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1、电磁感应的综合应用(一)电路问题,如图所示,两根相距为L的平行直导轨ab、cd,b、d间连有一固定电阻R,导轨电阻可忽略不计,MN为放在ab和cd上的一导体杆,与ab垂直,其电阻也为R,整个装置处于匀强磁场中,磁感应强度的大小为B,磁场方向垂直于导轨所在平面(指向图中纸面内)现对MN施力使它沿导轨方向以v做匀速运动,用U表示MN两端电压的大小,则()A、U=vBL/2,流过R感应电流由b到dB、U=vBL/2,流过R感应电流由d到bC、U=vBL,流过R的感应电流由b到dD、U=vBL,流过R的感应电流由d到b,练习1,A,如图所示,粗细均匀的、电阻为r的金属圆环,放在图示的匀强磁场中,磁感应
2、强度为B,圆环直径为l;长为l,电阻为r/2的金属棒ab放在圆环上,以v0匀速向左运动,当ab棒运动到图示虚线位置时,金属棒两端的电势差为()A、0 B、Blv0C、Blv0/2 D、Blv0/3,练习2,等效电路图!,用均匀导线做成的正方形线框边长为0.2m,正方形的一半放在垂直于纸面向里的匀强磁场中,如图所示在磁场以10 T/s的变化率增强时,线框中a、b两点间的电势差是()AUab0.1 V BUab0.1 VCUab0.2 V DUab0.2 V,练习3,明确电源!,思路:1、明确电源(E、r和正负极)2、画等效电路图 3、求路端电压,B,如图所示,圆环a和b的半径之比ra:rb=2:
3、1,且粗细相同,由同样材料的导线构成,连接两环的导线电阻不计,匀强磁场的磁感应强度始终以恒定的变化率变化,那么,当只有a环置于磁场中与只有b环置于磁场中的两种情况下,AB两点的电势差之比为()A、1:1 B、2:1 C、3:1 D、4:1,练习4,如图所示,一个电阻值为R、匝数为n的圆形金属线圈与阻值为2R的电阻R1连接成闭合回路,线圈的半径为r1,在线圈中半径为r2的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场,磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图所示.图线与横、纵轴的截距分别为t0和B0.导线的电阻不计,求0至t1时间内:,例题1,(1)通过电阻R1上的电流大小和方向;(2)通过电阻R1上
4、的电荷量q及电阻R1上产生的热量,(1)根据法拉第电磁感应定律,电路中产生的感应电动势:通过电阻R1上的电流:根据楞次定律,可判定流经电阻R1的电流方向从下往上,即图中从b到a.,(2)在0至t1时间内通过电阻R1的电荷量电阻R1上产生的热量QI2R1t1,解析:,两根光滑的长直金属导轨导轨MN、MN平行置于同一水平面内,导轨间距为l,电阻不计,M、M处接有如图所示的电路,电路中各电阻的阻值均为R,电容器的电容为C。长度也为l、阻值同为R的金属棒ab垂直于导轨放置,导轨处于磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中。ab在外力作用下向右匀速运动且与导轨保持良好接触,在ab运动距离为s的过程中,整
5、个回路中产生的焦耳热为Q。求:ab运动速度v的大小;电容器所带的电荷量q。,针对训练,由闭合电路的欧姆定律得:,设电容器两极板间的电势差为U,则有:UIR电容器所带电荷量为:qCU,解得:,设ab上产生的感应电动势为E,回路中的电流为I,ab运动距离x所用时间为t,三个电阻R与电源串联,总电阻为4R,则,联立上述方程,解得:,解析:,由焦耳定律得:,电磁感应中的电路问题,在电磁感应现象中,切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路将产生感应电动势,该导体或回路就相当于电源,将它们接上电阻等用电器,便可对用电器供电,在回路中形成电流;将它们接上电容器,便可使电容器充电,因此电磁感应问题又往往跟电路问
6、题联系在一起。解决这类问题,不仅要考虑电磁感应中的有关规律,如右手定则、楞次定律和法拉第电磁感应定律等,还要应用电路中的有关规律,如欧姆定律、串联、并联电路电路的性质等。,电磁感应中的电路问题,解决电磁感应中的电路问题,必须按题意画出等效电路图,将感应电动势等效于电源电动势,产生感应电动势的导体的电阻等效于内电阻,求电动势要用法拉第电磁感应定律,其余问题为电路分析及闭合电路欧姆定律的应用。,电磁感应中的电路问题,一般解此类问题的基本思路是:,明确电源(E、r、正负极),哪一部分电路产生感应电动势,则这部分电路就是等效电源,正确分析电路的结构,画出等效电路图,结合有关的电路规律建立方程求解,Thank You!,