【2021全国高中物理组】物理竞赛课件22:电磁感应面面观
47页1、电磁感应面面观,动生电动势与感生电动势,v,-,动生电动势,+,E,B,感生电动势,示例,示例,如图所示,一长直导线中通有电流I10 A,有一长l0.2 m 的金属棒AB,以v2 m/s的速度平行于长直导线做匀速运动,若棒的近导线的一端与导线距离a0.1 m,求金属棒AB中的动生电动势,专题22-例1,I,直线电流磁场分布有,距直线电流ri处元动生电动势,v,设棒中总动生电动势为,ri,专题22-例2,通电螺线圈内磁场分布有,圆盘产生转动动生电动势,电流表读数:,如图所示是单极发电机示意图,金属圆盘半径为r,可以无摩擦地在一个长直螺线圈中,绕一根沿螺线圈对称轴放置的导电杆转动,线圈导线的一端连接到圆盘的边缘,另一端连接到杆上,线圈的电阻为R,单位长度有n匝,它被恰当地放置而使它的对称轴和地球磁场矢量B0平行,若圆盘以角速度转动,那么流过图中电流表的电流为多少?,规律,试手,B0,O,a,返回,在磁感应强度为B,水平方向的均匀磁场内,有一个细金属丝环以速度做无滑动的滚动,如图所示环上有长度为l的很小的缺口,磁场方向垂直于环面求当角AOC为时环上产生的感应电动势 .,小试身手题1,开口的细
2、金属丝环在滚动过程“切割”磁感线而产生动生电动势.如图:,v,v,A,O,C,无限长直线电流周围磁感应强度的分布规律为,I,v,d,直角三角形线圈ABC的AB边在距直线电流d时的动生电动势为,l,A,C,直角三角形线圈的BC边各段处在不同磁场,取第i段:,有效切割长度:,f,如图所示,在电流为I的无限长直导线外有与它共面的直角三角形线圈ABC,其中AB边与电流平行,AC边长l,BCA=,线圈以速度v向右做匀速运动,求当线圈与直线电流相距d时,线圈中的动生电动势.,小试身手题2,B,如图所示,一根永久性圆磁棒,在它的磁极附近套上一环形线圈,摆动线圈,使线圈沿轴做简谐运动,振幅A=1 mm(这比磁铁和线圈的尺寸小得多),频率f=1000 Hz于是,在线圈里产生感应电动势,其最大值m=5V,如果线圈不动,线圈通以电流I=200 mA,求磁场对线圈的作用力 .,小试身手题16,设线圈所在处磁场辐向分量为Bx,线圈摆动时“切割”Bx而产生动生电动势,线圈简谐运动最大速度:,此时有最大电动势:,线圈通电时受所在处磁场辐向分量Bx安培力:,返回,一个“扭转”的环状带子(称为莫比乌斯带)是由长度为L,
3、宽度为d的纸条制成一根导线沿纸带的边缘了一圈,并连接到一个电压表上,如图所示当把绕在纸带上的导线圈放入一个均匀的垂直于纸带环所在面的磁场中,且磁场随时间均匀变化,即 ,电压表记录的数据为多少?,专题22-例3,磁场随时间均匀变化,变化的磁场引起感生电场:,电压表读数:,由法拉弟电磁感应定律,每个线圈中的电动势为:,变化电流在螺线管上产生变化的匀强磁场,变化的磁场产生感生电场。带电粒子在磁场及感生电场中受洛伦兹力与电场力;在向心力与速度相适配的确定轨道做圆周运动.,粒子绕行一周时间设为T,则,由动量定理,感生电场使静止粒子获得速度:,粒子运动的一个动力学方程为:,规律,试手,感应加速器的磁场设计,E,eE,Fm,由动量定理,感生电场使电子增加速度v为:,当电子速度为v 时,有:,返回,轨道所在处的磁场磁感应强度为轨道内磁场平均磁感应强度的一半!,在半径为R的圆柱形体积内充满磁感应强度为B的均匀磁场有一长为l的金属棒放在磁场中,如图所示,设磁场在增强,其变化率为k求棒中的感生电动势,并指出哪端电势高;如棒的一半在磁场外,其结果又如何?,小试身手题3,回路中的感生电动势,B,O,棒一半在磁场
4、外时,右端电势高,一个很长的直螺线管半径为R,因线圈通过交流电而在线圈内引起均匀的交变磁场B=B0sint,求螺线管内、外感生电场E的分布规律.,小试身手题4,把螺线管理想化为无限长通电直螺线管,其磁场均匀且只分布在管内由于磁场按正弦规律变化,必会引起感生电场.,B,O,在管内,距轴心r处,其中,在管外,距轴心r处,自感电动势,自感系数,电感,线圈面积,单位长度匝数,总匝数,有无铁芯,自感线圈中的磁场能,产生自感电动势的过程是电源电流做功将电能转变成磁场能的过程!,电源移送元电量为,元功为,电流由0增至I做的总功为:,先计算螺线管的自感系数,达到稳定时,磁通量不变:,由能量守恒:,小试身手题12,闭合开关稳定时,这也是开关刚打开时电感的端电压!,开关打开过程,电源电流为0,通过电表的是自感电流,电感上电流从原来的,开关闭合过程,电源电流与自感电流叠加,通过电表的是自感电流,电感上电流从原来的,如图所示电路,直流电源的电动势为E,内阻不计,两个电阻值为R,一个电阻值为r,电感的自感系数为L,直流电阻值为r闭合开关S,待电路电流稳定后,再打开开关S(电流计G内阻不计)打开开关时,电阻值为r
5、的电阻两端电压为多少? 打开开关后有多少电量通过电流计? 闭合开关到电流稳定时,有多少电量通过电流计?,电磁涡流制动器由一电阻为、厚度为的金属圆盘为主要部件,如图所示圆盘水平放置,能绕过中心O的竖直轴转动,在距中心O为r 处,一边长为a的正方形区域内有垂直于圆盘平面的匀强磁场,磁感应强度为B,若r a,试写出圆盘所受的磁制动力矩与圆盘转动角速度之间的关系式.,处在磁场中的小金属块电阻为:,由法拉弟电磁感应定律,小金属块中的感应电动势为:,小金属块中产生的感应电流(涡流)为:,磁制动力矩:,小试身手题13,释放后棒在重力与安培力共同作用下做加速度减小的加速运动,由于线圈自感及棒的切割运动,产生与电源电动势相反的感应电动势,使通过AB棒的电流逐渐减小,当感应电动势与电源电动势相等时,棒上无电流,棒加速度为g,此后感应电动势大于电源电动势,安培力与重力方向相反,当电流达到恒定,棒速度达到最大时,线圈自感电动势为零,通过电流,小试身手题14,如图,在竖直面内两平行导轨相距l1 m,且与一纯电感线圈L、直流电源E(,r)、水平金属棒AB联为一闭合回路,开始时,金属棒静止,尔后无摩擦地自由下滑(不
《【2021全国高中物理组】物理竞赛课件22:电磁感应面面观》由会员a****e分享,可在线阅读,更多相关《【2021全国高中物理组】物理竞赛课件22:电磁感应面面观》请在金锄头文库上搜索。
【2021 人教版 初中语文】七年级语文上册第三单元9从百草园到三味书屋导学案新人教版
【2021 人教版 初中语文】七年级语文上册第二单元7散文诗二首导学案新人教版
【2021 人教版 初中语文】七年级语文上册第二单元8世说新语二则导学案新人教版
【2021 人教版 初中语文】七年级语文上册第一单元1春导学案新人教版
【2021 人教版 初中语文】年级语文上册第一单元4古代诗歌四首导学案新人教版
【2021 人教版 初中语文】七年级语文上册第二单元5秋天的怀念导学案新人教版
【2021 人教版 初中语文】七年级语文上册第一单元3雨的四季导学案新人教版
【2021 人教版 初中语文】七年级语文上册第一单元2济南的冬天导学案新人教版
【2021 人教版 初中语文】七年级语文上册第二单元6散步导学案新人教版
【2021 人教版 初中语文】七年级语文上册第三单元10再塑生命的人导学案新人教版
【2021 人教版 初中语文】七年级语文上册第四单元12纪念白求恩导学案新人教版
【2021 人教版 初中语文】七年级语文上册第三单元11〈论语〉十二章导学案新人教版
【2021全国高中物理组】物理竞赛课件23:交流电路
【2021全国高中物理组】物理竞赛课件22:电磁感应面面观
【2021全国高中物理组】物理竞赛课件24:几何光学问题集成
【2021全国高中物理组】物理竞赛课件21:说磁
【2021全国高中物理组】物理竞赛课件25:波动光学与量子理论拾零
【2021全国高中物理组】物理竞赛课件14:刚体动力学运动学问题
【2021全国高中物理组】静电场理论3 25PPT
【2021全国高中物理组】物理竞赛课件20:稳恒电路计算
2024-04-29 16页
2024-04-29 14页
2024-04-29 16页
2024-04-29 9页
2024-04-29 12页
2024-04-29 15页
2024-04-29 13页
2024-04-29 19页
2024-04-29 11页
2024-04-29 13页