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文档简介
1、高中物理 第4章 电磁感应 4.5 电磁感应现象的两类情况 电磁感应处理方法举例文本素材 新人教版选修3-2高中物理 第4章 电磁感应 4.5 电磁感应现象的两类情况 电磁感应处理方法举例文本素材 新人教版选修3-2 编辑整理:尊敬的读者朋友们:这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望(高中物理 第4章 电磁感应 4.5 电磁感应现象的两类情况 电磁感应处理方法举例文本素材 新人教版选修3-2)的内容能够给您的工作和学习带来便利。同时也真诚的希望收到您的建议和反馈,这将是我们进步的源泉,前进
2、的动力。本文可编辑可修改,如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅,最后祝您生活愉快 业绩进步,以下为高中物理 第4章 电磁感应 4.5 电磁感应现象的两类情况 电磁感应处理方法举例文本素材 新人教版选修3-2的全部内容。5电磁感应处理方法举例在电磁感应现象中,可将电动势的产生分为两类:一类是感生电动势,即是由于闭合线圈中的磁通量发生变化所引起的,也就是我们所讲的s不变,b变化的情况;另一类是动生电动势,即由导体棒在磁场中切割磁感线,导体棒的电荷由于受到洛沦兹力的作用而发生定向移动,从而在导体棒的两端产生电势差。围绕着这两种产生的原因,在高中阶段的具体的问题分为下面三类:一 b变化,s不变 1如图
3、所示,一个50匝的线圈的两端跟r=99的电阻相连接,置于竖直向下的匀强磁场中线圈的横截面积是20 cm2,电阻为1 ,磁感应强度以100ts的变化率均匀减小在这一过程中通过电阻r的电流为多大? 解析:线圈中的磁感应强度b发生变化,从而引起线圈中的磁通量发生变化,因而线圈相当于一个电源。根据题意,i= e=n =n 由 两式 ,将具体数据代入,可得:i=1.1a。二 b不变,s变化2如图所示,在竖直向下的磁感应强度为b的匀强磁场中,有两根水平放置相距l且足够长的平行金属导轨ab、cd,在导体的 ac端连接一阻值为r的电阻,一根垂直于导轨放置的金属棒ab,质量为m,导轨和金属棒的电阻及它们间的摩擦
4、不计,若用恒力f沿水平向右拉棒运动,求金属棒的最大速度解析:此题为一根导体棒在磁场中切割磁感线产生动生电动势的情况。导体棒ab在切割磁感线的过程,产生了感应电动势,同时,电阻r和导体棒构成一个闭合回路,当有电流流过导体棒ab时,棒ab 又受到安培力f安的作用。导体棒在两个力的作用下做加速运动,当棒ab 的加速度a=0 时,棒ab的速度达到最大。 e=blv i= f安=bli a= 由可得a=当a=0时,vmax=3、如图所示,在水平面上有两条平行导轨mn,pq,导轨间距离为l,匀强磁场垂直于导轨所在的平面(纸面)向里,磁感应强度的大小为b。两根金属杆1、2摆在导轨上,与导轨垂直,它们的质量和
5、电阻分别为m1,m2和r1、r2,两杆与导轨接触良好,与导轨间的动摩擦因数皆为,已知杆1被外力拖动,以恒定的速度v0,沿导轨运动,达到稳定状态时,杆2也以恒定速度沿导轨运动,导轨间的电阻可忽略,求此时杆2的速度的大小。解析:此题中杆1、2(两杆的长度相同)都在切割磁感线,因此导体棒1、2各自都产生动生电动势.由题意可知,杆2如果要以恒定速度沿导轨运动,则杆2所受到的摩擦力与安培力平衡,而杆2要受到安培力的作用,可得杆2和杆1的速度肯定不相等.设杆2的速度为ve=bl(v0-v) i= bli 当杆2匀速运动时,m2g 由可得 v=v04。 图中a1b1c1d1和a2b2c2d2为在同一竖直面内
6、的金属导轨,处在磁感应强度为b的匀强磁场中,磁场方向垂直导轨所在的平面(纸面)向里。导轨的a1b1与a2b2段是竖直的,距离为l1;c1d1与c2d2段也是竖直的,距离为l2。x1y1与x2y2两根用不可伸长的绝缘轻线相连的金属细杆,质量分别为m1和m2,它们都垂直于导轨并与导轨保持光滑接触.两杆与导轨构成的回路的总电阻为r。f为作用于金属杆x1y1上的竖直向上的恒力。已知两杆运动到图示位置时,已匀速向上运动,求此时作用于两杆的重力的功率的大小。解析: 此题亦是两根细杆在切割磁感线,与上题不同的是两金属杆x1y1和x2y2在切割磁感线的过程中速度相等,但杆x1y1和x2y2的长度不相等。x1y
7、1和x2y2在切割磁感线的过程中,都产生感应电动势,其等效的感应电动势为e=bl(l2-l1) 等效电流:i= 以x1y1和x2y2做为整体进行受力分析可知:f=(m1+m2)g+f安 f安=bi(l2-l1) 由 可得 v= 进而可求得重力的功率 p=gv三b变,s亦变5如图所示,两根平行金属导轨固定往水平桌面上,每根导轨每米的电阻为r0=0.10/m, 导轨的端点p、q用电阻可忽略的导线相连,两导轨间的距离l=0.20m,有随时间变化的匀强磁场垂直于桌面,已知磁感应强度b与时间t的关系为b=kt,比例系数k=0。020ts,一电阻不计的金属杆可在导轨上无摩擦地滑动,在滑动过程中保持与导轨垂直,在t=0时刻,金属杆紧靠在p、q端,在外力作用下,杆以恒定的加速度从静止开始向导轨的另一端滑动,求在t=0。60s 时金属杆所受的安培力解析:金属杆在运动的过程中,磁感应强度b在随时间发生变化,同时,由于金属杆在运动,故导轨与金属杆组成的回路的磁通量在不断的发生变化,所以在回路中既有感生电动势,也有动生电动势。设在t时刻,金属杆与初始位置的距离l=at2 此时杆的速度 v=at 杆与导轨构成的回路的面积s=ll 回路中产生的感应电动势+blv i= f=
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