为 求求L L1 1的功的功率。率。（1 1）E=0.8VE=0.8V，I=0.4A I=0.4A （2 2）P=1.2810P=1.2810-2-2W W第11页，本讲稿共12页1010、如图所示，半径分别为、如图所示，半径分别为L L1 1=0.1m,L=0.1m,L2 2=0.2m=0.2m的两个同心的两个同心金属圆环被三根电阻为金属圆环被三根电阻为r=0.3r=0.3的铜杆固定，并置于磁的铜杆固定，并置于磁感应强度感应强度B=0.2TB=0.2T的匀强磁场中，通过电刷的匀强磁场中，通过电刷P P和和Q Q与外与外R=1.7R=1.7相连接，若两环以环心为轴、以角速度相连接，若两环以环心为轴、以角速度=300rad/s=300rad/s匀速转动，其它电阻不计，求通过电阻匀速转动，其它电阻不计，求通过电阻R R的电流强度的电流强度 第12页，本讲稿共12页
