高二物理电磁感应与电路规律的综合应用课件 人教.ppt

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1、电磁感应与电路规律的综合应用电磁感应与电路规律的综合应用 例例1 1、（、（19901990，全国）如图所示，固定在匀强磁场中的正，全国）如图所示，固定在匀强磁场中的正方形导线框方形导线框abcdabcd，各边长为，各边长为l l，其中，其中abab是一段电阻为是一段电阻为R R的的均匀电阻丝，均匀电阻丝，其余其余3 3边均为电阻可忽略的铜线，磁场的边均为电阻可忽略的铜线，磁场的磁感应强度为磁感应强度为B B，方向垂直纸面向里现有一与，方向垂直纸面向里现有一与abab段的材段的材料、粗细、长度都相同的电阻丝料、粗细、长度都相同的电阻丝PQPQ架在导体框上，架在导体框上，PQPQ以以恒定速度恒定

2、速度v v从从adad滑向滑向bcbc，当滑过，当滑过l/3l/3的距离时，通过的距离时，通过aPaP段段电阻丝的电流强度是多大电阻丝的电流强度是多大?方向如何方向如何?Q QPdcbaP a2021/8/11 星期三1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

3、，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2021/8/11 星期三2例例2 2、如图所示，一圆环及内接、外切的两个正方形框均、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，并各自形成闭合回路，则三者的电阻之比为，若把它们成闭合回路，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，三个回路中电流之比为时，三个回路中电流之比为:2:2:4:4:1:1:2021/8/11 星期三3例例3 3、如图所

4、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的匀强磁的匀强磁场中（方向向里），间距为场中（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，其余电阻不计，导轨右端接一电容为不计，导轨右端接一电容为C C的电容器。现有一长的电容器。现有一长2L2L的的金属棒金属棒abab放在导轨上，放在导轨上，abab以以a a为轴、角速度为为轴、角速度为顺时针顺时针转过转过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?2021/8/11 星期三4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，垂直于回路平面的磁场的磁感

5、强度以场的磁感强度以5105103T/s3T/s的变化率增加，回路面的变化率增加，回路面积积10-2m210-2m2，如图，则当稳定时，如图，则当稳定时，A A、C C两板的电势差两板的电势差为为_V_V，A A板带电荷的种类为板带电荷的种类为_，带电量，带电量_C_C负负 2021/8/11 星期三5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，放在图示的金属圆环，放在图示的匀强磁场中，磁感强度为的匀强磁场中，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的金属棒的金属棒abab放在圆环上，接触电阻不计当放在圆环上，接触电阻不

6、计当abab棒以棒以v v向左运动到图示虚线位置时，金属棒中的电流强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度大小等于_，金属棒两端电势差等于，金属棒两端电势差等于_。2021/8/11 星期三66 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，可转动的金属杆属杆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 分别与杆的端点分别与杆的端点O O及环边接触。杆及环边接触。杆OAOA在垂直于环面向在垂直于环面向里的、磁感应强度为里的、磁感应强度为B B的匀强磁场中，以角速度的

7、匀强磁场中，以角速度 沿顺时沿顺时针方向转动，外电路上接有一电阻针方向转动，外电路上接有一电阻R/2R/2。则电路中总电流。则电路中总电流的最小值为的最小值为，最大值为，最大值为。BL2BL2/2R/2R，2BL22BL2/3R/3R2021/8/11 星期三7例例7 7、（、（19991999年广东）如图所示，年广东）如图所示，MNMN、PQPQ为两平行金属导为两平行金属导轨，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的电阻，导轨处于匀强磁场中，磁感应强度为，磁感应强度为B B，磁场方向与导轨所在平面垂直，图中，磁场方向与导轨所在平面垂直，图中磁场垂直纸面

8、向里磁场垂直纸面向里.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，与导轨接触良好，圆环的直径，与导轨接触良好，圆环的直径d d与两导轨间的距离相与两导轨间的距离相等等.设金属环与导轨的电阻均可忽略，当金属环向右做匀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

9、RB2021/8/11 星期三8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r0=50 cmr0=50 cm的圆形导轨，上面搁有互相垂直的两根导体棒，的圆形导轨，上面搁有互相垂直的两根导体棒，一起以角速度一起以角速度=103 rad/s=103 rad/s逆时针匀速转动逆时针匀速转动.圆导轨边缘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效电阻为R0=0.8 R0=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

10、导体棒产生的感应电动势）每半根导体棒产生的感应电动势.（2 2）当电键）当电键S S接接通和断开时两电表示数（两表均为理想电表）通和断开时两电表示数（两表均为理想电表）2021/8/11 星期三9E1=50 V.E1=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，为示数等于电源电动势，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

11、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 A2021/8/11 星期三10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的金属圆环与的金属圆环与磁场同心放置，磁场与环面垂直，其中磁场同心放置，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L1L1、L2L2，两灯的电阻均为，

12、两灯的电阻均为R0=2R0=2，一金属棒一金属棒MNMN与金属环接触良好。棒与环的电阻均忽略不与金属环接触良好。棒与环的电阻均忽略不计。（计。（1 1）若棒以）若棒以v0=5m/sv0=5m/s的速率在环上向右匀速滑动，的速率在环上向右匀速滑动，求棒滑过圆环直径求棒滑过圆环直径OOOO的瞬时（如图）的瞬时（如图）MNMN中的电动势和中的电动势和流过灯流过灯L1L1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，将右面的，将右面的半圆环半圆环OL2OOL2O以以OOOO为轴向上翻转为轴向上翻转9090，若此时磁场随，若此时磁场随时间均匀变化，其变化率为时间均匀变化，其变化

13、率为 求求L1L1的功率。的功率。（1 1）E=0.8VE=0.8V，I=0.4A I=0.4A （2 2）P=1.2810-2WP=1.2810-2W2021/8/11 星期三111010、如图所示，半径分别为、如图所示，半径分别为L1=0.1m,L2=0.2mL1=0.1m,L2=0.2m的两的两个同心金属圆环被三根电阻为个同心金属圆环被三根电阻为r=0.3r=0.3的铜杆固定，的铜杆固定，并置于磁感应强度并置于磁感应强度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、以相连接，若两环以环心为轴、以角速度角速度=300rad/s=300rad/s匀速转动，其它电阻不计，求匀速转动，其它电阻不计，求通过电阻通过电阻R R的电流强度的电流强度 2021/8/11 星期三122021/8/11 星期三13演讲完毕，谢谢观看！2021/8/11 星期三142021/8/11 星期三15