高二物理竞赛课件：法拉第电磁感应定律和楞次定律复习.ppt

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1、一、法拉第电磁感应定律,本章的主要内容可概括如下：,三、动生电动势,1、利用法拉第电磁感应定律计算.,特别:,四、有旋电场和感生电动势的计算,(1).利用法拉第电磁感应定律计算,(2).利用定义计算,(a)对于一个闭合回路:,(b)对于一段导线:,2.感生电动势的计算,变化磁场产生有旋电场,1.有旋电场的计算一般情况比较复杂,但对于场的分布具有特殊对称的情况可利用有旋电场的性质求解.,半径为 的圆柱形空间分布着均匀磁场，其横截面如图，磁感应强度 随时间以恒定速率 变化，感生电场的分布情况。,七、磁场能量,磁能密度,磁能公式,八、位移电流,九、麦克斯韦方程组,P.36、1.两个相同的线圈，每个自

2、感系数均为L。将它们顺向串联起来，并放得很近，使每个线圈所产生的磁通量全部穿过另一个线圈，则该系统的总自感系数为( D ) (A) 0 (B) Lo/2 (C) 2Lo (D) 4Lo,解：设每个线圈通电流I，则,顺向串联后，设I不变，则,2.要使两个平面线圈相距很近，又要使它们之间的互感系数为最小，两线圈应怎样安放轴线互相垂直,37习题集1.如图示，长直导线中通有电流I=5.0A，另一矩形线圈共1000匝，宽a=10cm，长L=20cm，以v=2m/s的速度向右平动，求当d=10cm时线圈中的感应电动势。,解:线圈运动,只有AB边和CD边有电动势,方向:顺时针绕向.,37习题集2.一圆柱形长

3、直导线，均匀地通有电流I，试求导线内部单位长度储存的磁场能量(设导线相对磁导率为r1),解:由安培环路定理求得,单位长度,37习题集3.一半径为a的非常小的金属圆环，t=0时，它与一半径为b(ba)的金属圆环共面且同心，今在大环中通以恒定电流I，而小环以角速度绕其一直径匀角速转动，小环电阻为R，求(1)小环中的感应电流；(2)使小环作匀速转动所需外力矩,解(1)小环处可视为均匀磁场.,(2)要使小环作匀速转动,则作用在小环上的合力矩为零.即外力矩与磁力矩大小相等方向相反.,4.一截面为长方形的环式螺线管(共有N匝)，其尺寸如图所示，证明：此螺线管的自感系数为,证:,由,(证毕),381.用导线

4、围成的回路(两个以O点为心半径不同的同心圆，在一处用导线沿半径方向相连)，放在轴线通过O点的圆柱形均匀磁场中，回路平面垂直于柱轴，如图所示，如磁场方向垂直图面向里，其大小随时而减小，则(A)(D)各图中哪个图上正确表示了感应电流的流向？( ),B,P38题2.如图真空中一长直导线通有电流I(t)=Iosint(式中Io、为常数)，有一带滑动边的矩形导体框与长直导线平行共面，二者相距a，矩形线框的滑动边与长直导线垂直，它的长度为b，并且以匀速v(方向平行长直导线)滑动。若忽略线框中的自感电动势，并设开始时滑动边与对边重合，试求任意时刻t在矩形框中的感应电动势，并讨论其方向。,解:建立图示坐标系,

5、由楞次定律知: 逆时针绕向.,由楞次定律知: 顺时针绕向.,t 时刻取面元:,(1)棒内的动生电动势随时间的变化关系，设摩擦忽略不计。,P38题3.如图质量为M，长度为L的金属棒ab从静止开始沿倾斜的绝缘框架下滑，设磁场 竖直向上，求,(2)如果金属棒AB是沿着光滑的金属框下滑，当棒到达收尾速度时，其电动势又是多大？设回路电阻为R。,解(1),(2)收尾,加速度为0!,回路电阻为R,4.一螺绕环横截面的半径为a，中心线的半径为R，R a，其上由表面为绝缘的导线均匀地密绕两个线圈，一个N1，另一个N2匝，试求：(1)两线圈的自感系数L1和L2 ; (2)两线圈的互感系数M; (3)M与L1、L2的关系,解：(1),设线圈1通电流I,则螺绕环管内,同理可得,(2),(3),