拓展 B导体切割磁感线时感应电动势的大小.ppt

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1、回路中有逆时针电流回路中有逆时针电流ab导体会受到安培力导体会受到安培力要施加外力克服安培力做功要施加外力克服安培力做功FA s=EIs/vBIls=EIs/vE=BlvFAF1导体在匀强磁场中做垂直切割磁感线运动时，导体上感应电动势的计算公式导体在匀强磁场中做垂直切割磁感线运动时，导体上感应电动势的计算公式为为E=BLv公式只适用于导体上各点以相同速度切割磁感线的情况；公式只适用于导体上各点以相同速度切割磁感线的情况；公式中的公式中的B、L、v要求两两垂直，即要求两两垂直，即BL、Lv、Bv；当当v为瞬时速度时，可以计算瞬时感应电动势；当为瞬时速度时，可以计算瞬时感应电动势；当v为平均速度时

2、，可以计算为平均速度时，可以计算平均感应电动势；平均感应电动势；当导体不是直线时，当导体不是直线时，L为导体切割磁感线的等效长度为导体切割磁感线的等效长度2右手定则右手定则伸开右手，让拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在同伸开右手，让拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在同一平面内，让磁感线垂直手心穿入，拇指指向导体运动方一平面内，让磁感线垂直手心穿入，拇指指向导体运动方向，其余四指的指向就是感应电动势的方向，向，其余四指的指向就是感应电动势的方向，感应电动势的方向就是从负极指向正极的方向；感应电动势的方向就是从负极指向正极的方向；当闭合回路的一部分导体做切割磁感线运动时，用右当闭合回路的一部分导体

3、做切割磁感线运动时，用右手定则判定感应电流的方向更方便；手定则判定感应电流的方向更方便；用楞次定律和右手定则判定感应电流的方向，得出的用楞次定律和右手定则判定感应电流的方向，得出的结果相同结果相同已知：已知：ab直径大小为直径大小为d，匀强磁场的磁感应强度大小为匀强磁场的磁感应强度大小为B，电势差大小为，电势差大小为E，液体的流量液体的流量q（m3/s）求：液体流量跟电势差之间的关系求：液体流量跟电势差之间的关系 例例1如图11-18所示，直角三角形导线框abc固定在匀强磁场中，ab是一段长为L、电阻为R的均匀导线，ac和bc的电阻不计，ac长度为L/2，磁场的磁感应强度为B，方向垂直纸面向里

4、现有一段长度为L/2，电阻为R/2的均匀导体杆MN架在导线框上，开始时紧靠ac，然后沿ab方向以恒定速度v向b端滑动，滑动中始终与ac平行并与导线框保持良好接触当MN滑过的距离为L/3时，求导线ac中电流强度的大小和方向例例2如图11-21所示为矩形的水平光滑导电轨道abcd，ab边和cd边的电阻均为5R0，ad边和bc 边长均为L，ad边电阻为4R0，bc边电阻为2R0，整个轨道处于与轨道平面垂直的匀强磁场中，磁感强度为B轨道上放有一根电阻为R0的金属杆mn，现让金属杆mn在平行轨道平面的未知拉力F作用下，从轨道右端以速率v匀速向左端滑动，设滑动中金属杆mn始终与ab、cd两边垂直，且与轨道

5、接触良好ab和cd 边电阻分布均匀，求滑动中拉力F的最小牵引功率 如图65-1所示，在磁感应强度为B=O.5T的匀强磁场中，垂直于磁场方向水平放置的两平行金属导轨，相距为L=0.1m，导轨电阻不计，在两导轨的右端连着一阻值为R=03的电阻，导轨上跨放一根长为0.2m的金属棒，其每米长的电阻为2，棒与导轨垂直，并以v=4m/s的速度向左匀速运动，则金属棒两端的电压为_V 如图65-2所示，“日”字形导线框由7根长均为L，电阻均为r的导线组成，受拉力作用以速度v匀速通过宽为L磁感应强度为B的匀强磁场，线框平面始终与磁场方向垂直，由ab边刚进入磁场开始，求：线框在第一根边进入、第二根边进入和第三根边

6、进入磁场区的三个不同位置时(1)流过导体ab的电流；(2)导体ab两端的电压例例3如图11-22所示，半径为a的圆形区域内有均匀磁场，磁感应强度为B=0.2 T，磁场方向垂直纸面向里，半径为b的金属圆环与磁场同心放置，磁场与环面垂直，其中a=0.4 m，b=0.6m金属环上分别接有灯L1、L2，两灯的电阻均为R0=2，一金属棒MN与金属环接触良好，棒与环的电阻均忽略不计(1)若棒以v0=5m/s的速率在环上向右匀速滑动，求棒滑过圆环直径OO的瞬时（如图），MN中的电动势和流过灯L1的电流；例例4如图11-23所示，金属杆MN放在与它完全相同的导体制成的金属框abcd上，并接触良好沿线框bc边建

7、立x轴，以b为坐标原点矩形框ad边长2L，ab边长为L，导体单位长度的电阻为Ro，磁感应强度为B的匀强磁场与框架平面垂直现对MN杆施加沿x轴正方向的拉力，使之从框架左端开始，以速度v向右匀速运动，不计一切摩擦，求：(1)在MN杆运动的过程中，通过杆的电流与坐标x的关系；(2)作用在MN杆上的外力的最大值与最小值之比，如图11-24所示，闭合线框abcd从高处自由下落，进入匀强磁场，从bc边开始进入磁场到ad边刚进入磁场的时间段里，表示线框运动情况的速度图象可能是如图11-24所示中的()如图11-25所示，相距0.9 m的平行轨道ab、cd，分别接有“4V，2W”的灯L1和“6V，4.5 W”

8、的灯 L2，导轨电阻不计，金属棒AM电阻为0.5，在导轨上可自由滑动，磁感强度B=0.5T的匀强磁场垂直轨道平面，当棒AM以某一速度向右移动时，L1恰好能正常发光，求：(1)通过L1的电流强度；(2)棒AM的速度；(3)L1、L2两灯消耗的总电功率，第五课 法拉第电磁感应定律（三）电磁感应电磁感应中产生的感应电流在磁场中将受到安培力的作中产生的感应电流在磁场中将受到安培力的作用用，因此，电磁感应问题常常与力学问题联系在一起解决这类问题，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、闭合电路欧姆定律等，还要应用力学中的有关规律，如运动学公式、受力分析

9、、牛顿运动定律、动能定理等，要注意识别不同的现象，分析有关物理量变化的过程，形成鲜明的物理图象，方可建立方程联立求解第五课 法拉第电磁感应定律（三）电磁感应电磁感应中产生的感应电流在磁场中将受到安培力的作中产生的感应电流在磁场中将受到安培力的作用用，因此，电磁感应问题常常与力学问题联系在一起解决这类问题，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、闭合电路欧姆定律等，还要应用力学中的有关规律，如运动学公式、受力分析、牛顿运动定律、动能定理等，要注意识别不同的现象，分析有关物理量变化的过程，形成鲜明的物理分析有关物理量变化的过程，形成鲜明的物理图象

10、，方可建立方程联立求解图象，方可建立方程联立求解例例1如图11-26所示，匀强磁场的磁感应强度为B，方向竖直向下在磁场中有一个边长为L的正方形刚性金属框.ab边质量为m，其他三边的质量不计，金属框的总电阻为R，cd边上装有固定的水平轴，现在将金属框从水平位置由静止释放不计一切摩擦金属框经t时间恰好通过竖直位置abcd.若在此t时间内，金属框中产生的焦耳热为Q，求：ab边通过最低位置时受到的安培力。例例2如图所示，AB、CD是两根足够长的固定平行金属导轨，两导轨间距离为L，导轨平面与水平面的夹角为,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，磁感强度为B在导轨的A、C端连接一个阻值为R

11、的电阻，一根垂直于导轨放置的金属棒ab，质量为m，从静止开始沿导轨下滑，求ab棒的最大速度（已知ab和导轨间的动摩擦因数为，导轨和金属棒的电阻不计）例例3如图11-29所示，水平的平行虚线间距为d=50cm，其间有B=1.OT 的匀强磁场一个正方形线圈边长为l=10cm，线圈质量m=100g，电阻为R=0.020.开始时，线圈的下边缘到磁场上边缘的距离为h=80cm将线圈由静止释放，其下边缘刚进入磁场和刚穿出磁场时的速度相等，取g=10m/s2，求：(1)线圈进入磁场过程中产生的电热Q;(2)线圈下边缘穿越磁场过程中的最小速度v；(3)线圈下边缘穿越磁场过程中加速度的最小值a 例例4如图11-

12、30所示，半径为r、电阻不计的两个半圆形光滑导轨并列固定竖直放置，两导轨的 间距为d在轨道左上方的端点M、N间接有电阻为6R的小电珠L1，右上方接有电阻为3R的小电珠 L2，且整个轨道处在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中，现有一质量为m、电阻为2R的金属棒 ab，从M、N处由静止释放，经时间t到达导轨的最低点O、O，在此过程中小电珠L1上产生的热量为Q。(1)试分析金属棒ab从MN到OO的过程中，通过小电珠L1的电流方向；(2)求金属棒ab从MN到OO的过程中，通过小电珠L1的电量；(3)求金属棒ab到达OO时，整个电路消耗的瞬时电功率；(4)求金属棒ab到达OO时，金属棒ab的加速度大小

13、例例 如图11-31所示，金属棒MN，在竖直放置的两根平行导轨上无摩擦地下滑，导轨间串联一个电阻，磁感强度垂直于导轨平面，金属棒和导轨的电阻不计，设MN下落过程中，电阻R上消耗的最大功率为P，要使R消耗的最大电功率增大到4P，可采取的方法是()(A)使MN的质量增大到原来的2倍(B)使磁感强度B增大到原来的2倍(C)使MN的长度和导轨间距增大到原来的2倍(D)使电阻R的阻值减到原来的一半2如图11-32所示，一个质量m=0.016kg、长L=0.5m，宽d=O.1m、电阻R=0.1的矩形线圈，从离匀强磁场上边缘高h1=5m处由静止自由下落，进入磁场后，由于受到磁场力的作用，线圈恰能做匀速运动（设整个运动过程中线框保持平动），测得线圈下边通过磁场的时间t=0.15s，g取10m/s2，求：(1)匀强磁场的磁感强度B;(2)磁场区域的高度h2(3)进入磁场过程中线框中产生的热量，并说明其转化过程