第二课时电磁感应.pptVIP

* * 复习精要 产生感应电动势的导体相当于一个电源，感应电动势等效于电源电动势，产生感应电动势的导体的电阻等效于电源的内阻。 2. 电源内部电流的方向是从负极流向正极，即从低电势 流向高电势。 3. 产生感应电动势的导体跟用电器连接，可以对用电器 供电，由闭合电路欧姆定律求解各种问题. 4. 产生感应电动势的导体跟电容器连接，可对电容器充 电，稳定后，电容器相当于断路，其所带电量可用公 式Q=CU来计算. 5. 解决电磁感应中的电路问题，必须按题意画出等效电 路，其余问题为电路分析和闭合电路欧姆定律的应用。 例1.如图所示，用截面均匀的导线弯成一个半径为r 的闭合圆环 将其垂直地置于磁感强度为B 的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里。用同样规格的直导线取一段置于环上（二者金属裸露相接），并以速度v 匀速地向右运动，当它运动到bc 位置时（ bc=1/2 bac）bc两点的电势差是多少？ ⌒ ⌒ v r b c a 解：设金属的电阻率为ρ，导线截面为S，圆环电阻为R，画出等效电路如图示，则 R1=R/3 R2=2R/3 c b R1 R2 E r1 R并= 2R/9 = 2/9× ρ 2πr / S 电动势 E= Brv 内阻 r 1= ρr/S 例2. 如图所示，金属圆环的半径为r，电阻的值为2R。金属杆oa一端可绕环的圆心O旋转，另一端a搁在环上，电阻值为R。另一金属杆ob一端固定在O点，另一端b固定在环上，电阻值也是R。加一个垂直圆环的磁感强度为B的匀强磁场，并使oa杆以角速度ω匀速旋转。如果所有触点接触良好，ob不影响oa的转动，求流过oa的电流的范围。 a O ω b 解： Oa 旋转时产生感生电动势， E=1/2×Bωr2 当Oa到最高点时，等效电路如图甲示： a b O R R 甲 Imin =E/2.5R= Bωr2 /5R 当Oa与Ob重合时，环的电阻为0，等效电路如图乙示： a R b O 乙 Imax =E/2R= Bωr2 /4R ∴ Bωr2 /5R＜I ＜ Bωr2 /4R 例3. 如图示，在一磁感应强度 B = 0.5T 的匀强磁场中，垂直于磁场方向水平放置着两根相距为 h = 0.1m 的平行金属导轨MN 与PQ，导轨的电阻忽略不计，在两根导轨的端点N、Q之间连接有一阻值R=0.3Ω 的电阻导轨上跨放着一根长l =0.2m，每米长电阻为 r=2 Ω 的金属棒ab，与导轨正交放置，交点为c、d ，当金属棒以速度 v=4m/s 向左作匀速运动时，试求：1.电阻R中的电流大小和方向 2.金属棒ab 两端的电势差。 B R Q P N M h l a d c b v 解： 画出等效电路如图示， E 2E E R a d b c N Q E=1/4×Bl v=0.1V r1 =rh=2×0.1=0.2 Ω I=2E/(R+r1 )=0.4A 方向N→Q U cd=IR=0.12V U ab= U cd +2E=0.32V A．换一个电阻为原来一半的灯泡 B．把磁感强度B增为原来的2倍 换一根质量为原来的 倍的金属棒 把导轨间的距离增大为原来的 倍 例4. 如图示，光滑导轨倾斜放置，其下端连接一个灯泡，匀强磁场垂直于导线所在平面，当ab棒下滑到稳定状态时，小灯泡获得的功率为P0，除灯泡外，其它电阻不计，要使灯泡的功率变为2P0，下列措施正确的是 [ ] θ B a b C 练习1、倾角为30°的斜面上，有一导体框架，宽为1m，不计电阻，垂直斜面的匀强磁场磁感应强度为0.2T，置于框架上的金属杆ab，质量0.2kg，电阻0.1Ω，如图所示.不计摩擦，当金属杆ab由静止下滑时，求： (1)当杆的速度达到2m/s时，ab两端的电压； (2)回路中的最大电流和功率. 30° b a L 解： (1) 画出等效电路如图示 E r a b 不计框架电阻，外电阻为0， ∴Uab=0 (2) ab匀速运动时速度最大，感应电流和功率最大 mgsin30°= BImL Im= mgsin30°/ BL = 5A P = Im2 r = 2.5 W 例5. 如图示，两个电阻的阻值分别为R和2R，其余电阻不计，电容器的电容量为C，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直纸面向里，金属棒ab、cd 的长度均为l ，当棒ab 以速度v 向左切割磁感应线运动时，当棒cd 以速度2v 向右切割磁感应线运动时，电容 C 的电量为多大？ 哪一个极板带正电？ 2v a b c d e f v C R 2R B 解：画出等效电路如图示： E2 R 2R C E1 f e c