演示文稿1 (14).ppt
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1、 电电 磁磁 感感 应应 的的 综综 合合 运运 用用 一 知知 识识 准准 备备 1 电磁感应电磁感应:楞次定律楞次定律:确定感应电势的方向.法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律:反映外界做功能力的大小,由它可以确定感应电动势的大小.磁通量变化率越大,产生的感应电动势越大.表示外界做功能力越大.2 电路知识电路知识:闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律:部分电路欧姆定律部分电路欧姆定律:焦耳定律焦耳定律:Q=I2Rt串并联电路的特点串并联电路的特点,功和功率的概念等功和功率的概念等.3 力学知识力学知识:牛顿定律牛顿定律:动量守恒动量守恒功和能观点功和能观点(能量的转化和守恒定律能量的转化和守恒
2、定律)二二 电电磁感磁感应应在在实际问题实际问题中的中的应应用用应用一应用一:电磁感应和电路问题的综合电磁感应和电路问题的综合abcMNv例例1:如图,直角三角形导线框abc固定在匀强磁场中,ab是一 段长为L,电阻为R的均匀导线,ac和 bc的电阻可不计,ac长为 ,磁场的磁感应强度为B,方向垂直于纸面向里,现有一段长为 ,电阻为 的均匀导体棒MN架在导线框上,开始时紧靠ac,然后沿ab方向以恒定的速度v向b端滑动,滑动过程中,始终与ac平行并与导轨良好接触,当MN滑过的距离为 时,导线ac中的电流为多大?方向如何?思路思路:1 画出画出等效电路等效电路ErbacMvDI2运用欧姆定律运用欧
3、姆定律,以及串并联电路的规律对以及串并联电路的规律对3 等效电路进行分析等效电路进行分析.解解:当MN沿ab滑过 时,它的有效切割长度为 ,对应电阻为:r=R 感应电势为:E=BLv MacD 的MbD两部分的并联电阻为:R并=R 棒中电流为:ac中电流为:Iac=I =方向:DM例例2:如图所示,边长为L=2m的正方形导线框ABCD和一根金属棒MN由粗细相同的同种材料制成,导线的电阻满足RO=1 /m,在以导线框两条对角线交点O为圆心,半径r=0.5m的区域内有磁感应强度为B=0.5T的匀强磁场,方向垂直于纸面向里且垂直于导线框所在的平面,金属棒MN与导线接触良好且与对角线AC平行放置于导线
4、框上,若金属棒以v=4m/s的速度沿垂直于AC的方向右匀速运动,当运动到AC位置时:求:棒MN上通过的电流强度的大小和方向.CBMNADO思思 路路:ErR1R2R3R4BMNADCOV关键点关键点:画等效电路画等效电路,把把实际问题实际问题转化为转化为电路电路的计算问题的计算问题.解解:由题条件知由题条件知:R1=R2=4,r=1 R3+R4=(2 -1)则则 R外外=(+2 -1)MN中中电电流流为为:I=0.41A 方向方向:N M应用二应用二:电磁感应中的力和运动的问题电磁感应中的力和运动的问题例例2:如图所示,abcd为质量M=2kg的导轨,放在光滑绝缘的水平面上,另有一质量为m=0
5、.6kg的金属棒PQ平行bc放在水平导轨上,PQ左边靠着绝缘固定的竖直立柱e,f.导体处在匀强磁场中,磁场以00,为界,左侧的磁场方向竖直向上,右侧的磁场方向水平向右,磁感应强度为B=0.8T,导轨的bc段长为L=0.5m,其电阻为r=0.4,金属棒的电阻R=0.2 ,其余电阻不计,金属棒与导轨间的动摩擦因数=0.2,若在导轨上作用一个方向向左,大小为F=2N的水平拉力,设导轨足够长,取g=10m/s2,试求:1 导轨运动的最大加速度.2 流过导轨的最大电流.3 拉力F的最大功率Qco,adbFoPefQo,cadbFoPefGFNF安2线线 框框P Q 棒棒cadbFF安1fI受力分析受力分
6、析:F安安1=F安安2=B L运动过程分析运动过程分析:在拉力在拉力F的作用下速度的作用下速度v增大增大安培力安培力:F安安1=F安安2=B L 增大增大,摩擦力摩擦力:f=(mg-F安安2)减小减小 当当 F安安1+f=F 时时,a=0 导轨做导轨做匀速运动匀速运动.此后保持匀速运动此后保持匀速运动1 对线框据牛顿第二定律有对线框据牛顿第二定律有:F F安安1 f=Ma其中其中:F安安1=BI L f=FN 对对 PQ有有:FN=mg BI L由以上可得由以上可得:F mg (1-)BIL=Ma由上式可知当由上式可知当:I=0 时时,am=0.4 m/s2 解解:2 当当 a=0 时时,v
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