感应电动势的电路分析与计算.ppt

第1页，共32页，星期日，2025年，2月5日例1．（2009广东单科，18，15分）如图所示，一个电阻值为R，匝数为n的圆形金属线圈与阻值为2R的电阻R1连结成闭合回路。线圈的半径为r1.在线圈中半径为r2的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图所示。图线与横、纵轴的截距分别为t0和B0。导线的电阻不计。求0至t1时间内：⑴通过电阻R1上的电流大小和方向；⑵通过电阻R1上的电量q及电阻R1上产生的热量。第2页，共32页，星期日，2025年，2月5日方法·应用二、匀速切割感应电动势的电路分析与计算.这类问题中应当把产生感应电动势的部分导体看成电源，其余通路则为外电路，根据电路结构进行分析计算.注意BLV三量必须两两垂直。不垂直则应进行垂直投影分析，求有效值。第3页，共32页，星期日，2025年，2月5日【例2】如图4-9所示，光滑的平行导轨P、Q相距l=1m，处在同一水平面中，导轨左端接有如图所示的电路，其中水平放置的平行板电容器C两极板间距离d=10mm，定值电阻R1=R3=8Ω，R2=2Ω，导轨电阻不计.磁感应强度B=0.4T的匀强磁场竖直向下穿过导轨面.当金属棒ab沿导轨向右匀速运动(开关S断开)时，电容器两极板之间质量m=1×10-14kg、带电量Q=-1×10-15C的微粒恰好静止不动；当S闭合时，微粒以加速度a=7m/s2向下做匀加速运动，取g=10m/s2，求：(1)金属棒ab运动的速度多大?电阻多大?(2)S闭合后，使金属棒ab做匀速运动的外力的功率多大?第4页，共32页，星期日，2025年，2月5日方法·应用三、变速切割感应电动势的电路分析与计算.这类问题中应当分析切割导体的运动分几个阶段。重点要明确达到稳定切割时的条件。一般为最后受力平衡匀速切割或受力恒定匀加速切割。确定速度规律即可求感应电动势，分析电路。第5页，共32页，星期日，2025年，2月5日例3：如图所示，两根完全相同的“V”字形导轨OPQ与KMN倒放在绝缘水平面上，两导轨都在竖直平面内且正对、平行放置，其间距为L，电阻不计。两条导轨足够长，所形成的两个斜面与水平面的夹角都是α．两个金属棒ab和ab的质量都是m，电阻都是R，与导轨垂直放置且接触良好．空间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B．(1)如果两条导轨皆光滑，让ab固定不动，将ab释放，则ab达到的最大速度是多少?(2)如果将ab与ab同时释放，它们所能达到的最大速度分别是多少?第6页，共32页，星期日，2025年，2月5日方法·应用四、绕轴切割的感应电动势的电路分析与计算.遇到这类问题应注意公式所求的是平均电动势。分析时应若用磁通量的变化率则应假设一段时间对情境进行分析。用E=BLv来求解则应算出平均有效切割速度。确定平均感应电动势，根据电路结构可求解相关问题。第7页，共32页，星期日，2025年，2月5日方法·应用五、双导轨切割问题分析.这类问题中最后稳定状态一般为受力恒定匀加速切割。确定速度规律即可求感应电动势，分析电路。第8页，共32页，星期日，2025年，2月5日是法拉第做成的世界上第一台发电机模型的原理图，将铜盘放在磁场中，让磁感线垂直穿过铜盘，图中a、b导线与铜盘的中轴线在同一竖直平面内，转动铜盘，就可以使闭合电路获得电流．若图中铜盘半径为L，匀强磁场的磁感应强度为B，回路总电阻为R，其中灯泡阻值为R/2，铜盘阻值为R2，从上往下看逆时针匀速转动铜盘的角速度为．则下列说法正确的是()A．回路中有大小和方向作周期性变化的电流B．回路中电流大小恒定，且等于．C．回路中电流方向不变，且从b导线流进灯泡，再从a导线流向旋转的铜盘D．若将匀强磁场改为仍然垂直穿过铜盘的正弦变化的磁场，不转动铜盘，灯泡中也会有电流流过E．ab两点电压大小为abB第9页，共32页，星期日，2025年，2月5日abcd为静置于水平面上的宽度为L而长度足够长的U型金属滑轨，bc边接有电阻R,其它部分电阻不计．ef为一可在滑轨平面上滑动、质量为m的均匀金属棒．一均匀磁场B垂直滑轨面。金属棒以一水平细绳跨过定滑轮，连接一质量为M的重物．今重物M自静止开始下落，假定滑轮无质量，且金属棒在运动中均保持与bc边平行．忽略所有摩擦力，(1)求金属棒作匀速运动时的速率v（忽略bc边对金属棒的作用力）。（2）若达到匀速用时为t，则流经金属棒的电量是否为(3)若重物从静止开始至匀速运动之后的某一时刻下落的总高度为h，求这一过程中电阻R上产生的热量Q．第10页，共32页，星期日，2025年，