电磁感应典型例题解析课件.ppt

《电磁感应典型例题解析课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电磁感应典型例题解析课件.ppt（28页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、关于电磁感应典型例题解析现在学习的是第1页，共28页例题一例题一如图所示，如图所示，AB、CD是两极足够长的固定平行金属导是两极足够长的固定平行金属导轨，两导轨间的距离为轨，两导轨间的距离为L，导轨平面与水平面的夹角，导轨平面与水平面的夹角是是。在整个导轨平面内都有垂直于导轨平面斜向。在整个导轨平面内都有垂直于导轨平面斜向上方的匀强磁场，磁感应强度为上方的匀强磁场，磁感应强度为B，在导轨的，在导轨的AC端端连接一个阻值为连接一个阻值为R的电阻。一根垂直于导轨放置的金的电阻。一根垂直于导轨放置的金属棒属棒ab，质量为，质量为m，从静止开始沿导轨下滑，求，从静止开始沿导轨下滑，求ab棒的最大速度。

2、要求画出棒的最大速度。要求画出ab棒的受力图。已知棒的受力图。已知ab与导轨间的滑动摩擦系数与导轨间的滑动摩擦系数，导轨和金属棒的电，导轨和金属棒的电阻都不计。阻都不计。mgNfF受力图如右受力图如右现在学习的是第2页，共28页例题分析与解答例题分析与解答导导体体棒棒的的受受力力图图以以及及它它的的速速度度加速度的方向如图所示。加速度的方向如图所示。当a=0时速度最大。mgsin=mgcos+ILB I=LVmB/RVm=mgR(sin-cos)/L2B2。现在学习的是第3页，共28页例题二例题二两根相距两根相距d=0.20m的平行金属导轨固定在同一水平面的平行金属导轨固定在同一水平面内，并处

3、于竖直方向的匀强磁场中，磁场的磁感应强内，并处于竖直方向的匀强磁场中，磁场的磁感应强度度B=0.20T。导轨上面横放着两根金属细杆，构。导轨上面横放着两根金属细杆，构成矩形回路，每条金属细杆的电阻成矩形回路，每条金属细杆的电阻r=0.25，回，回路中其余部分的电阻可不计。已知两金属细杆在平行路中其余部分的电阻可不计。已知两金属细杆在平行于导轨的拉力的作用下沿导轨朝相反方向匀速平移，于导轨的拉力的作用下沿导轨朝相反方向匀速平移，速度大小都是速度大小都是v=5.0m/s，如图所示。不计导轨上的摩，如图所示。不计导轨上的摩擦。（擦。（1）求作用于每条金属细杆的拉力的大小；）求作用于每条金属细杆的拉力

4、的大小；（2）求两金属细杆在间距增加）求两金属细杆在间距增加0.40m的滑动过程中共的滑动过程中共产生的热量。产生的热量。现在学习的是第4页，共28页例题分析与解答例题分析与解答（1）E=LVB2=0.4V，I=0.8A，F=IdB=0.032N。（2）Q=I2Rt=0.0128J本本题题中中外外力力做做的的功功等等于于电电流流产产生生的的热热量量，故：故：Q=2FX=2 0.2 0.032=0.0128J现在学习的是第5页，共28页例题三例题三两金属杆两金属杆ab和和cd长均为长均为L，电阻均为，电阻均为R，质量分别为，质量分别为M和和m，Mm。用两根质。用两根质量和电阻均可忽略的不可伸长的

5、柔软导量和电阻均可忽略的不可伸长的柔软导线将它们连成闭合回路，并悬挂在水平、线将它们连成闭合回路，并悬挂在水平、光滑、不导电的圆棒两侧。两金属杆都光滑、不导电的圆棒两侧。两金属杆都处在水平位置（如图所示）。整个装置处在水平位置（如图所示）。整个装置处在一与回路平面相垂直的匀强磁场中，处在一与回路平面相垂直的匀强磁场中，磁感应强度为磁感应强度为B。若金属杆。若金属杆ab正好匀速正好匀速向下运动，求运动速度。向下运动，求运动速度。现在学习的是第6页，共28页例题分析与解答例题分析与解答设磁场方向向外设磁场方向向外先研究先研究MMgTTIF=ILBIF=ILBmgTTMg=2T+ILB 再研究mmg

6、+ILB=2T I=2LVB/2R V=(M-m)g/2L2B2。I怎么求？现在学习的是第7页，共28页例题四例题四把总电阻为把总电阻为2R的均匀电阻丝焊接成一的均匀电阻丝焊接成一半径为半径为a的圆环，水平固定在竖直向的圆环，水平固定在竖直向下的磁感应强度为下的磁感应强度为B的匀强磁场中，的匀强磁场中，如图所示，一长度为如图所示，一长度为2a，电阻为，电阻为R的粗的粗细均匀金属棒细均匀金属棒MN放在圆环上，它与圆放在圆环上，它与圆环始终保护良好的电接触。当金属棒以环始终保护良好的电接触。当金属棒以恒定的速度恒定的速度v垂直于棒向右运动到图示位垂直于棒向右运动到图示位置时，求：（置时，求：（1）

7、棒中电流的大小和方）棒中电流的大小和方向及金属棒两端的电压向及金属棒两端的电压UMN；（；（2）金属棒所受磁场力的大小和方向。金属棒所受磁场力的大小和方向。现在学习的是第8页，共28页例题分析与解答例题分析与解答这类问题的关键是找出电源，分清内外电路。这类问题的关键是找出电源，分清内外电路。VIF方向向左（1）（2）现在学习的是第9页，共28页例题五例题五图为一个直流发电机及其给负载输电的电路，导体图为一个直流发电机及其给负载输电的电路，导体滑轨为两个半径为滑轨为两个半径为L1=0.3m以及以及L2=1.3m的同心圆轨，的同心圆轨，水平放置，其电阻可略去，滑线可绕过圆心且垂直轨面水平放置，其电

8、阻可略去，滑线可绕过圆心且垂直轨面的轴的轴OO自由转动，并且与滑轨接触良好，滑线单位自由转动，并且与滑轨接触良好，滑线单位长度的电阻为长度的电阻为=1/m，整个装置处在垂直轨面、，整个装置处在垂直轨面、磁感应强度为磁感应强度为B的匀强磁场中，滑轨上的匀强磁场中，滑轨上a、b两点两点为发电机的输出端，为发电机的输出端，R0=1，L为为“2V1W”灯泡，灯泡，不计其电阻的变化。当不计其电阻的变化。当K断开时，断开时，L刚好发正常发光，刚好发正常发光，B=0.5T。求：（。求：（1）滑线的转数；（）滑线的转数；（2）当）当K闭合时，闭合时，L与与R两者的功率之和正好等于两者的功率之和正好等于L的额定

9、功率，求的额定功率，求R。现在学习的是第10页，共28页例题分析与解答例题分析与解答（1）灯正常发光时电流）灯正常发光时电流I1=0.5A Uab=2.5V E=UabIr=3V（2）EI=I2（r+R0）+1,3I=2I2+1，I=1AU并=1V,R并=1.R并=RRL/（R+RL）=4R/（4+R）=1R=4/3=1.33 。现在学习的是第11页，共28页例题六例题六一一闭闭合合线线圈圈固固定定在在垂垂直直于于纸纸面面的的匀匀强强磁磁场场中中，设设向向里里为为磁磁感感应应强强度度B的的正正方方向向，线线圈圈中中的的箭箭头头为为电电流流i的的正正方方向向如如图图(1)所所示示。已已知知线线圈

10、圈中中感感生生电电流流i随随时时间间而而变变化化的的图图象象如如图图(2)所所示示，则则磁磁感感应应强强度度B随随时时间间而而变化的图象可能是变化的图象可能是 现在学习的是第12页，共28页例题分析与解答例题分析与解答在已知感生电流的情况下，原磁场的变化一般有两种可能。由图在已知感生电流的情况下，原磁场的变化一般有两种可能。由图2知知00.5s内感生电流是负值，即感生电流产生内感生电流是负值，即感生电流产生“点点”原磁场可能是原磁场可能是“点点”减少或者减少或者“叉叉”增加；增加；0.5s1.5s内感生电流是正值，即感生电流产生内感生电流是正值，即感生电流产生“叉叉”，原磁场可能是原磁场可能是

11、“叉叉”减少或者减少或者“点点”增加；增加；1.5s2.5s内感生电流是负值，感生电流又产生内感生电流是负值，感生电流又产生“点点”，原磁场又可能是原磁场又可能是“点点”减少或者减少或者“叉叉”增加；增加；这里这里“叉叉”增的意义就是增的意义就是B0且增大；且增大；“点点”减的意义是减的意义是B0且绝对值减小，且绝对值减小，所以正确选项是所以正确选项是CD。现在学习的是第13页，共28页作业作业1如如图图所所示示，A、B为为大大小小、形形状状均均相相同同且且内内壁壁光光滑滑，但但用用不不同同材材料料制制成成的的圆圆管管，竖竖直直固固定定在在相相同同高高度度。两两个个相相同同的的磁磁性性小小球球

12、，同同时时从从A、B管管上上端端的的管管口口无无初初速速释释放放，穿穿过过A管管的的小小球球比比穿穿过过B管管的的小小球球先先落落到到地地面面。下下面面对对于于两两管管的的描描述述中中可可能能正正确的是确的是 A A管是用塑料制成的，管是用塑料制成的，B管是用铜制成的管是用铜制成的B A管是用铝制成的，管是用铝制成的，B管是用胶木制成的管是用胶木制成的C A管是用胶木制成的，管是用胶木制成的，B管是用塑料制成的管是用塑料制成的D A管是用胶木制成的，管是用胶木制成的，B管是用铝制成的管是用铝制成的 B中的小球阻力较大，可能发生了电磁感应现象AD现在学习的是第14页，共28页作业作业2如如图图所

13、所示示，有有两两根根和和水水平平方方向向成成角角的的光光滑滑平平行行的的金金属属轨轨道道，上上端端接接有有可可变变电电阻阻R，下下端端足足够够长长，空空间间有有垂垂直直于于轨轨道道平平面面的的匀匀强强磁磁场场，磁磁感感强强度度为为B，有有一一根根质质量量为为m的的金金属属杆杆从从轨轨道道上上由由静静止止滑滑下下。经经过过足足够够长长的的时时间间后后金金属属杆杆的的速速度度会会趋趋近近于于一一个个最最大大速速度则度则 A、如果、如果B增大，增大，vm将变大将变大 B、如果、如果变大，变大，vm将变大将变大C、如果、如果R变大，变大，vm将变大将变大 D、如果、如果m变小，变小，vm将变大将变大

14、B C现在学习的是第15页，共28页作业作业3如如图图所所示示是是一一种种延延时时开开关关，当当S1闭闭合合时时，电电磁磁铁铁F将将衔衔铁铁D吸吸下下，C线线路路接接通通。当当S1断断开开时时，由由于于电电磁磁感感应应作作用用，D将将延延迟迟一一段段时间才被释放。则时间才被释放。则 A、由由于于A线线圈圈的的电电磁磁感感应应作作用用，才才产产生生延延时释放时释放D的作用的作用B、由由于于B线线圈圈的的电电磁磁感感应应作作用用，才才产产生生延时释放延时释放D的作用的作用C、如果断开、如果断开B线圈的电键线圈的电键S2无延时作用无延时作用 D、如果断开、如果断开B线圈的电键线圈的电键S2延时将变长

15、延时将变长 BC现在学习的是第16页，共28页作业作业4如如图图（a），圆圆形形线线圈圈P静静止止在在水水平平桌桌面面上上，其其正正上上方方悬悬挂挂一一相相同同的的线线圈圈Q，P和和Q共共轴轴，Q中中通通有有变变化化电电流流，电电流流随随时时间间变变化化的的规规律律如如图图（b）所所示示，P所受的重力为所受的重力为G，桌面对，桌面对P的支持力为的支持力为N，则，则 A、t t1 1时刻时刻NG。B、t t2 2时刻时刻NG。C、t t3 3时刻时刻NG。D、t t4 4时刻时刻N=G。Q中电流增大相当于Q向P靠近，P中感应电流要排斥Q。AC现在学习的是第17页，共28页作业作业5如图所示，一宽

16、如图所示，一宽40cm的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里。一边长为里。一边长为20cm的正方形导线框位于纸面内，以垂直的正方形导线框位于纸面内，以垂直于磁场边界的恒定速度于磁场边界的恒定速度v=20cm/s通过磁场区域，在运动通过磁场区域，在运动过程中，线框有一边始终与磁场区域的边界平行。取它过程中，线框有一边始终与磁场区域的边界平行。取它刚进入磁场的时刻刚进入磁场的时刻t=0，在下列图线中，正确反映感生电流，在下列图线中，正确反映感生电流强度随时间变化规律的是强度随时间变化规律的是 磁通量先增大，再不变，最后减少C现在学习的是第18页，共28页作业作业6M

17、和和N是是绕绕在在一一个个环环形形铁铁心心上上的的两两个个线线圈圈，绕绕法法和和线线路路如如图图所所示示。现现将将开开关关K从从a处处断断开开，然然后后合合向向b处处，在此过程中，通过电阻在此过程中，通过电阻R2的电流方向是：的电流方向是：A、先由、先由c流向流向d，后又由，后又由c流向流向d B、先由、先由c流向流向d，后又由，后又由d流向流向cC、先由、先由d流向流向c，后又由，后又由d流向流向c D、先由、先由d流向流向c，后又由，后又由c流向流向d 对线圈N来说，a断开则顺时针的磁通量减少，b接通则逆进针的磁通量增大。A现在学习的是第19页，共28页作业作业7图图示示电电路路中中A1和

18、和A2是是完完全全相相同同的的灯灯泡泡，线线圈圈L的的电电阻阻为为零零下列说法中正确的是：下列说法中正确的是：A、合上开关、合上开关K接通电路时接通电路时A2先亮，先亮，A1后亮最后一样亮后亮最后一样亮B、合上开关、合上开关K接通电路时，接通电路时，A1和和A2始终一样亮始终一样亮C、断开开关、断开开关K切断电路时，切断电路时，A2立刻熄灭，立刻熄灭，A1过一会儿熄灭过一会儿熄灭D、断开开关、断开开关K切断电路时，切断电路时，A1和和A2都要过一会儿才熄灭都要过一会儿才熄灭 合上电键时L阻碍电流增大，A2先亮断开电键时L是个电源，LA1A2是个新回路AD现在学习的是第20页，共28页作业作业8

19、在在图图中中的的自自感感现现象象中中，发发现现当当断断开开电电键键K时时，灯泡灯泡A会更亮一些再熄灭此现象表明会更亮一些再熄灭此现象表明 A、线圈、线圈L中电流增大中电流增大 B、线圈、线圈L中电流减小中电流减小C、线圈、线圈L中电流先增大后减小中电流先增大后减小 D、线圈线圈L中电流变化无法判断中电流变化无法判断 L的作用是阻碍电流的减少，但电流肯定在减少因为阻碍不是阻止。B灯变亮是因为A 中电流比原来的电流大灯为何变亮？现在学习的是第21页，共28页作业作业9如图所示，两条互相平行的光滑金属导轨位于水平面内，距离为如图所示，两条互相平行的光滑金属导轨位于水平面内，距离为l0.2米，在导米，

20、在导轨的一端接有阻值为轨的一端接有阻值为R0.5欧的电阻，在欧的电阻，在X0处有一与水平面垂直的均匀磁处有一与水平面垂直的均匀磁场，磁感强度场，磁感强度B0.5特斯拉。一质量为特斯拉。一质量为m0.1千克的金属直杆垂直放置在导轨千克的金属直杆垂直放置在导轨上，并以上，并以v02米米/秒的初速度进入磁场，在安培力和一垂直于杆的水平外力秒的初速度进入磁场，在安培力和一垂直于杆的水平外力F的的共同作用下作匀变速直线运动，加速度大小为共同作用下作匀变速直线运动，加速度大小为a2米米/秒秒2、方向与初速度方向相、方向与初速度方向相反。设导轨和金属杆的电阻都可以忽略，且接触良好。求：（反。设导轨和金属杆的

21、电阻都可以忽略，且接触良好。求：（1）电流为零）电流为零时金属杆所处的位置；（时金属杆所处的位置；（2）电流为最大值的一半时施加在金属杆上外力）电流为最大值的一半时施加在金属杆上外力F的大小的大小和方向；（和方向；（3）保持其他条件不变，而初速度）保持其他条件不变，而初速度v0取不同值，求开始时取不同值，求开始时F的方向的方向与初速度与初速度v0取值的关系。取值的关系。现在学习的是第22页，共28页解答解答（1）V=0时时I=0-2aX=0-V02,X=1m.(2)Im=LV0B/R=0.4A,当当I=0.2A时时ILB=0.02N 当导体棒向右运动时当导体棒向右运动时 Ff安安ma，Fmaf

22、安安0.18N 方向与方向与x轴相反轴相反 当导体棒向左运动时当导体棒向左运动时Ff安安ma Fmaf安安0.22N 方向与方向与x轴相反轴相反（3）开始时）开始时 vv0，f安安ImBLB2L2v0/R Ff安安ma，Fmaf安安maB2L2v0/R当当v0maR/B2L210m/s 时，时，F0 方向与方向与x轴相反轴相反 当当v0maR/B2L210m/sm/s 时，时，F0 方向与方向与x轴相同轴相同 现在学习的是第23页，共28页作业作业10如图所示，固定水平桌面上的金属框架如图所示，固定水平桌面上的金属框架cdef，处在竖直向下，处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒的匀强磁场中，金属棒

23、ab搁在框架上，可无摩擦滑动，此时搁在框架上，可无摩擦滑动，此时adeb构成一个边长为构成一个边长为L的正方形，棒的电阻为的正方形，棒的电阻为r r，其余部，其余部分电阻不计，开始时磁感强度为分电阻不计，开始时磁感强度为B B0 0。（。（1）若从时刻起，）若从时刻起，磁感强度均匀增加，每秒增量为磁感强度均匀增加，每秒增量为K K，同时保持棒静止，求，同时保持棒静止，求棒中的感应电流，在图上标出感应电流的方向。（棒中的感应电流，在图上标出感应电流的方向。（2）在上）在上述（述（1）情况中，始终保持棒静止，当秒）情况中，始终保持棒静止，当秒t=tt=t1 1秒末时需加的秒末时需加的垂直于棒的水平

24、拉力为多大？（垂直于棒的水平拉力为多大？（3）若从）若从t=0t=0时刻起，磁感时刻起，磁感强度逐渐减小，当棒以恒定速度强度逐渐减小，当棒以恒定速度V V向右作匀速运动时，可向右作匀速运动时，可使棒中不产生感应电流，则磁感强度应怎样随时间变化使棒中不产生感应电流，则磁感强度应怎样随时间变化（写出（写出B与与t t的关系式）的关系式）现在学习的是第24页，共28页解答解答（1）感应电流方向：逆时针（见下图）感应电流方向：逆时针（见下图）I（2）感应电动势E=BL2/t=KL2，I=KL2/r,F=ILBF=(B0+Kt)KL3/r(3)=0时感应电流等于零。=BtSt-B0L2=0St=L(L+

25、Vt)BtL(L+Vt)=B0L2现在学习的是第25页，共28页作业作业11图中图中abcd为一边长为为一边长为l，具有质量的刚性导线框，位于水平面内。，具有质量的刚性导线框，位于水平面内。bc边中串接有电阻边中串接有电阻R，导线的电阻不计。虚线表示一匀强磁场，导线的电阻不计。虚线表示一匀强磁场区域的边界，它与线框区域的边界，它与线框ab边平行，磁场区域的宽度为边平行，磁场区域的宽度为2l，磁感，磁感应强度为应强度为B，方向竖直向下。线框在一垂直于，方向竖直向下。线框在一垂直于ab边的水平恒定边的水平恒定拉力作用下，沿光滑水平面移动，直到通过磁场区域，已知拉力作用下，沿光滑水平面移动，直到通过

26、磁场区域，已知线框刚进入磁场，线框便作匀速运动，此时通过电阻线框刚进入磁场，线框便作匀速运动，此时通过电阻R的电流的电流大小为大小为i0。试在右图。试在右图i-x坐标上定性画出，从导线框刚进入磁场坐标上定性画出，从导线框刚进入磁场到完全离开磁场的过程中，阻到完全离开磁场的过程中，阻R的电流的电流i的大小随的大小随a、b边的位边的位置坐标置坐标x变化的曲线。变化的曲线。现在学习的是第26页，共28页解答解答已知线框刚进入磁场，线框便作匀速运动已知线框刚进入磁场，线框便作匀速运动所以电流恒定所以电流恒定线框全部进入磁场后磁通量不变，I=0。线框作匀加速运动。线框出磁场开始出现电流，即出现安培力。此后它的速度如何变化？它的加速度有何特点？现在学习的是第27页，共28页感谢大家观看现在学习的是第28页，共28页