4.5 专题 电磁感应中的含容电路分析 课件（59张PPT）高二上学期物理人教版选修3-2

电磁感应中的含容电路分析 电容器充电 电源的作用搬运电子 M板的电势先为零，后聚集正电荷，电势升高，直到等于电源正极电势 M N N板的电势先为零，后聚集负电荷，电势降低，直到等于电源负极电势 正极板 负极板 E 电容器充电特征 正极板 负极板 1、电源的作用：搬运电子 I I 2、充满电时，电容器两极板带上等量异种电荷，两极板间的电压等于电源的总电压（电动势）。 3、充电过程，电场力做负功，电势能增加，电容器内储存了电场能。 电子运动方向 短暂 电流方向 正极板 负极板 正极板 负极板 e I 电流方向规定为正电荷定向移动方向，与负电荷定向移动方向相反。 等效为正电荷从负极板到正极板的移动 电容器放电 正极板 负极板 1、放电完毕时，电容器两极板间的电压等于零。 2、放电过程，电场力做正功，电势能减少，电容器的电场能减少。 电子运动方向 短暂 电流方向 正极板 负极板 正极板 负极板 e I 电流方向规定为正电荷定向移动方向，与负电荷定向移动方向相反。 等效为正电荷从正极板到负极板的移动 ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ － － － － － － － － ＋Q －Q U d E 平行板电容器内的关系 C=???????? ? 决定式 定义式 C=????????????4???????????? ? 匀强电场 U=Ed E=4????????????????????????? ? U=4????????????d????????????? ? C 平行板电容器的动态分析 ++++ -- ++++ -- 两极板电压不变 与电源相连 与电源断开 两极板电荷量不变 电容器储能 U Q W=12QU ? 0 C=???????? ? W=???????????????? ? ???? ? ???? ? W=????????????????? ? W=???????????????????? ? -- ↓ ? ???? ? × ? × ? × ? × ? × ? × ? ???????? ? ???? ? ????mR ? +++++ U，C E?感 ? I 电容器放电 无外力作用模型 导轨水平光滑 电容器放电 -- ↓ ? ???? ? × ? × ? × ? × ? × ? × ? ???????? ? ???? ? ????Rm ? +++++ U，C E?感 ? I ????????向右，导体棒向右加速 ? I向下 导体棒切割磁感线，产生反向感应电动势E?感=????????????（增大） ? IR=U-E?感 ? 导轨水平光滑，导体棒由静止开始运动 I逐渐减小，安培力减小，导体棒的加速度逐渐减小。当a=0时，速度达到最大值。I=0，导体棒做匀速运动，达到稳定 力与运动关系 欧姆定律 U-BL????=IR ? IU-BIL????=I2R ? ????电容器?????安培力=???????? ? IU??????BIL?????????=I2R????? ? ????电容器?|????安培力|=???????? ? ????安培力= ?????????=????????末?????????初 ? ????电容器=?????????+???????? ? 电容器放出的电能转化为动能和内能。 即减少的电能等于增加的动能与R产生的热量之和。 ? 动能定理 ????安培力>0 ? 能量关系 微元法 最大速度vm 放电刚开始电量 ????0=???????? ? 放电结束时电量 ????=????????????????????? ? 电容器放电电量 对杆应用动量定理 ????????=????????????????????+????2????2???? ? ????????????=????????????.????? ? ?????=????0????? ? 动量定理 v t O 电容器放电 图像分析 v t O v1 ???????? ? v1 ???????? ? 导体棒刚好停下时，电容器刚好放电完毕。 电容器放电完毕时，导体棒还没有停下，电容器被反向充电。 导体棒刚好停下时，电容器还没放电完毕。导体棒被反向加速。 导体棒有向右运动初速度 无论加速减速 导体棒的加速度都是减小 导体棒有向左运动初速度 U=BL????1 ? U>BL ???? ? U????????????向右，导体棒向右加速 ? I向下(图示） 导体棒切割磁感线，产生反向感应电动势E?感=????????????（增大） ? IR=U-E?感 ? 导轨水平粗糙，导体棒由静止开始运动 I逐渐减小，安培力减小，导体棒的加速度 ... ...