电磁感应和电路pps[上学期]

课件48张PPT。第四讲 电磁感应和电路特级教师　　　　洪安生知识结构 例1 如图所示，一矩形线圈abcd 从蹄形磁铁的一端套入，从另一端取出，这过程中线圈内的感应电流方向如何？在这个过程中，是否有某个时刻感应电流为0？为什么？ 例2 如图所示, 直导线PQ内通有恒定电流I , 矩形线圈abcd从 位置（Ⅰ）匀速运动到位置（Ⅱ）的整个过程中, 线圈abcd内的感应电流 （A）任何时刻都不为零 （B）有一个时刻为零 （C）有两个时刻为零 （D）有三个时刻为零 解答：图中t1和t3两个时刻磁通量都达到最大值，这两个时刻的感应电流为0。因此本题的正确选项是C.例3 如图所示，一闭合线圈固定在垂直于纸面的匀强磁场中。设向里为磁感应强度B的正方向，线圈中的箭头为电流 i的正方向(如图(1)所示)．已知线圈中感应电流i 随时间而变化的图象如图(2)所示．则磁感应强度B随时间而变化的图象在图(3)中可能是 二、电磁感应的综合问题1．恒定的感应电动势的问题例4：如图所示，AB、CD是两根足够长的固定平行金属导轨，两导轨间的距离为L，导轨平面与水平面的夹角是θ。在导轨平面内都有垂直于导轨平面斜向上方的匀强磁场，磁感应强度例5 如图所示，ABCD是一个用粗细均匀的金属导线制成的正方形闭合 线框，边长为d，单位长度的电阻 为R0，位于水平面内。线框所在区 域内存在着匀强磁场，磁感应强度 大小为B，方向竖直向下。一根金 属棒ab与AB边重合，放置在线框 上，用 外 力 使 它 以 速 度 v0 向右匀速运动，直至滑出线框。运动过程中与AD和BC边始终接触良好。已知ab棒在线框内的部分电阻为r。求 （1）当ab棒离AB边的距离为d/3的时刻，通过AB边的电流多大 （2）整个运动过程中，施加在棒上的外力的最小值多大？ 解答：（1）当ab棒离AB边的距离为d/3时，外电路电阻为 ， 。2．交变的感应电流问题 例6 如图所示，一个用柔软的细导线绕成的闭合圆形线圈，已知它的半径为r、电阻为R，位于匀强磁场内，磁感强度大小为B，方向垂直于线圈平面向里。现用两手分别拉着线圈的两端，在时间t内把它拉成一条线。由以上条件，可以求出下面的哪些物理量？（ ） (A) 这段时间内的感应电流的平均值 (B) 这段时间内的感应电流的最大值 (C) 这段时间内通过线圈导线横截面 的总电量 (D) 这段时间内感应电流产生的焦耳热解答： 本题的正确选项是A、C。 。。例7 如图所示 , 已知闭合线圈abcd的匝数为n , 边长分别为 l1 和 l2 , 电阻为R。在图中虚线的右侧空间存在着匀强磁场，磁感应强度大小为 B , 方向如图。线圈匀速转动 , 角速度是ω。求 （1） 从图示位置开始计时，转过90°角的过程中，流过线圈的感应电流的总电量。 （2）定性地画出穿过线圈的磁通量Φ及线圈内的感应电流i 随时间t 变化的图象。 （3） 线圈中生热的功率。 解答：（1）线圈在转90°角的过程中，平均感应电动势 总电量 ，。（2） （3）它的最大值 设该交流电的有效值为I， 。解出例8 电阻为R的矩形导线框abcd，边长ab=L、ad=h，质量为m，自某一高度自由落下，通过一匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，磁场区域的宽度为h，如图所示。若线框恰好以恒定的速度通过磁场区域，求线框中产生的焦耳热。 分析：当线框的底边dc进入磁场的过程中，线框中将产生感应电流，并受到磁场的安培力作用，只有安培力大小与重力相等，线框处于平衡状态，才可能做匀速运动。本题虽然可以运用电磁感应、磁场力等知识求解，却比较麻烦，应用能量的观点求解则非常简捷。 解答：这个过程中，重力所做的功等于电流通过电阻所生的热。因此本题的答案是2mgh。 例9 如图所示 , M , N 及 M' , N' 是两组平行的光滑金属导轨, 都水平放置, M ,N 在M' , N' 的上方 , 二者如图所示连接着。导轨间距分别为 d 及d /3。空间有方向竖直向上的 ... ...