专题回路分析与能量转换讲义

1、 PAGE 第 8 - 页 简单学习网课程讲义学科：物理专题：回路分析与能量转换主讲教师：徐建烽 首师大附中物理高级教师 HYPERLINK / 北京市海淀区上地东路1号盈创动力大厦E座702B免费咨询电话 4008-110-818总机要考点梳理1、知识点 回路中有了电动势，就会有感应电流，感应电流有了就会有电功率，于是电场中的功能转换就揭开序幕了。2、重点与难点分析（1）电路分析中感应电动势常会和路端电压弄混。（2）功是能量转换的手段，而安培力作功又常以变力功出现，那么如何计算安培力的功，或者如何计算不是稳恒电流情况下的电功率或热量呢?（3）两种功率的计算方法的比

2、较：和。金题精讲题一题面：用电阻为18的均匀导线弯成图中直径D=0.80m的封闭金属圆环，环上AB弧所对应的圆心角为60，将圆环垂直于磁感线方向固定在磁感应强度B=0.50T的匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面向里。一根每米电阻为1.25 的直导线PQ，沿圆环平面向左以3.0 m/s的速度匀速滑行（速度方向与PQ垂直），滑行中直导线与圆环紧密接触（忽略接触处的电阻），当它通过环上A、B位置时，求：（1）直导线AB段产生的感应电动势，并指明该段直导线中电流的方向。（2）此时圆环上发热损耗的电功率。题二题面：一个10匝的闭合线圈总电阻为0.5，线圈的面积为100cm2，垂直于线圈的匀强磁场的磁感强度B

3、随时间变化的规律如图所示，由此可知，线圈中磁通量的变化率在00.2s内为_Wb/s，在00.4s内线圈中产生的热量为_J。题三题面：如图所示，导体棒ab可以无摩擦地沿足够长的竖直导轨滑动，整个装置处于匀强磁场中。磁场方向垂直导轨平面向里，除电阻R外，其它电阻均不计，在导体棒ab下落的过程中，下落高度达到h时，速度达到最大值v。已知导体棒ab的质量为m，求导体R上产生的焦耳热是多少？题四题面：如图所示，PQ、MN是两条平行金属轨道，轨道平面与水平面的夹角为，轨道之间连接电阻R。在空间存在方向垂直于轨道平面的匀强磁场。金属杆ab沿轨道从顶端滑到底端的过程中，重力做功W1，动能的增加量为E，回路中的

4、电流产生的热量为Q1，金属杆与轨道间摩擦产生的热量为Q2。则下列关系式中正确的是（ ）AW1Q1EQ2 BW1EQ1Q2 CW1EQ1Q2 DW1Q1EQ2 题五题面：如图所示，宽为l、光滑的导电轨道的弧形部分处于磁场外，轨道的水平部分处于垂直轨道平面向上、磁感强度为B的匀强磁场中，质量为2m的金属杆cd静止在水平轨道上，另一质量为m的金属杆ab，从弧形轨道上h高处由静止开始下滑。设ab杆和cd杆始终与轨道垂直，且接触良好，ab杆与cd杆不会相碰，ab和cd杆的电阻均为R，轨道电阻不计。求：（1）回路abcd内电流的最大值；（2）在ab课后拓展练习注：此部分为老师根据本讲课程内容为大家精选的课

5、下拓展题目，故不在课堂中讲解，请同学们课下自己练习并对照详解进行自测.题一题面：如图所示，水平虚线L1、L2之间是匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，磁场高度为h。竖直平面内有一等腰梯形线框，底边水平，其上下边长之比为51，高为2h。现使线框AB边在磁场边界L1的上方h高处由静止自由下落，当AB边刚进入磁场时加速度恰好为0，在AB边刚出磁场的一段时间内，线框做匀速运动。求：（1）DC边刚进入磁场时，线框加速度的大小；（2）从线框开始下落到DC边刚进入磁场的过程中，线框的机械能损失和重力做功之比。题二题面：如图所示，一由均匀电阻丝折成的正方形闭合线框abcd，置于磁感应强度方向垂直纸面向外的有界匀强

6、磁场中，线框平面与磁场垂直，线框bc边与磁场左右边界平行。若将该线框以不同的速率从图示位置分别从磁场左、右边界匀速拉出直至全部离开磁场，在此过程中()A流过ab边的电流方向相反Bab边所受安培力的大小相等C线框中产生的焦耳热相等D通过电阻丝某横截面的电荷量相等题三题面：如图所示，正方形线框垂直于磁场方向放在匀强磁场中，其磁通量为0.05Wb，线框电阻为R0.01，当它以速度v从磁场中移出时，外力做功1J，则通过线框的电量为_C，如果把ab的长度增大为原来的3倍而保持线框abcd的面积及导线的横截面积不变，同时使线框以2v的速度移出磁场，则外力做功大小为W_J。 vabcd讲义参考答案金题精讲题

7、一答案：（1）0.6V，从A到B ；（2）0.1W题二答案：0.1，0.8题三答案：题四答案：C题五答案：（1）；（2）课后拓展练习题一答案：（1）；（2）4748详解：（1）设AB边刚进入磁场时速度大小为v0，线框质量为m，电阻为R，ABl，CD5l，则mgheq f(1,2)mv02，AB刚进入磁场时有， mgAB边刚出磁场的一段时间内，线框切割磁感线的有效长度为2l设线框匀速运动时速度大小为v1，由法拉第电磁感应定律得E感B2lv1，线框匀速运动时有mg。解得v1DC边刚进入磁场瞬间，线框切割磁感线的有效长度为3l产生的感应电动势E感B(3l)v1由牛顿第二定律得mgma，解得DC边刚进

8、入磁场时线框的加速度的大小为a（2）从线框开始下落到DC边进入磁场前瞬间，重力做功WGmg3h。根据能量守恒定律得线框机械能损失Emg3heq f(1,2)mv12联立解得Eeq f(47,16)mgh所以，线框的机械能损失E和重力做功WG之比为EWG4748题二答案：D详解：线框离开磁场，磁通量减小，由楞次定律可知线框中的感应电流方向为adcba，故A错误；由法拉第电磁感应定律得EBLv，Ieq f(E,R)，FBIL，v不同，F不同，故B错误；线框离开磁场的时间teq f(L,v)，产生的热量QI2Rt，故C错误；通过导体横截面的电荷量qIt，故D正确。题三答案： 5C ，3.6J详解：（1）根据