《电磁感应定律的综合应用》课件边秀
41页1、电磁感应定律的综合应用 电磁感应与力学问题的综合,其联系的桥梁是磁场对感应电流的 在电磁感应现象中,切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路产生感应电动势,该导体或回路相当于 ,其余部分相当于 无论是使闭合回路的磁通量发生变化,还是使闭合回路的部分导体切割磁感线,都要消耗其他形式的能量,转化为回路中的 这个过程不仅体现了能量的转化,而且转化过程中能量 ,安培力,电源,外电路,电能,守恒,(即时巩固解析为教师用书独有) 考点一 电磁感应中的电路问题 1求解电磁感应中电路问题的关键 求解电磁感应中电路问题的关键是分析清楚内电路和外电路“切割”磁感线的导体和磁通量变化的线圈都相当于“电源”,该部分导体的电阻相当于内电阻,而其余部分的电路则是外电路,(2)电源内电路的电压降:UrIr,r是发生电磁感应现象的导体上的电阻(解题中常常涉及r的稳定性) (3)电源的路端电压U:UIREUrEIr(R是外电路的电阻),3解决此类问题的基本步骤 (1)用法拉第电磁感应定律计算感应电动势的大小,用楞次定律或右手定则确定感应电动势方向 (2)画等效电路:感应电流的方向是电源内部电流的方向 (3)运用闭合电路欧
2、姆定律,结合串、并联电路规律以及电功率计算公式等各关系式联立求解,【技巧提示】 某电阻两端的电压、路端电压和电动势三者的区别: (1)某段导体作为外电路时,它两端的电压就是电流与其电阻的乘积 (2)某段导体作为电源时,它两端的电压就是路端电压,等于电流与外电阻的乘积,或等于电动势减去内压当其电阻不计时,路端电压等于电源电动势 (3)某段导体作为电源,断路时电压等于电动势,【案例1】 (2010福建理综)如图所示,两条平行的光滑金属导轨固定在倾角为的绝缘斜面上,导轨上端连接一个定值电阻导体棒a和b放在导轨上,与导轨垂直并良好接触斜面上水平虚线PQ以下区域内,存在着垂直穿过斜面向上的匀强磁场现对a棒施以平行导轨斜向上的拉力,使它沿导轨匀速向上运动,此时放在导轨下端的b棒恰好静止当a棒运动到磁场的上边界PQ处时,撤去拉力,a棒将继续沿导轨向上运动一小段距离后再向下滑动,此时b棒已滑离导轨当a棒再次滑回到磁场上边界PQ处时,又恰能沿导轨匀速向下运动已知a棒、b棒和定值电阻的阻值均为R,b棒的质量为m,重力加速度为g,导轨电阻不计求:,(1)a棒在磁场中沿导轨向上运动的过程中,a棒中的电流强度I
3、a与定值电阻R中的电流强度IR之比; (2)a棒质量ma; (3)a棒在磁场中沿导轨向上运动时所受的拉力F.,【解析】 (1)a棒沿导轨向上运动时,a棒、b棒及电阻R中的电流分别为Ia、Ib、IR,有 IRRIbRb, IaIRIb, (2)由于a棒在PQ上方滑动过程中机械能守恒,因而a棒在磁场中向上滑动的速度大小v1与在磁场中向下滑动的速度大小v2相等,即v1v2v. 设磁场的磁感应强度为B,导体棒长为L.a棒在磁场中运动时产生的感应电动势为 EBLv,,【即时巩固1】 (2008广东高考)如图(a)所示,水平放置的两根平行金属导轨,间距L0.3 m,导轨左端连接R0.6 的电阻,区域abcd内存在垂直于导轨平面B0.6 T的匀强磁场,磁场区域宽D0.2 m,细金属棒A1和A2用长为2D0.4 m的轻质绝缘杆连接,放置在导轨平面上,并与导轨垂直,每根金属棒在导轨间的电阻均为r0.3 ,导轨电阻不计使金属棒以恒定速度v1.0 m/s沿导轨向右穿越磁场,计算从金属棒A1进入磁场(t0)到A2离开磁场的时间内,不同时间段通过电阻R的电流强度,并在图(b)中画出,在t1t2(0.20.4 s
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