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1、四、反电动势四、反电动势V V 此电动势阻碍电路中原此电动势阻碍电路中原来的电流来的电流. 故称之为反电动势故称之为反电动势NS电动机电动机安 培 力 方 向安 培 力 方 向 转 动 速 度 方 向转 动 速 度 方 向 电动机线圈的转动产生感应电动势是电动机线圈的转动产生感应电动势是反反电动势电动势。这个电动势是。这个电动势是削弱了削弱了电源电流电源电流, , 阻碍阻碍线圈的转动线圈的转动. . 线圈要维持原来的转动就必须向电动机线圈要维持原来的转动就必须向电动机提供电能，提供电能，电能转化为机械能。电能转化为机械能。 正因为正因为反电动势反电动势 的存在的存在, ,所以对电动机所以对电动
2、机, ,欧姆定律不成立欧姆定律不成立. . 如果电动机因机械阻力过大而如果电动机因机械阻力过大而停止转动停止转动，这时就没有了这时就没有了反电动势反电动势，线圈电阻一般都很小，线圈电阻一般都很小，线圈中线圈中电流会很大电流会很大，电动机会烧毁。这时，应，电动机会烧毁。这时，应立即切断电源立即切断电源，进行检查。，进行检查。1 1、有一个、有一个5050匝的线圈，如果穿过它的磁通量的匝的线圈，如果穿过它的磁通量的变化率为变化率为0.5Wb/s0.5Wb/s，求感应电动势。，求感应电动势。 2 2、一个、一个100100匝的线圈，在匝的线圈，在0. 5s0. 5s内穿过它的磁内穿过它的磁通量从通量
3、从0.01Wb0.01Wb增加到增加到0.09Wb0.09Wb。求线圈中的感应。求线圈中的感应电动势。电动势。3 3、一个匝数为、一个匝数为100100、面积为、面积为10cm10cm2 2的线圈垂直磁的线圈垂直磁场放置，在场放置，在0. 5s0. 5s内穿过它的磁场从内穿过它的磁场从1T1T增加到增加到9T9T。求线圈中的感应电动势。求线圈中的感应电动势。/10-2Wbt/sA BD0120.15 5、单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴、单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴垂直于磁场。若线圈所围面积里磁通量随时间垂直于磁场。若线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如图所示，则：变化的规律
4、如图所示，则：( )( )A A、线圈中、线圈中0 0时刻感应电动势最大时刻感应电动势最大B B、线圈中、线圈中D D时刻感应电动势为零时刻感应电动势为零C C、线圈中、线圈中D D时刻感应电动势最大时刻感应电动势最大D D、线圈中、线圈中0 0到到D D时间内平均时间内平均感应电动势为感应电动势为0.4V0.4VABD练习：半径为练习：半径为R R的半圆形导线在匀强磁场的半圆形导线在匀强磁场B B中，中， 以速度以速度V V向右匀速运动时，向右匀速运动时，E=E=？ RE = BE = B2R2RV V有效长度有效长度-弯曲导线在弯曲导线在垂直速度方向垂直速度方向上上 的投影长度的投影长度
5、2 2、求出的是整个回路的感应电动势求出的是整个回路的感应电动势vabcdL区别：区别： 回路中感应电动势为零时，但是回路中某回路中感应电动势为零时，但是回路中某段导体的感应电动势不一定为零。段导体的感应电动势不一定为零。 例：如图所示，一个例：如图所示，一个50匝的线圈的两端跟匝的线圈的两端跟R99的电阻相连接，置于竖直向下的匀强的电阻相连接，置于竖直向下的匀强磁场中，线圈的横截面积是磁场中，线圈的横截面积是202，电阻为，电阻为1，磁感应强度以，磁感应强度以100Ts的变化率均匀减的变化率均匀减少。在这一过程中通过电阻少。在这一过程中通过电阻R的电流为多大？的电流为多大？BEnnStt45
6、0 100 20 1010V100.199 1EIARr解析：解析： 两块水平放置的板间距为两块水平放置的板间距为d，用导线与一，用导线与一n匝线圈连接，线圈置于方向竖直向上的匀强磁匝线圈连接，线圈置于方向竖直向上的匀强磁场中，如图所示，两板间有一质量为场中，如图所示，两板间有一质量为m、带电、带电量为量为q的油滴恰好静止，则线圈中的磁通量的油滴恰好静止，则线圈中的磁通量的变化率是多少？的变化率是多少？（mgd/nq） 法拉第法拉第（17911876）是英国著名的物理学家、化学家。他发现了电磁感应现象，提出电场和磁场的概念。场的概念对近代物理的发展的重大意义。 他家境贫寒，出身于铁匠家庭，未受
7、过系统的正规教育，但却在众多领域中作出惊人成就，堪称刻苦勤奋、探索真理、不计个人名利的典范，对于青少年富有教育意义。复习精要复习精要1. 产生感应电动势的导体相当于一个电源，感应电产生感应电动势的导体相当于一个电源，感应电动势等效于电源电动势，产生感应电动势的导体的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电源的内阻。电阻等效于电源的内阻。2. 电源内部电流的方向是从负极流向正极，即从低电源内部电流的方向是从负极流向正极，即从低电势流向高电势。电势流向高电势。3. 产生感应电动势的导体跟用电器连接，可以对用产生感应电动势的导体跟用电器连接，可以对用电器供电，由闭合电路欧姆定律求解各
8、种问题电器供电，由闭合电路欧姆定律求解各种问题.4. 产生感应电动势的导体跟电容器连接，可对电容产生感应电动势的导体跟电容器连接，可对电容器充电，稳定后，电容器相当于断路，其所带电量器充电，稳定后，电容器相当于断路，其所带电量可用公式可用公式Q=CU来计算来计算5. 解决电磁感应中的电路问题，必须按题意画出等效解决电磁感应中的电路问题，必须按题意画出等效电路，其余问题为电路分析和闭合电路欧姆定律的应电路，其余问题为电路分析和闭合电路欧姆定律的应用。用。 P160/例例1.如图所示，如图所示，用截面均匀的导线弯成一个用截面均匀的导线弯成一个半径为半径为r 的闭合的闭合圆环，将其垂直地置于磁感强度
9、为圆环，将其垂直地置于磁感强度为B 的匀强磁场中，磁场方向垂的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里。用同样规格的直导线取一段置于环上（二者金属裸直纸面向里。用同样规格的直导线取一段置于环上（二者金属裸露相接），并以速度露相接），并以速度v 匀速地向右运动，当它运动到匀速地向右运动，当它运动到bc 位置时（位置时（ bc=1/2 bac）bc两点的电势差是多少？两点的电势差是多少？vrbca解：解：设金属的电阻率为设金属的电阻率为，导线截面为，导线截面为S，圆环电阻为，圆环电阻为R，画，画出等效电路如图示，则出等效电路如图示，则 R1=R/3 R2=2R/3 cbR1R2E r1R并并= 2R/9
10、= 2/9 2r / S电动势电动势 E= Brv 内阻内阻 r 1= r/S33)943(3329231BvSSrSrBrvrREI并总43934BvrIRUbc并P162/练习练习2如图所示，匀强磁场如图所示，匀强磁场B=0.1T，金属棒，金属棒AB长长0.4m，与框架宽度相同，与框架宽度相同，R=1/3 ，框架电阻不，框架电阻不计，电阻计，电阻R1= 2 ， R2=1 ，当金属棒以，当金属棒以 5ms 的速的速度匀速向右运动时，求：度匀速向右运动时，求：(1)流过金属棒的感应电流多大？流过金属棒的感应电流多大？(2)若图中电容器若图中电容器C为为0.3F，则充电量多少？，则充电量多少？v
11、R1ABR2C解：解：画出等效电路如图示：画出等效电路如图示：R1ABR2CEE=BLv=0.10.45=0.2VR并并=2/3 I=E /（R并并+R）=0.2AUR2 =IR并并=0.22/3=4/30 VQ=C UR2 =0.310-6 4/30 =4 10-8 CP161/例例2. 如图示，两个电阻的阻值分别为如图示，两个电阻的阻值分别为R和和2R，其余电阻不计，电容器的电容量为其余电阻不计，电容器的电容量为C，匀强磁场的磁，匀强磁场的磁感应强度为感应强度为B，方向垂直纸面向里，金属棒，方向垂直纸面向里，金属棒ab、cd 的的长度均为长度均为l ，当棒，当棒ab 以速度以速度v 向左切
12、割磁感应线运动向左切割磁感应线运动时，当棒时，当棒cd 以速度以速度2v 向右切割磁感应线运动时，电向右切割磁感应线运动时，电容容 C 的电量为多大？的电量为多大？ 哪一个极板带正电？哪一个极板带正电？2vabcdefvCR2RB解：解：画出等效电路如图示：画出等效电路如图示：E2R2RCE1fecdE1=Bl v E2=2Bl v电容器电容器C充电后断路，充电后断路，Uef= - Bl v /3Ucd= E2=2Bl vU C= Uce=7 Bl v /3 Q=C UC=7 CBl v /3右板带正电右板带正电BClhm a bP171/例例3 如图所示如图所示, 竖直放置的光滑平行金属导轨
13、竖直放置的光滑平行金属导轨, 相距相距l , 导轨导轨一端接有一个电容器一端接有一个电容器 , 电容量为电容量为C, 匀强磁场垂直纸面向里匀强磁场垂直纸面向里, 磁感应磁感应强度为强度为B, 质量为质量为m的金属棒的金属棒ab可紧贴导轨自由滑动可紧贴导轨自由滑动. 现让现让ab由静由静止下滑止下滑, 不考虑空气阻力不考虑空气阻力, 也不考虑任何部分的电阻和自感作用也不考虑任何部分的电阻和自感作用. 问问金属棒的做什么运动？金属棒的做什么运动？棒落地时的速度为多大？棒落地时的速度为多大？解：解：ab在在mg 作用下加速运动，经时间作用下加速运动，经时间 t ,速度增加为速度增加为v，a =v /
14、 tmg产生感应电动势产生感应电动势 E=Bl v 电容器带电量电容器带电量 Q=CE=CBl v感应电流感应电流I=Q/t=CBLv/ t=CBl a产生安培力产生安培力F=BIl =CB2 l 2aF由牛顿运动定律由牛顿运动定律 mg-F=mama= mg - CB2 l 2aa= mg / (m+C B2 l 2)ab做初速为零的匀加直线运动做初速为零的匀加直线运动, 加速度加速度 a= mg / (m+C B2 l 2)落地速度为落地速度为22CBm2mgh2ahvl 例例1. 如图所示，金属圆环的半径为如图所示，金属圆环的半径为r，电阻的值为，电阻的值为2R。金属杆金属杆oa一端可绕
15、环的圆心一端可绕环的圆心O旋转，另一端旋转，另一端a搁在环上，搁在环上，电阻值为电阻值为R。另一金属杆。另一金属杆ob一端固定在一端固定在O点，另一端点，另一端b固定在环上，电阻值也是固定在环上，电阻值也是R。加一个垂直圆环的磁感。加一个垂直圆环的磁感强度为强度为B的匀强磁场，并使的匀强磁场，并使oa杆以角速度杆以角速度匀速旋转。匀速旋转。如果所有触点接触良好，如果所有触点接触良好，ob不影响不影响oa的转动，求流过的转动，求流过oa的电流的范围。的电流的范围。aOb解解： Oa 旋转时产生感生电动势，旋转时产生感生电动势，E=1/2Br2当当Oa到最高点时，等效电路如图甲示：到最高点时，等效
16、电路如图甲示：abORR甲甲Imin =E/2.5R= Br2 /5R当当Oa与与Ob重合时，环的电阻为重合时，环的电阻为0，等效电路如图乙示：等效电路如图乙示：aRbO乙乙Imax =E/2R= Br2 /4R Br2 /5RI Br2 /4RaOb又解又解: Oa 旋转时产生感生电动势旋转时产生感生电动势,E=1/2Br2当当Oa到某点时到某点时,ab间小弧电阻为间小弧电阻为x ,等效电路如图丙示等效电路如图丙示:x2R-xabO2R-xx丙丙RE RR总总= (2R-x)x /2R + 2R = (2R x - x2+4R2) / 2R = -(x R)2 +5R2 / 2RI =E/
17、R总总= Br2 R / -( x R)2 +5R2 当当x= 0 Imax =Br2 /4R当当x= R Imin =Br2 /5R例例2. 如图示，在一磁感应强度如图示，在一磁感应强度 B = 0.5T 的匀强磁场的匀强磁场中，垂直于磁场方向水平放置着两根相距为中，垂直于磁场方向水平放置着两根相距为 h = 0.1m 的平行金属导轨的平行金属导轨MN 与与PQ，导轨的电阻忽略不计，在，导轨的电阻忽略不计，在两根导轨的端点两根导轨的端点N、Q之间连接有一阻值之间连接有一阻值R=0.3 的电的电阻导轨上跨放着一根长阻导轨上跨放着一根长l =0.2m，每米长电阻为，每米长电阻为 r=2 的金属棒
18、的金属棒ab，与导轨正交放置，交点为，与导轨正交放置，交点为c、d ，当金属，当金属棒以速度棒以速度 v=4m/s 向左作匀速运动时，试求：向左作匀速运动时，试求：1.电阻电阻R中的电流大小和方向中的电流大小和方向2.金属棒金属棒ab 两端的电势差。两端的电势差。BRQPNM hla d c bv解解: 画出等效电路如图示画出等效电路如图示,E2EERad bcNQE=1/4Bl v=0.1V r1 =rh=20.1=0.2 I=2E/(R+r1 )=0.4A方向方向NQU cd=IR=0.12VU ab= U cd +2E=0.32V 例例3、固定在匀强磁场中的正方形导线框、固定在匀强磁场中
19、的正方形导线框abcd，各边，各边长长l，其中，其中ab 是一段电阻为是一段电阻为R 的均匀电阻丝，其余三边的均匀电阻丝，其余三边均为电阻可忽略的铜线均为电阻可忽略的铜线.磁场的磁感应强度为磁场的磁感应强度为B，方向，方向垂直纸面向里，现有一与垂直纸面向里，现有一与ab 段所用材料、粗细、长度段所用材料、粗细、长度都相同的电阻丝都相同的电阻丝PQ架在导线框上，如图所示，以恒定架在导线框上，如图所示，以恒定速度速度v从从ad 滑向滑向bc，当，当PQ滑过滑过 l / 3 的距离时，通时的距离时，通时aP段电阻丝的电流是多大段电阻丝的电流是多大?方向如何方向如何? vabcdPQ解解：PQ滑动时产
20、生感应电动势滑动时产生感应电动势 E=B l v画出等效电路如图示：画出等效电路如图示：R外外=2R/9 r=RR/3R2R/3EabcdPQI总总=E /（ R外外+r ）=9B l v/11R IaP=2I总总/3 = 6B l v11R 电流方向由电流方向由 Pa练习练习1、如图所示，如图所示，PQNM是由粗裸导线连接两个定是由粗裸导线连接两个定值电阻组合成的闭合矩形导体框，水平放置，金属值电阻组合成的闭合矩形导体框，水平放置，金属棒棒ab与与PQ、MN垂直，并接触良好。整个装置放在垂直，并接触良好。整个装置放在竖直向下的匀强磁场中，磁感强度竖直向下的匀强磁场中，磁感强度B=0.4T。已
21、知。已知ab长长l =0.5m，电阻，电阻R1=2，R24，其余电阻均忽略，其余电阻均忽略不计，若使不计，若使ab以以v=5m/s的速度向右匀速运动，作用的速度向右匀速运动，作用于于ab 的外力大小为的外力大小为_N，R1上消耗的电热功上消耗的电热功率为率为 _ W。（不计摩擦）。（不计摩擦）解：解：E=Bl v = 0.40.55=1VR并并=4/3 I总总=3/4 A I1=1/2 AF=BI总总l =0.40.750.5=0.15NP 1= I12 R1=1/42=0.5W0.150.5aQNMPbvR2R1A换一个电阻为原来一半的灯泡换一个电阻为原来一半的灯泡B把磁感强度把磁感强度B增
22、为原来的增为原来的2倍倍C. 换一根质量为原来的换一根质量为原来的 倍的金属棒倍的金属棒D. 把导轨间的距离增大为原来的把导轨间的距离增大为原来的 倍倍2 例例4. 如图示，光滑导轨倾斜放置，其下端连接一如图示，光滑导轨倾斜放置，其下端连接一个灯泡，匀强磁场垂直于导线所在平面，当个灯泡，匀强磁场垂直于导线所在平面，当ab棒下滑棒下滑到稳定状态时，小灯泡获得的功率为到稳定状态时，小灯泡获得的功率为P0，除灯泡外，除灯泡外，其它电阻不计，要使灯泡的功率变为其它电阻不计，要使灯泡的功率变为2P0，下列措施正，下列措施正确的是确的是 2BabRBLmgRIP22)sin(解： C 练习练习2、倾角为、
23、倾角为30的斜面上，有一导体框架，宽为的斜面上，有一导体框架，宽为1m，不，不计电阻，垂直斜面的匀强磁场磁感应强度为计电阻，垂直斜面的匀强磁场磁感应强度为0.2T，置于框架上，置于框架上的金属杆的金属杆ab，质量，质量0.2kg，电阻，电阻0.1，如图所示，如图所示.不计摩擦，当不计摩擦，当金属杆金属杆ab由静止下滑时，求：由静止下滑时，求：(1)当杆的速度达到当杆的速度达到2m/s时，时，ab两端的电压；两端的电压； (2)回路中的最大电流和功率回路中的最大电流和功率. 30baL解：解： (1) 画出等效电路如图示画出等效电路如图示Erab不计框架电阻，外电阻为不计框架电阻，外电阻为0，
24、Uab=0(2) ab匀速运动时速度最大，感应电流和功率最大匀速运动时速度最大，感应电流和功率最大mgsin30= BImL Im= mgsin30/ BL = 5AP = Im2 r = 2.5 WAUBL v0 FB2 L2 v0 RBUBL v0 F0CU0 F0DUqC FB2 L2 v0 R练习练习3. 如图所示，如图所示，U 型线框型线框 abcd 处于匀强磁场处于匀强磁场中，磁场的磁感强度为中，磁场的磁感强度为B，方向垂直于纸面向内长，方向垂直于纸面向内长度为度为L 的直导线的直导线MN中间串有一个电压表跨接在中间串有一个电压表跨接在ab 与与cd 上且与上且与ab 垂直，它们之
25、间的接触是完全光滑的垂直，它们之间的接触是完全光滑的R为电阻，为电阻，C为电容器，现令为电容器，现令MN以速度以速度v0 向右匀速运动，向右匀速运动，用用U表示电压表的读数，表示电压表的读数，q 表示电容器所带电量，表示电容器所带电量，C 表示电容器电容表示电容器电容F 表示对表示对MN 的力设电压表体积的力设电压表体积很小，其中线圈切割磁感线对很小，其中线圈切割磁感线对MN间的电压的影响可间的电压的影响可以忽略不计则以忽略不计则 a bRv0VNMBcdCC A 逐渐增大逐渐增大 B. 先减小后增大先减小后增大 C. 先增大后减小先增大后减小 D. 增大、减小、增大、减小、 再增大、再减小再
26、增大、再减小例例5. 如图示：如图示：abcd是粗细均匀的电阻丝制成的长方形线框，另是粗细均匀的电阻丝制成的长方形线框，另一种材料制成的导体棒一种材料制成的导体棒MN有电阻，可与保持良好接触并做无有电阻，可与保持良好接触并做无摩擦滑动，线框处在垂直纸面向里的匀强磁场摩擦滑动，线框处在垂直纸面向里的匀强磁场B中，当导体棒中，当导体棒MN在外力作用下从导线框的左端开始做切割磁感应线的匀速在外力作用下从导线框的左端开始做切割磁感应线的匀速运动，一直滑到右端的过程中，导线框上消耗的电功率的变化运动，一直滑到右端的过程中，导线框上消耗的电功率的变化情况可能为：（情况可能为：（ ） bv0BcMNad解解
27、： MN的电阻为的电阻为r ，MN 在中间位置时在中间位置时导线框导线框总电阻最大为总电阻最大为R 画出画出P-R图线如图示，若图线如图示，若R r，选，选C,O RP出出Pmr若若R r 且在两端时的电阻等于且在两端时的电阻等于r，则选，则选B.若若R r 且在两端时的电阻小于且在两端时的电阻小于r，则选，则选D.B C D 例例6、 如图所示，匀强磁场方向垂直纸面向里，如图所示，匀强磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度磁感应强度B=0.20T，OCA金属导轨与金属导轨与OA金属直导轨金属直导轨分别在分别在O点和点和A点接一阻值为点接一阻值为R1 =3.0和和R2=6.0 体积体积可忽略的定值电
28、阻，导轨可忽略的定值电阻，导轨OCA的曲线方程为的曲线方程为 y=1.0sin(/3 x) （m),金属棒金属棒ab平行于平行于y 轴，轴， 长为长为1.5m，以速度以速度 v=5.0 m/s 水平向右匀速运动（水平向右匀速运动（b点始终在点始终在Ox轴轴上），设金属棒与导轨接触良好，摩擦不计，电路中上），设金属棒与导轨接触良好，摩擦不计，电路中除了电阻除了电阻R1和和R2外，其余电阻均不计，求：外，其余电阻均不计，求：（1）金属棒在导轨上运动时）金属棒在导轨上运动时R1的最大功率的最大功率（2）金属棒在导轨上从）金属棒在导轨上从x=0到到x=3m的运动过程中，的运动过程中，外力必须做的功外力
29、必须做的功R2R1AOCx/ my/m1.0baB3.0R2R1AOCx/ my/m1.0baB3.0解：解： （1） ab棒运动时产生感应电动势棒运动时产生感应电动势 E=Byv画出等效电路如图示（不计电源内阻）：画出等效电路如图示（不计电源内阻）：baER1R236I 1=E/R1 =1/3 ByvP1= I12 R1 =1/9 B2 y2v2R1 P1m=1/9 B2 ym2 v2 R1 =1/90.041253=1/3 W（2） E=Byvy 所以所以E按正弦规律变化按正弦规律变化Em =By mv =0.21.05=1VE有有=0.707Vt=x/v=3/5=0.6sR并并=36/9
30、=2 W=Q= E有有2/R并并t = 0.5/20.6 = 0.15 J04年春季理综年春季理综 25 25（18分）如图，直角三角形导线框分）如图，直角三角形导线框abc固定在匀固定在匀强磁场中，强磁场中，ab是一段长为是一段长为l、电阻为、电阻为R的均匀导线，的均匀导线，ac和和bc的电阻可不计，的电阻可不计，ac长度为长度为l /2。磁场的磁感强度为。磁场的磁感强度为B，方向垂直于纸面向里。现有一段长度为，方向垂直于纸面向里。现有一段长度为l /2 、电阻、电阻为为R/2的均匀导体杆的均匀导体杆MN架在导线框上，开始时紧靠架在导线框上，开始时紧靠ac，然后沿然后沿ac方向以恒定速度方向
31、以恒定速度v向向b端滑动，滑动中始终与端滑动，滑动中始终与ac平行并与导线框保持良好接触。当平行并与导线框保持良好接触。当MN滑过的距离滑过的距离为为l /3时，导线时，导线ac中的电流是多大？方向如何？中的电流是多大？方向如何？BMNacbv解解: MN滑过的距离为滑过的距离为l /3时，它与时，它与bc的接触点为的接触点为P，如，如图图a示：由几何关系可知示：由几何关系可知MP长度为长度为l /3 ，电阻，电阻 r=R/3BMNacbvP图图aMP中的感应电动势为中的感应电动势为 E=Blv/3等效电路如图等效电路如图b示：示：E rR/32R/3cMPab图图bMacP和和MbP两电路的
32、并联电阻为两电路的并联电阻为r并并=2R / 9由欧姆定律，由欧姆定律，PM中的电流中的电流5R9ErrEI并ac中的电流中的电流 I ac =2 I/3即即5Rv2BIcal根据右手定则，根据右手定则，MP中的感应电流的中的感应电流的方向由方向由P流向流向M，所以，所以I ac电流的方向由电流的方向由a流向流向c。 如图所示，半径为如图所示，半径为R、单位长度电阻为、单位长度电阻为的均匀的均匀导电圆环固定在水平面上，圆环中心为导电圆环固定在水平面上，圆环中心为O。匀强磁场垂直水平。匀强磁场垂直水平方向向下，磁感强度为方向向下，磁感强度为B。平行于直径。平行于直径MON的导体杆，沿垂的导体杆，
33、沿垂直于杆的方向向右运动。杆的电阻可以忽略不计，杆与圆环直于杆的方向向右运动。杆的电阻可以忽略不计，杆与圆环接触良好接触良好,某时刻，杆的位置如图，某时刻，杆的位置如图，aOb=2 ，速度为，速度为v。求。求此时刻作用在杆上的安培力的大小。此时刻作用在杆上的安培力的大小。NMObaRdc 2002年广东年广东15、解：解：E= Bv lab=Bv2Rsin 等效电路如图示：等效电路如图示：cabd此时弧此时弧acb和弧和弧adb的电阻分别为的电阻分别为2 R( - )和和 2 R ，它们的并联电阻为它们的并联电阻为 R并并= 2 R (-)/I=E/ R并并= Bvsin (-)F=BI(2R
34、sin)RvB22)(sin2F = 如图所示如图所示,OACO为置于水平面内的光滑为置于水平面内的光滑闭合金属导轨闭合金属导轨, O、C 处分别接有短电阻丝处分别接有短电阻丝(图中用粗图中用粗线表示线表示), R1 =4、R2=8 ,(导轨其它部分电阻不计导轨其它部分电阻不计)，导轨导轨OAC的形状满足方程的形状满足方程 y=2 sin(/3 x) (单位：单位：m),磁感应强度磁感应强度B=0.2T的匀强磁场方向垂直于导轨平面，的匀强磁场方向垂直于导轨平面，一足够长的金属棒在水平外力一足够长的金属棒在水平外力F作用下，以恒定的作用下，以恒定的 速速率率 v=5.0 m/s 水平向右在导轨上
35、从水平向右在导轨上从O点滑动到点滑动到C点，棒点，棒与导轨接触良好且始终保持与与导轨接触良好且始终保持与OC导轨垂直，不计棒的导轨垂直，不计棒的电阻，求：电阻，求：（1）外力）外力F 的最大值，的最大值，（2）金属棒在导轨上运动时电阻）金属棒在导轨上运动时电阻丝丝R1上消耗的的最大功率上消耗的的最大功率（3）在滑动过程中通过金属棒）在滑动过程中通过金属棒的电流的电流I与时间与时间t 的关系。的关系。上海上海03年年22、yR2R1COAxBv解：解：（1） 金属棒匀速运动时产生感应电动势金属棒匀速运动时产生感应电动势E=BLv 画出等效电路如图示（不计电源内阻）：画出等效电路如图示（不计电源内
36、阻）：baER1R248I =E/R总总 F外外=F安安=BIL = B2L2 v/ R总总 Lm=2sin/2=2m R总总 = R1 R2 /（ R1 + R2 ）=8/3 F max = B2Lm2 v/ R总总 = 0.2222 5.0 3/ 8=0.3N （2） P1m= E 2/R1 = B2Lm2 v2/ R1 = 0.2222 5.02 / 4=1W （3）金属棒与导轨接触点间的长度随时间变化）金属棒与导轨接触点间的长度随时间变化L= 2 sin(/3 x) ( m)x=vtE=BLv I=E/ R总总 =Bv/ R总总 2 sin(/3 vt ) =3/4 sin(5 t /
37、3 ) (安安)摩擦生热摩擦生热01年全国年全国20、 20（13分）如图分）如图1所示所示.一对平行光滑轨道放置在水一对平行光滑轨道放置在水平面上，两轨道间距平面上，两轨道间距=0.20m，电阻，电阻R=1.0；有一导；有一导体杆静止地放在轨道上，与两轨道垂直，杆及轨道体杆静止地放在轨道上，与两轨道垂直，杆及轨道的电阻皆可忽略不计，整个装置处于磁感强度的电阻皆可忽略不计，整个装置处于磁感强度B=0.50T的匀强磁场中，磁场方向垂直轨道面向下的匀强磁场中，磁场方向垂直轨道面向下.现现用一外力用一外力F沿轨道方向拉杆，做之做匀加速运动，测沿轨道方向拉杆，做之做匀加速运动，测得力得力F与时间与时间
38、t的关系如图的关系如图2所示所示.求杆的质量求杆的质量m和加速和加速度度a. BRFlt/sF/N04 8 12 162024 28 322753164BRFl 解：解：导体杆在轨道上做匀加速直线运动，用导体杆在轨道上做匀加速直线运动，用v表示表示其速度，其速度，t 表示时间，则有表示时间，则有 v=a t 杆切割磁力线，将产生感应电动势，杆切割磁力线，将产生感应电动势，E=Bl v闭合回路中产生电流闭合回路中产生电流 I=E/R 杆受到的安培力为杆受到的安培力为 f=BIl = B2l 2at/R 由牛顿第二定律，由牛顿第二定律， F-f =ma 联立以上各式，得联立以上各式，得F=ma+B
39、2l 2at/R= ma + 0.01at 在图线上取两点代入在图线上取两点代入式：式：t=0 ，F=1N； 1=ma t=20 ，F=3N; 3=ma+0.2a 可解得可解得 a=10m/s2, m=0.1kg （13分）如图所示，固定于水平桌面分）如图所示，固定于水平桌面上的金属框架上的金属框架cdef，处在竖直向下的匀强磁场中，金，处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒属棒ab搁在框架上，可无摩擦滑动，此时搁在框架上，可无摩擦滑动，此时adeb构成一构成一个边长为个边长为l 的正方形，棒的电阻为的正方形，棒的电阻为r，其余部分电阻不，其余部分电阻不计，开始时磁感强度为计，开始时磁感强度为B0（
40、1）若从）若从t=0时刻起，磁感强度均匀增加，每秒增量时刻起，磁感强度均匀增加，每秒增量为为k，同时保持棒静止，求棒中的感应电流，在图上标，同时保持棒静止，求棒中的感应电流，在图上标出感应电流的方向。出感应电流的方向。（2）在上述（）在上述（1）情况中，始终保持棒静止，当）情况中，始终保持棒静止，当t=t1秒秒末时需加的垂直于棒的水平拉力为多大？末时需加的垂直于棒的水平拉力为多大？（3）若从）若从t=0时刻起，磁感强度逐渐减小，当棒以恒时刻起，磁感强度逐渐减小，当棒以恒定速度定速度v 向右作匀速运动时，可使棒中不产生感应电向右作匀速运动时，可使棒中不产生感应电流，则磁感强度应怎样随时间变化流，
41、则磁感强度应怎样随时间变化（写出（写出B与与t 关系式）？关系式）？ 00年上海年上海 23、 Bedcab f解：解：Bedcab f（1）感应电动势）感应电动势2lktE感应电流感应电流 I=E/r=kl 2 /r方向：逆时针（见右图）方向：逆时针（见右图） （2）t=t1秒时，秒时，B=B0+kt1F=BI lrk)kt(BF310l（3）总磁通量不变）总磁通量不变20Bvt)(BlllvtBB0ll备注：备注：21EEtBvtvBtBStSBtElllE1为动生电动势，为动生电动势， E2为感生电动势为感生电动势2005年辽宁综合卷年辽宁综合卷34.34.如图所示如图所示,两根相距为两
42、根相距为l的平行直导轨的平行直导轨ab、cd, b、d间连有一固定电阻间连有一固定电阻R,导轨电阻可忽略不计。导轨电阻可忽略不计。MN为放为放在在ab和和cd上的一导体杆上的一导体杆,与与ab垂直垂直,其电阻也为其电阻也为R。整。整个装置处于匀强磁场中，磁感应强度的大小为个装置处于匀强磁场中，磁感应强度的大小为B,磁场磁场方向垂直于导轨所在平面（指向图中纸面内）。现对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速度施力使它沿导轨方向以速度v（如图）做匀速运（如图）做匀速运动。令动。令U表示表示MN两端电压的大小，则两端电压的大小，则 （ ）A. U=vBl /2 流过
43、固定电阻流过固定电阻R的感应电流由的感应电流由b到到dB. U=vBl /2 流过固定电阻流过固定电阻R的感应电流由的感应电流由d到到bC. U=vBl 流过固定电阻流过固定电阻R的感应电流由的感应电流由b到到dD. U=vBl 流过固定电阻流过固定电阻R的感应电流由的感应电流由d到到bAM NRvdabcB介绍介绍 该课件集内容系统全面，形成完整系列该课件集内容系统全面，形成完整系列, 结构体系合理，知识覆盖面广，包括高中结构体系合理，知识覆盖面广，包括高中物理的全部内容，共有物理的全部内容，共有110个课件，计个课件，计3270余幅动画余幅动画,约约50M 。每个。每个课件均有复习精要，课
44、件均有复习精要，各种典型例题和近几年的高考试题分步演示各种典型例题和近几年的高考试题分步演示, 可直接用来上课，全套课件约可供可直接用来上课，全套课件约可供250课课时使用，是不可多得的好资料。时使用，是不可多得的好资料。本课件集本课件集有如下特点：有如下特点： 1. 作者是多年从事高三教学的老教师作者是多年从事高三教学的老教师,教学经验丰富教学经验丰富. 2. 课件按教材顺序分章节整理，高中物理每章要用的课件都有课件按教材顺序分章节整理，高中物理每章要用的课件都有, 既有第一轮复习的全既有第一轮复习的全套内容套内容(71个课件个课件),(含实验课件含实验课件14个个)又有第二轮专题复习的内容
45、又有第二轮专题复习的内容(专题复习课件专题复习课件28个个)，可以拿来就用可以拿来就用,使用方便。使用方便。 3. 密切联系高考复习的实际，紧扣近年高考大纲，选用两千多个典型例题密切联系高考复习的实际，紧扣近年高考大纲，选用两千多个典型例题,(包括近年包括近年的高考试题及的高考试题及2005年各地的高考、模考试题年各地的高考、模考试题)，均有分步详解或关键性的点拨，均有分步详解或关键性的点拨. 4. 该课件集融教学性、资料性和实用性于一体该课件集融教学性、资料性和实用性于一体, 为高考复习提供很大方便；为高考复习提供很大方便； 既可作为既可作为高考复习的现成教案，又可作为教师的资料库和题库。高
46、考复习的现成教案，又可作为教师的资料库和题库。 5. 全部是全部是powerPoint课件课件,操作使用十分方便操作使用十分方便. 6 .该课件集可以根据需要任意增补删减，再经过你的积累，将供你终身受用。该课件集可以根据需要任意增补删减，再经过你的积累，将供你终身受用。 联系方式：邮编联系方式：邮编212300丹阳市吕叔湘中学校长室丹阳市吕叔湘中学校长室 庞留根庞留根电话：电话： 13952831836Email： 工本费工本费: 全套全套 100元元。 附课件目录：见下两页。附课件目录：见下两页。序号序号名称名称幅数幅数 序号序号名称名称幅数幅数 序号序号名称名称幅数幅数力学课件力学课件63
47、5635电磁学课件电磁学课件609609专题复习专题复习9579571 1力的基本概念力的基本概念24243434 电场强度电场强度30307272力和运动上力和运动上24242 2力的合成和分解力的合成和分解21213535 电势、电势差电势、电势差30307373力和运动下力和运动下25253 3物体的平衡物体的平衡20203636 带电粒子在电场中的运动（上）带电粒子在电场中的运动（上） 19197474动量和能量上动量和能量上30304 4牛顿运动定律及其应用牛顿运动定律及其应用45453737 带电粒子在电场中的运动（下）带电粒子在电场中的运动（下） 31317575动量和能量下动量
48、和能量下32325 5整体法和隔离法整体法和隔离法20203838用图象法处理粒子在电场中的运动用图象法处理粒子在电场中的运动14147676子弹打木块专题子弹打木块专题21216 6匀变速直线运动匀变速直线运动37373939 电容和电容器电容和电容器18187777绳球系列专题绳球系列专题27277 7自由落体运动竖直上抛运动自由落体运动竖直上抛运动19194040 部分电路欧姆定律部分电路欧姆定律30307878天体运行专题天体运行专题45458 8曲线运动曲线运动12124141 闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律29297979振动和波综合题振动和波综合题38389 9平抛运动平抛运动
49、29294242 电路计算电路计算26268080力学综合题(上)力学综合题(上)33331010 匀速圆周运动匀速圆周运动27274343 伏安法测电阻伏安法测电阻16168181力学综合题(下)力学综合题(下)32321111 系统的动力学方程系统的动力学方程11114444 磁场的基本概念磁场的基本概念20208282热学综合热学综合22221212 万有引力定律 万有引力定律 38384545 安培力安培力18188383电场综合题(上)电场综合题(上)28281313 功和功率功和功率30304646 洛仑兹力洛仑兹力42428484电场综合题(下)电场综合题(下)29291414
50、弹力、摩擦力的功弹力、摩擦力的功18184747 带电粒子在复合场中的运动（上）带电粒子在复合场中的运动（上）32328585磁场综合题磁场综合题43431515 动能定理动能定理32324848 带电粒子在复合场中的运动（下）带电粒子在复合场中的运动（下）22228686电磁感应综合题电磁感应综合题37371616 机械能守恒定律机械能守恒定律32324949 法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律24248787电磁学综合题(上)电磁学综合题(上)33331717 功和能功和能31315050 感应电流的方向感应电流的方向25258888电磁学综合题(下)电磁学综合题(下)36361818