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课件网) 高中物理竞赛复赛专题 之 电磁感应 本讲主要内容 大学物理竞赛培训第六讲 二、磁场能量的有关计算； 三、位移电流的计算与应用。 一、感应电动势定律的计算； 一、感应电动势定律的计算 1、动生电动势： ２、感生电动势： ３、自感电动势： ( 计算) ４、互感电动势： 大学物理竞赛培训第六讲 例1：如图所示，在水平桌面上平放着长方形线圈abcd。已知ab边长为l ，bc边长为l ，线圈电阻为Ｒ，且ab边正好指向北方。现先将线圈以ab边为轴翻转过来，测得通过导线的总电量为Q ，然后以ad段边为轴竖起来，并测得通过导线的总电量为Q 。试求此线圈所在地区的磁场。 北 南 a b c d 解： 1 2 1 2 一、感应电动势定律的计算 大学物理竞赛培训第六讲 变：如图所示，已知R、ω、I1、I2求B 北 南 东 西 ω 北 南 东 西 ω I1 I2 一、感应电动势定律的计算 大学物理竞赛培训第六讲 例2 如图，两个共轴的导线回路，小回路在大回路上面距离y 处（y>>R），若y 以匀速v = dy/dt而变化。（1）试确定穿过小回路的磁通量和y之间的关系； （2）当y=NR 时（N为整数），小回路内产生的的感生电动势；（3）若v > 0,确定小回 路内感应电流的方向。 R r y o 解： 2 B R I 2 0 m 0 + = ( ) R 2 y 2 3 2 > y > R ∵ 小线圈内的磁场 可视为均匀 2 R I 2 m 0 y 3 B 0 π Φ r 2 = B 0 2 R I 2 m 0 = y 3 π r 2 一、感应电动势定律的计算 大学物理竞赛培训第六讲 π Φ r 2 = B 0 2 R I 2 m 0 = y 3 π r 2 2 R I 2 m 0 y 3 B 0 d Φ = d t e 2 R I 2 m 0 = y 4 π r 2 3 d d t y R r y o o = e 2 I m 0 R 2 π r 2 3 N 4 v y=NR d d t y v = 将 代入得到： 及 如何求它们之间的互感系数？ 一、感应电动势定律的计算 大学物理竞赛培训第六讲 例3 如图，无限长直导线内通有稳恒电流I，导线AB可在两平行导线架上无摩擦地平行移动，回路中电源电动势为ε,电阻为R，设t=0时，AB由静止开始在磁场力作用下运动，不计回路自感，试求：AB运动的速度与时间的关系并求其极限速度。 I A B a b v 解：设AB的瞬时速率为v 一、感应电动势定律的计算 大学物理竞赛培训第六讲 I a b v AB受到的安培力为 一、感应电动势定律的计算 大学物理竞赛培训第六讲 变：如图所示，在匀强磁场区域与Ｂ垂直的平面（水平面）内有两根足够长的、光滑的、固定的平行金属导轨，在它们上面横放两根长度均为l、质量均为m、电阻均为Ｒ的平行导体棒，构成矩形回路。设初始时左导体棒静止，右导体棒有一初速度v0。试求：1) 右导体棒向右的速度v1与时间t 的关系； 2) 两导体棒的间距增量的上限。 B b a 一、感应电动势定律的计算 大学物理竞赛培训第六讲 B 解：(1)设a、b棒的瞬时速率为 b a 系统动量守恒 一、感应电动势定律的计算 变：如图所示，在匀强磁场区域与Ｂ垂直的平面（水平面）内有两根足够长的、光滑的、固定的平行金属导轨，在它们上面横放两根长度均为l、质量均为m、电阻均为Ｒ的平行导体棒，构成矩形回路。设初始时左导体棒静止，右导体棒有一初速度v0。试求：1) 右导体棒向右的速度v1与时间t 的关系； 2) 两导体棒的间距增量的上限。 大学物理竞赛培训第六讲 B (2) 对b棒应用牛顿第二定律 b a a、b棒相对静止时，两棒间距最大，由系统动量守恒 一、感应电动势定律的计算 大学物理竞赛培训第六讲 例4：如图，一半径为Ｒ、厚度为Ｄ（Ｄ<<Ｒ）的金属圆盘在一水平方向的匀强磁场中竖直下落，其盘面始终在竖直平面内且与Ｂ的方向平行。设金属盘的电阻不计，密度为ρ，并不计空气阻力。试求： 1)为使圆盘在磁场中下落的加速 度比没有磁场时减少千分之一， 磁感应强度Ｂ应为多大？ 2)在一给定磁场中，圆盘下落的 速度与时间 ... ...
