资源描述
单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,本幻灯片资料仅供参考，不能作为科学依据，如有不当之处，请参考专业资料。谢谢,电磁感应现象,产生感应电流条件,感应电动势大小,磁通量,楞次定律,感应电流（电动势）方向,右手定则,应用,第1页,1.磁通量:,注意:,假如面积S与B不垂直,如图所表示,则应以B乘以在垂直磁场方向上投影面积S,即=BS=BSsin,1）定义:,磁感应强度B与垂直磁场回路面积S乘积.公式为=BS,物理意义:,它表示穿过某一面积,磁感线条数,第2页,磁通量,B,B,第3页,3.磁通量,是,标量,，,但有方向,，为了计算方便，有时可要求进该面或出该面为正，叠加时遵照,代数和,法则，即要考虑到相反磁场抵消后磁通量(,即净磁通量,).,4.磁通量单位：韦(Wb).,第4页,是指穿过磁场中某一面末态磁通量,2,与初态磁通量,1,差值.,=,2,-,1,4）磁通量改变量():,第5页,2.电磁感应现象,1）,产生感应电流条件,:,穿过闭合回路磁通量发生改变,，即0,2）引发磁通量改变常见情况,（1）闭合电路部分导体做切割磁感,线运动,（2）线圈在磁场中转动,（3）磁感应强度B改变,（4）线圈面积改变,第6页,2.电磁感应现象,1）产生感应电流条件:,2）引发磁通量改变常见情况,3）产生感应电动势条件,不论回路是否闭合,只要穿过线圈平面磁通量发生改变,线圈中就有感应电动势.,产生感应电动势那部分导体相当于电源,第7页,产生感应电流条件：,电路要,闭合,穿过电路磁通量要发生,改变,产生感应电动势那部分导体相当于电源。,第8页,3.感应电流方向判断,1）右手定则:,伸开右手,让大拇指跟其余四指垂直,而且都跟手掌在同一平面内,让磁感线垂直穿入手心,大拇指指向导体运动方向,其余四指所指方向就是感应电流方向,2）楞次定律:,感应电流磁场总是要妨碍引发感应电流原磁通量改变,增反减同,第9页,感应电流方向判断,1.感应电流方向可由,楞次定律,来判断，而右手定则则是该定律一个特殊利用.,楞次定律内容：感应电流磁场总是要妨碍引发感应电流原磁通改变.,楞次定律适合用于,一切,电磁感应现象中感应电流方向判断，更含有普遍性.,第10页,安培定则（右手螺旋定则）：由电流方向确定产生磁场方向,左手定则：由磁场方向和电流方向确定安培力方向,右手定则：由磁场方向和运动方向确定感应电流方向,结论：通电,受力,用左手，运动,生电,用右手,注意三个定则区分：,第11页,（2）楞次定律了解：,谁妨碍?,妨碍,谁,?,怎样妨碍?,结果怎样,?,（1）内容：,2、楞次定律：,感应电流总是,妨碍,引发,感应电流,磁通量改变,是感应电流磁场或安培力,妨碍是,原来,磁通量改变,当磁通量,增加,时,感应电流磁场方向,与原磁场方向,相反,当磁通量减小时,感应电流磁场方向与原磁场方向相同,即”增反减同”;,“,妨碍”不是“阻止”,只是,延缓,了磁通量改变快慢,结果是增加还是增加,降低还是降低.,第12页,（3）楞次定律应用,判断步骤：,确定原磁场方向；,判定原磁场磁通量增减；,依据“增反减同”确定感应电流磁场方向；,依据安培定则判定感应电流方向.,第13页,一、法拉第电磁感应定律,1.内容:电路中感应电动势大小，跟穿过这一电路磁通量改变率成正比,对于,n,匝线圈有,若线圈有,n,匝，线圈面积不变，磁场改变，线圈中电动势为,EnSB/t,。,若线圈有,n,匝，磁场不变，线圈面积改变，线圈中电动势为,EnBS/t,。,第14页,3、磁通量,、磁通量改变量,、磁通量改变率（,/t）,意义,物理意义,与电磁感应关系,磁通量,穿过回路磁感线条数,无关,磁通量改变,穿过回路磁通量,改变量,感应电动势产生,条件,磁通量改变率,穿过回路,单位时间磁通量改变量,决定,感应电动势,大小,第15页,公式：,E=BLV,（1）B是匀强磁场,（3）导体L各部分切割磁感线速度相同,（1）公式中,L,指有效切割长度。,二、,导体切割磁感线感应电动势,大小计算,1、公式成立条件：,（2）LB、V L,2、说明：,（2）v取平均速度时,E为平均感应电动势;V到瞬时电动势时E为瞬时感应电动势。,（3）转动切割时，可取导体平均速度求感应电动势。,第16页,导体切割磁感线产生感应电动势大小,E=BL,v,sin,（,是,B,与,v,之间夹角）,第17页,o a,v,如图磁感应强度为,B,匀强磁场方向垂直于纸面向外，长,L,金属棒,oa,以,o,为轴在该平面内以角速度,逆时针匀速转动。求金属棒中感应电动势。,转动产生感应电动势,转动轴与磁感线平行,第18页,公式,E=n/t,与,E=BLvsin,区分与联络,（,1）研究对象不一样，,E=n/t,研究对象是一个回路,，而,E=BLvsin,研究对象是磁场中运动一段导体,。,（2）物理意义不一样；,E=n/t,求得是,t,时间内,平均感应电动势,，当,t,0时，则,E,为瞬时感应电动势；而,E=BLvsin，,假如,v,是某时刻瞬时速度，则,E,也是该时刻,瞬时感应电动势,；若,v,为平均速度，则,E,为平均感应电动势。,E=BLvsin,和,E=n/t,本质上是,统一,。前者是后者一个特殊情况。不过，,当导体做切割磁感线运动时，用,EBLvsin,求,E,比较方便,；,当穿过电路磁通量发生改变，用,E=n,/t,求,E,比较方便。,第19页,二、感应电量计算,只要穿过闭合电路磁通量发生改变，闭合电路中就会产生感应电流。,经过导线截面电量为q,上式中n为线圈匝数,为磁通量改变量,R为闭合电路总电阻,结论:,感应电量与发生磁通量改变量时间无关,第20页,1、自感现象：,当线圈本身电流发生改变时，在线圈中引发电磁感应现象,2、自感电动势：,在自感现象中产生感应电动势，与线圈中电流改变率成正比,3、自感系数（L）单位：享利（H）,由线圈本身性质决定，与线圈,长短,、,粗细,、,匝数,、,有没有铁芯,相关,第21页,4、自感电动势仅仅是减缓了原电流改变，不会阻止原电流改变或逆转原电流改变原电流最终还是要增加到稳定值或减小到零，在自感现象发生一瞬间电路中电流为原值，然后逐步改变。,5、断电自感与通电自感,第22页,一、电磁感应与电路规律综合,问题处理思绪,1、,确定电源,:,产生感应电动势那部分导体或电路就相当于电源，它感应电动势就是此电源电动势，它电阻就是此电源内电阻。依据法拉第电磁感应定律求出感应电动势，利用,楞次定律,确定其正负极.,2、,分析电路结构,画等效电路图.,3、,利用电路规律求解,主要有欧姆定律，串并联规律等.,第23页,基本思绪,确定电源（,E,，,r,）,感应电流,运动导体所受安培力,合外力,a,改变情况,运动状态分析,临界状态,I=E/(R+r),F=BIL,F=ma,v与a方向关系,第24页,在处理相关电磁感应问题时,最基础处理方法还是对物理进行,受力分析,和,运动情况分析,。在对物体进行受力分析时，因为电磁感应现象，,多了一个安培力作用，这一点是不能忽略。,方法总结,第25页,三、电磁感应中能量转化问题,导体切割磁感线或磁通量发生改变时，在回路中产生感应电流，机械能或其它形式能量转化为电能，有感应电流导体在磁场中受安培力作用或经过电阻发烧，又可使电能转化为机械能或内能，这便是电磁感应中能量问题。,外力克服安培力做功即安培力做负功：其它形式能转化为电能,安培力做正功：电能转化为其它形式能,1、安培力做功特点：,2、分析思绪：,使用方法拉第电磁感应定律和楞次定律确定感应电动势大小和方向,画出等效电路，求出回路中电阻消耗电功率表示式,分析导体机械能改变，用能量守恒关系得到机械功率改变与回路中电功率改变所满足方程。,第26页,a,d,b,c,如图所表示线圈,，有二分之一面积在匀强磁场中，,若使线圈中产生感应电流,下面方法中可行是,A 将线框向左拉出磁场 B 以ab为轴转动(小于,90,),C 以ad边为轴转动(小于60)D 以bc边为轴转动(小于60),ABC,第27页,1、如图所表示，当导线MN中通以向右方向电流逐步增加时，则cd中电流方向（）,A无电流产生,B由d向C,C由C向d,DB、C两情况都有可能,例与练,解析：,判断线框所在位置磁场（原磁场）方向：,垂直纸面向外,判断原磁场磁通量改变：,变大,判断线框内部感应电流磁场方向：,垂直纸面外里,由安培定则判断感应电流方向：,由d向C,第28页,以下图中能产生感应电流是 ,v,0,A,v,0,B,C,D,E,S,v,F,BCF,第29页,例与练,补充：,判断线框各边所受安培力方向以及产生效果。,感应电流总是,妨碍,引发感应电流磁通量改变，能够经过感应电流磁场来表示，也能够经过感应电流在原磁场中所受安培力来表示。,拓展：,第30页,楞次定律练习,I,第31页,楞次定律练习,I,第32页,楞次定律练习,I,第33页,楞次定律练习,I,第34页,楞次定律练习,I,第35页,(2)t时间内平均感应电动势为：,点拨：正确利用瞬时感应电动势和平均感应电动势表示式，明确产生感应电动势导体是解这个题目标关键,第36页,楞次定律练习,I,第37页,9、如图所表示,导线框abcd与导线AB在同一平面内,直导线中通有恒定电流,I,当线框由左向右匀速经过直导线过程中,线框中感应电流方向是,A先abcda,再dcbad,后abcda,B先abcda,再dcbad,C一直是dcbad,D先dcbad,再abcda,后dcbad,D,例与练,第38页,【例3】如图1752所表示，MN是一根固定通电长导线，电流方向向上，今将一金属线框abcd放在导线上，让线圈位置偏向导线左边，二者彼此绝缘，当导线中电流突然增大时，线框整体受力情况,A受力向右,B受力向左,C受力向上,D受力为零,点拨：用楞次定律分析求解，要注意线圈内“净”磁通量改变,答案：A,第39页,【例2】如图1731所表示，一水平放置矩形闭合线圈abcd，在细长磁铁N极附近竖直下落，保持bc边在纸外，ab边在纸内，由图中位置经过位置经过位置，位置和位置都很靠近，在这个过程中，线圈中感应电流,A沿abcd流动；,B沿dcba流动；,C从到是沿abcd流动，,从到是沿dcba流动,D由到沿dcba流动，,从到是沿abcd流动,A,第40页,如图所表示，在两根平行长直导线M、N中，通以同方向，同强度电流，导线框abcd和两导线在同一平面内，线框沿着与两导线垂直方向，自右向左在两导线间匀速移动，在移动过程中，线框中感应电流方向：(),(A)沿abcda不变；,(B)沿dcbad不变；,(C)由abcda变成dcbad；,(D)由dcbad变成abcda。,v,M,N,I,I,a,b,c,d,分析,：画出磁感应线分布情 况如图示，自右向左移动时，感应电流磁场向外，所以感应电流为逆时针方向。,B,第41页,楞次定律第二种表述？,产生感应电流原因，既能够是,磁通量改变，也能够是引发磁通量改变相对运动或回路变形等；,感应电流效果既能够是,感应电流产生磁场,，也能够是,因感应电流出现而引发机械作用等,。常见两种经典作用表现：,1妨碍相对运动,“来距去留,”,2致使回路面积改变“,增缩减扩”（穿过回路磁感线皆朝同一方向）,第42页,6、如图所表示，固定在水平面内两光滑平行金属导轨M、N，两根导体棒中P、Q平行放于导轨上，形成一个闭合回路，当一条形磁铁从高处下落靠近回路时（）,AP、Q将相互靠拢 BP、Q将相互远离,C磁铁加速度仍为g D磁铁加速度小于g,例与练,第43页,练习：,如图所表示，一轻质闭合弹簧线圈用绝缘细线悬挂着，现将一根条形磁铁,N,极，垂直于弹簧线圈平面靠近线圈，在此过程中，弹簧线圈将发生什么现象？,答：线圈将径向收缩并向左摆动,第44页,如图所表示，两个相同闭合铝环套在一根无限长光滑杆上，将一条形磁铁向左插入铝环(未穿出)过程中，两环运动情况是：(),(A)同时向左运动，距离增大；,(B)同时向左运动，距离不变；,(C)同时向左运动，距离变小；,(D)同时向右运动，距离增大。,S,N,v,C,第45页,如右上图所表示螺线管B置于闭合金属圆环A轴线上,当B中经过电流减小时，则(),A环A有缩小趋势 B环A有扩张趋势,C螺线管B有缩短趋势 D螺线管B有伸长趋势,AD,第46页,例8.如图所表示，用丝线将一个闭合金属环悬于,O,点，虚线左边有垂直于纸面向外匀强磁场，而右边没有磁场。金属环摆动会很快停下来。试解释这一现象。若整个空间都有垂直于纸面向外匀强磁场，会有这种现象吗？,O,B,第47页,解：只有左边有匀强磁场，金属环在穿越磁场边界时（不论是进入还是穿出），因为磁通量发生改变，环内一定有感应电流产生。依据楞次定律，感应电流将会妨碍相对运动，所以摆动会很快停下来，这就是,电磁阻尼,现象。还能够用能量守恒来解释：有电流产生，就一定有机械能向电能转化，摆机械能将不停减小。若空间都有匀强磁场，穿过金属环磁通量不改变，无感应电流，不会妨碍相对运动，摆动就不会很快停下来。,第48页,一、法拉第电磁感应定律,1.内容:电路中感应电动势大小，跟穿过这一电路磁通量改变率成正比,对于,n,匝线圈有,若线圈有,n,匝，线圈面积不变，磁场改变，线圈中电动势为,EnSB/t,。,若线圈有,n,匝，磁场不变，线圈面积改变，线圈中电动势为,EnBS/t,。,第49页,1、单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴垂直于磁场，若线圈所围面积里磁通量随时间改变规律如图所表示，则(),AB,A.线圈中0时刻感应电动势最大,B.线圈中D时刻感应电动势为0,C.线圈中D时刻感应电动势最大,D.线圈中0至D时间内平均感应电 动势为1.4V,例与练,第50页,如图（甲）所表示，螺线管匝数匝N=1500匝，横截面积S=20cm,2,，导线电阻r=1.5，R,1,=3.5，R,2,=25穿过螺线管磁场磁感应强度,B,按,B,t图所表示规律改变，则R,2,功率为多大？,解：由乙图有：,由甲图：,由闭合电路欧姆定律有：,R,2,功率：,第51页,【例2】如图1751所表示，A、B为两个相同环形线圈，共轴并靠近放置，A线圈中通有如图(a)所表示交流电i，则,A在t,1,到t,2,时间内A、B两线圈相吸,B在t,2,到t,3,时间内A、B两线圈相斥,Ct,1,时刻两线圈间作用力为零,Dt,2,时刻两线圈间作用力最大,第52页,解析：从t,1,到t,2,时间内，电流方向不变，强度变小，磁场变弱，,A,，B线圈中感应电流磁场与A线圈电流磁场同向，A、B相吸从t,2,到t,3,时间内，I,A,反向增强，B中感应电流磁场与A中电流磁场反向，相互排斥t,1,时刻，I,A,到达最大，改变率为零，,B,最大，改变率为零，I,B,0，A、B之间无相互作用力t,2,时刻，I,A,0，经过B磁通量改变率最大，在B中感应电流最大，但A在B处无磁场，A线圈对线圈无作用力选：A、B、C,点拨：A线圈中电流产生磁场经过B线圈，A中电流改变要在B线圈中感应出电流，判定出B中电流是关键,第53页,如图所表示，导体圆环面积10cm,2,，电容器电容C2F(电容器体积很小)，垂直穿过圆环匀强磁场磁感强度B随时间改变图线如图，则1s末电容器带电量为_，4s末电容器带电量为_，带正电是极板_,点拨：当回路不闭合时，要判断感应电动势方向，可假想回路闭合，由,楞次定律判断出感应电流,方向，感应电动势方向与,感应电流方向一致,答案：0、210,-11,C；a；,第54页,公式：,E=BLV,（1）B是匀强磁场,（3）导体L各部分切割磁感线速度相同,（1）公式中,L,指有效切割长度。,二、导体切割磁感线感应电动势大小计算,1、公式成立条件：,（2）LB、V L,2、说明：,（2）v取平均速度时,E为平均感应电动势;V到瞬时电动势时E为瞬时感应电动势。,（3）转动切割时，可取导体平均速度求感应电动势。,第55页,o a,v,如图磁感应强度为,B,匀强磁场方向垂直于纸面向外，长,L,金属棒,oa,以,o,为轴在该平面内以角速度,逆时针匀速转动。求金属棒中感应电动势。,转动产生感应电动势,转动轴与磁感线平行,第56页,1、直接写出图示各种情况下导线两端感应电动势表示式(B.L.R已知),E=BlVsin;,例与练,E=2BRV;,E=BRV,第57页,3、,如图所表示，平行金属导轨间距为d，一端跨接电阻为R，匀强磁场磁感应强度为B，方向垂直平行导轨平面，一根长金属棒与导轨成角放置，棒与导轨电阻不计，当棒沿垂直棒方向以恒定速度v在导轨上滑行时，经过电阻电流是（）,ABdv/（Rsin）,BBdv/R,CBdvsin/R,DBdvcos/R,例与练,第58页,【例2】如图1715所表示，abcd区域里有一匀强磁场，现有一竖直圆环使它匀速下落，在下落过程中，它左半部经过水平方向磁场o是圆环圆心，AB是圆环竖直直径两个端点，那么,A当A与d重合时，环中电流最大,B当O与d重合时，环中电流最大,C当O与d重合时，环中电流最小,D当B与d重合时，环中电流最大,点拨：曲线在垂直于磁感线和线圈速度所确定方向上投影线长度是有效切割长度,参考答案：B,第59页,公式,E=n/t,与,E=BLvsin,区分与联络,（,1）研究对象不一样，,E=n/t,研究对象是一个回路,，而,E=BLvsin,研究对象是磁场中运动一段导体,。,（2）物理意义不一样；,E=n/t,求得是,t,时间内,平均感应电动势,，当,t,0时，则,E,为瞬时感应电动势；而,E=BLvsin，,假如,v,是某时刻瞬时速度，则,E,也是该时刻,瞬时感应电动势,；若,v,为平均速度，则,E,为平均感应电动势。,E=BLvsin,和,E=n/t,本质上是,统一,。前者是后者一个特殊情况。不过，当导体做切割磁感线运动时，用,EBLvsin,求,E,比较方便；当穿过电路磁通量发生改变，用,E=n,/t,求,E,比较方便。,第60页,【例1】有一夹角为金属角架，角架所围区域内存在匀强磁场磁感强度为B，一段直导线ab，从角顶c贴着角架以速度v向右匀速运动，求：,(1)t时刻角架瞬时感应电动势；(2)t时间内角架平均感应电动势？,解析：导线ab从顶点c向右匀速运动，切割磁感线有效长度de随时间改变，设经时间t，ab运动到de位置，则,decetanvttan,(1)t时刻瞬时感应电动势为：,EBLvBv,2,tant,第61页,(2)t时间内平均感应电动势为：,点拨：正确利用瞬时感应电动势和平均感应电动势表示式，明确产生感应电动势导体是解这个题目标关键,第62页,二、感应电量计算,只要穿过闭合电路磁通量发生改变，闭合电路中就会产生感应电流。,经过导线截面电量为q,上式中n为线圈匝数,为磁通量改变量,R为闭合电路总电阻,结论:,感应电量与发生磁通量改变量时间无关,第63页,例3.如图所表示，长L,1,宽L,2,矩形线圈电阻为,R,，处于磁感应强度为,B,匀强磁场边缘，线圈与磁感线垂直。求：将线圈以向右速度,v,匀速拉出磁场过程中，拉力大小,F,；拉力功率,P,；,拉力做功,W,；,线圈中产生电热,Q,；经过线圈某一截面电荷量,q,F,L,1,L,2,B,v,与,v,无关,第64页,1、自感现象：,当线圈本身电流发生改变时，在线圈中引发电磁感应现象,2、自感电动势：,在自感现象中产生感应电动势，与线圈中电流改变率成正比,3、自感系数（L）单位：享利（H）,由线圈本身性质决定，与线圈,长短,、,粗细,、,匝数,、,有没有铁芯,相关,第65页,4、自感电动势仅仅是减缓了原电流改变，不会阻止原电流改变或逆转原电流改变原电流最终还是要增加到稳定值或减小到零，在自感现象发生一瞬间电路中电流为原值，然后逐步改变。,5、断电自感与通电自感,第66页,断电自感：,若两灯如图所表示接法：电键S闭合，若在t,1,时刻突然断开电键，则经过L,1,灯电流随时时间t改变图像是？,I,t,t,1,I,t,t,1,I,t,t,1,I,t,t,1,A,B,C,D,断开时可把线圈看作电源，电流方向与原电流方向一致,S,L,1,L,2,A,B,第67页,若R,L1,R,L2,则断开S,1,闭合S,2,后，L,1,，L,2,亮暗情况怎么变？,若R,L1,0）那么在,t,为多大时，金属棒开始移动？,b,a,B,L,1,L,2,解：由,恒定，电流大小也是恒定，但因为安培力,F=BIL,B,=,kt,t,，所以安培力将随时间而增大。当安培力增大到等于最大静摩擦力时，,ab,将开始向左移动。这时有：,=,kL,1,L,2,可知，回路中感应电动势是,第88页,三、电磁感应中能量转化问题,导体切割磁感线或磁通量发生改变时，在回路中产生感应电流，机械能或其它形式能量转化为电能，有感应电流导体在磁场中受安培力作用或经过电阻发烧，又可使电能转化为机械能或内能，这便是电磁感应中能量问题。,外力克服安培力做功即安培力做负功：其它形式能转化为电能,安培力做正功：电能转化为其它形式能,1、安培力做功特点：,2、分析思绪：,使用方法拉第电磁感应定律和楞次定律确定感应电动势大小和方向,画出等效电路，求出回路中电阻消耗电功率表示式,分析导体机械能改变，用能量守恒关系得到机械功率改变与回路中电功率改变所满足方程。,第89页,例2.,水平放置于匀强磁场,B,中光滑导轨，导轨间距为,L,，有一根长为,1.2L,导体棒ab，用恒力,F,作用在ab上，由静止开始运动，回路总电阻为,R,，ab最大速度为,V,m,，则稳定后电阻R上消耗电功率为多少？,b,a,B,R,F,在到达最大速度时位移恰好为S，则电阻R上产生热量为多少？,克服安培力做功就等于电路产生电能,第90页,【例3】如图1769所表示，质量为m高为h矩形导线框在竖直面内下落，其上下两边一直保持水平，途中恰好匀速穿过一有理想边界高亦为h匀强磁场区域，则线框在此过程中产生内能为,AmghB2mgh,C大于mgh而小于2mghD大于2mgh,点拨：匀速穿过即线框动能不变，再从能量转化与守恒角度分析,答案：B,第91页,【例4】如图1770所表示，两根电阻不计光滑平行金属导轨倾角为，导轨下端接有电阻R，匀强磁场垂直于斜面向上，质量为m，电阻不计金属棒ab在沿斜面与棒垂直恒力F作用下沿导轨匀速上滑，上升高度h在这过程中,A金属棒所受各力协力所做功等于零,B金属棒所受各力协力所做功等于mgh和电阻R产生焦耳热之和,C恒力F与重力协力所做功,等于棒克服安培力所做功与电,阻R上产生焦耳热之和,D恒力F和重力协力所做功,等于电阻R上产生焦耳热,点拨：电磁感应过程中，经过克服安培力做功，将其它形式能转化为电能，再经过电阻转化成内能(焦耳热)，故W安与电热Q不能重复考虑，这一点务须引发足够注意答案：AD,第92页,例,如图所表示，水平平行虚线间,距为d=50cm，其间有水平方向匀强,磁场，B=1.0T.一个边长为l=10 cm，,质量m=100g，电阻R=0.020正方,形线圈置于位置1.开始时，线圈,下边缘到磁场上边缘距离为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速度相等.,取g=10m/s,2,，试求：,（1）线圈进入磁场过程中产生电热Q；,（2）线圈下边缘穿越磁场过程中最小速度v；,（3）线圈下边缘穿越磁场过程中加速度最小值a.,第93页,d,v,0,v,0,v,例8.水平平行虚线间距为,d,=50cm,，其间有,B=,1.0T,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，线圈下边缘到磁场上边缘距离为,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速度相等。取,g,=10m/s,2,，求：线圈进入磁场,过程中产生电热,Q,。线圈下,边缘穿越磁场过程中最小速度,v,。线圈下边缘穿越磁场过程中,加速度最小值,a,。,h,l,1,2,3,4,d,第94页,解：因为线圈完全处于磁场中时不产生电热，所以线圈进入磁场过程中产生电热,Q,就是线圈从图中2位置到4位置产生电热，而2、4位置动能相同，由能量守恒,Q,=,mgd=,0.50J,3位置时线圈速度一定最小，而3到4线圈是自由落体运动所以有,v,0,2,-,v,2,=2,g,(,d-l,),，得,v,=2,m/s,2到3是减速过程，所以安培力 减小，由,F,-,mg,=,ma,知加速度减小，到3位置时加速度最小，,a=,4.1m/s,2,第95页,如图所表示，固定在水平桌面上金属框架若以,x,轴正方向作为力正方向，线框在图示位置时刻作为时间零点，则在线框向右匀速经过磁场过程中，磁场对线框作用力F随时间t改变图线为图中哪个图？（）,B,第96页,一矩形线圈位于一随时间t改变匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈所在平面（纸面）向里，如图1所表示，磁感应强度B随t改变规律如图2示，以,I,表示线圈中感应电流，以图1上箭头所表示方向为正，则以下I-t图中正确是：（）,t,I,0,1,3,5,6,4,2,t,I,0,1,3,5,6,4,2,t,I,0,1,3,5,6,4,2,t,I,0,1,3,5,6,4,2,A.,D.,B.,C.,B,t,B,0,1,3,5,6,4,2,图1,图2,A,第97页,例7如图1773所表示，一宽40cm匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里，一边长为20cm正方形导线框位于纸面内，以垂直于磁场边界恒定速度v20cm/s经过磁场区域，在运动过程中，线框中有一边一直与磁场区域边界平行，取它刚进入磁场时刻t0，在以下图线中，正确反应感应电流强度随时间改变规律是,C,第98页,例6.如图所表示，xoy坐标系y轴左侧和右侧分别有垂直于纸面向外、向里匀强磁场，磁感应强度均为B，一个围成四分之一圆形导体环oab，其圆心在原点o，半径为R，开始时在第一象限。从t=0起绕o点以角速度逆时针匀速转动。试画出环内感应电动势E随时间t而变函数图象（以顺时针电动势为正）。,y,o,x,B,a,b,第99页,解：开始四分之一周期内，,oa、ob,中感应电动势方向相同，大小应相加；第二个四分之一周期内穿过线圈磁通量不变，所以感应电动势为零；第三个四分之一周期内感应电动势与第一个四分之一周期内大小相同而方向相反；第四个四分之一周期内感应电动势又为零。感应电动势最大值为,E,m,=BR,2,，周期为,T,=2,/,，图象如右。,E,E,M,O,t,T,2T,第100页,如图所表示,一电子以初速度v沿金属板平行方向飞入MN极板间,若突然发觉电子向M板偏转,则可能是(),A电键S闭合瞬间,B电键S由闭合到断开瞬间,C电键S是闭合,变阻器滑片P向左快速滑动,D电键S是闭合,变阻器滑片P向右快速滑动,课堂练习,第101页,【例1】一个质量m=0.016kg、长L=0.5m，宽d=0.1m、电阻R=0.1矩形线圈，从离匀强磁场上边缘高h,1,=5m处由静止自由下落进入磁场后，因为受到磁场力作用，线圈恰能做匀速运动（设整个运动过程中线框保持平动），测得线圈下边经过磁场时间t=0.15s，取g=10m/s,2,，求：,（1）匀强磁场磁感强度B；,（2）磁场区域高度h,2,；,（3）经过磁场过程中线框中产生,热量，并说明其转化过程,第102页,【分析】线圈进入磁场后受到向上磁场力，恰作匀速运动时必满足条件：磁场力=重力由此可算出B并由运动学公式可算出h,2,。因为经过磁场时动能不变，线圈重力势能降低完全转化为电能，最终以焦耳热形式放出,【解答】线圈自由下落将进入磁场时速度,（l）线圈下边进入磁场后切割磁感线产生感应电流，其方向从左至右，使线圈受到向上磁场力匀速运动时应满足条件,第103页,（2）从线圈下边进入磁场起至整个线圈进入磁场做匀速运动时间,以后线圈改做a=g匀加速运动，历时,所对应位移,所以磁场区域高度,第104页,（3）因为仅当线圈下边在磁场中、线圈做匀速运动过程时线圈内才有感应电流，此时线圈动能不变，由线圈下落过程中重力势能降低转化为电能，最终以焦耳热形式释放出来，所以线圈中产生热量,【说明】这是力、热、电磁综合题，解题过程要分析清楚每个物理过程及该过程恪守物理规律，列方程求解。,第105页,
展开阅读全文
浙ICP备2021020529号-1 | 浙B2-20240490 
