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1、第二课堂电磁感应第一页，本课件共有23页例例1(1(练习册练习册p85 5p85 5）如图所示为一如图所示为一“日日”字形闭合导线框。字形闭合导线框。已知已知ab=bc=cd=de=ef=fa=0.1m,已知已知 ab、cf、de段电阻段电阻均为均为3 3，cd、ef段电阻均为段电阻均为1.51.5，bc、fa段电阻均为零，段电阻均为零，匀强磁场匀强磁场B B的方向与框面垂直向里，大小为的方向与框面垂直向里，大小为B=1T，磁场，磁场边界与边界与dede平行，图中虚线所示。今以图中向右的方向，以平行，图中虚线所示。今以图中向右的方向，以v=24m/s的速度，将线框匀速地拉出磁场区域，试求在此的
2、速度，将线框匀速地拉出磁场区域，试求在此过程中拉力所做的功。过程中拉力所做的功。rr第二页，本课件共有23页解：解：rr第三页，本课件共有23页例例2 2、被限制在半径为被限制在半径为R R的无限长圆柱内的均匀磁场，的无限长圆柱内的均匀磁场，B B均匀增加，均匀增加，（1 1）计算两段导线）计算两段导线CD与与AOM的感应电动势，并分别比较的感应电动势，并分别比较A、M两点两点及及C、D两点的电势高低（两点的电势高低（O为圆心，为圆心，CD的长度为的长度为l）；（2 2）若有一长为）若有一长为2R的导体棒，以速度的导体棒，以速度v v横扫过磁场，试求在图示的横扫过磁场，试求在图示的EFEF位置
3、位置的感应电动势；的感应电动势；（3 3）若在垂直磁场的平面内放入两种不同材料的半圆环组成的半径为）若在垂直磁场的平面内放入两种不同材料的半圆环组成的半径为r r的金属圆环，圆心在的金属圆环，圆心在O点，两部分电阻分别为点，两部分电阻分别为R1 1和和R2 2,试比较试比较A 与与M 两点的电势高低。两点的电势高低。oMARCDFoERRRR1orA R2M 第四页，本课件共有23页oMARCDo hRCD 第五页，本课件共有23页（2）FoERRR第六页，本课件共有23页(3)方向：逆时针方向：逆时针R1orA R2M A 处有正电荷堆积，处有正电荷堆积，M 有负电荷有负电荷堆积堆积若电阻均
4、匀，圆环内只有感生电场，没有静电场若电阻均匀，圆环内只有感生电场，没有静电场A 处有负电荷堆积，处有负电荷堆积，M 有正电荷有正电荷堆积堆积第七页，本课件共有23页例例3、图中所示为一半径是图中所示为一半径是R0的圆柱形区域的横截面，在的圆柱形区域的横截面，在此区域中分布着具有轴对称性且随时间变化的磁场，各此区域中分布着具有轴对称性且随时间变化的磁场，各点磁感强度点磁感强度 的方向垂直图面向里，的方向垂直图面向里，B 的大小与该点离对的大小与该点离对称轴称轴O的距离的距离r成反比设场中任一点成反比设场中任一点P处的涡漩电场处的涡漩电场 的方的方向如图所示，问区域内的变化磁场具有怎样的数学形式可
5、使向如图所示，问区域内的变化磁场具有怎样的数学形式可使区域内区域内r 0的各点的各点 的大小为一恒定值的大小为一恒定值b解：解：设设B的函数表达式为的函数表达式为其中其中a为比例系数任意常数为比例系数任意常数第八页，本课件共有23页其中其中C为任意常数为任意常数第九页，本课件共有23页第第25届物理竞赛题届物理竞赛题第十页，本课件共有23页解：解：带电粒子的运动类似于斜抛运动带电粒子的运动类似于斜抛运动加速度加速度射程射程射高射高第十一页，本课件共有23页例例5、如图所示，一金属圆环以其边缘为支点直立在两如图所示，一金属圆环以其边缘为支点直立在两磁极间，环的底部受两个固定档的限制，使其不能滑动
6、磁极间，环的底部受两个固定档的限制，使其不能滑动。现环受一扰动偏离竖直面。现环受一扰动偏离竖直面，并开始倒下。已知并开始倒下。已知B，环环半径半径r，环电阻环电阻R，环重，环重F，并可以认为环倒下的过程中并可以认为环倒下的过程中重力矩时时都与磁力矩平衡，求环倒时间重力矩时时都与磁力矩平衡，求环倒时间.环偏离环偏离感应电流感应电流磁矩磁矩磁力矩磁力矩i磁力矩方向向外磁力矩方向向外重力矩方向向内重力矩方向向内根据题意根据题意 重力矩重力矩=磁力矩磁力矩第十二页，本课件共有23页FPm解：重力矩解：重力矩磁力矩磁力矩第十三页，本课件共有23页第十四页，本课件共有23页例例7、如图所示，在无限长螺线管
7、中放有一金属圆盘，半径如图所示，在无限长螺线管中放有一金属圆盘，半径为为a，厚度为，厚度为b，电导率，电导率，通电后，使得通电后，使得 。求：。求：（1）金属中的涡电流；（）金属中的涡电流；（2）消耗的电功率。）消耗的电功率。解：解：先求一薄层中的涡电流先求一薄层中的涡电流薄层电阻薄层电阻薄层电流薄层电流第十五页，本课件共有23页整个金属板电流整个金属板电流消耗功率消耗功率第十六页，本课件共有23页I1(t)(3)法拉第定律可求自感法拉第定律可求自感(互感互感)电动势电动势(1)自感自感(互感互感)系数是线圈几何尺度、相对位置等的函系数是线圈几何尺度、相对位置等的函数，与电流的变化率无关数，与
8、电流的变化率无关自感自感 自身回路的磁通量与回路的电流成正比自身回路的磁通量与回路的电流成正比.互感互感 线圈中的磁通量与对方的电流成正比线圈中的磁通量与对方的电流成正比2(2）可以证明两个给定的线圈互感系数相等可以证明两个给定的线圈互感系数相等第十七页，本课件共有23页（1）同轴螺旋管）同轴螺旋管无漏磁无漏磁即彼此磁场完全穿过即彼此磁场完全穿过有漏磁有漏磁:（2）线圈的连接：）线圈的连接：IB1B2顺接顺接B1B2反接反接若无漏磁若无漏磁互感系数和自感系数的关系互感系数和自感系数的关系第十八页，本课件共有23页例例1、如图，已知电感线圈的自感系数为如图，已知电感线圈的自感系数为L1和和L2，
9、两者之，两者之间间的互感系数的互感系数为为M,导线导线和和线线圈的直流圈的直流电电阻忽略不阻忽略不计计。当。当线线圈圈L1中中电电流流强强度的度的变变化率化率为为 ,求求A、B两点两点间间的的电压电压？L1ML2BA互感电动势前的正负号由两线圈的绕向决定互感电动势前的正负号由两线圈的绕向决定解：解：第十九页，本课件共有23页第第25届物理竞赛题届物理竞赛题第二十页，本课件共有23页磁场中的高斯定理得磁场中的高斯定理得 环在运动中有动生电动势和自感电动势产生感应电流，环在运动中有动生电动势和自感电动势产生感应电流，载流线圈在磁场中受力运动载流线圈在磁场中受力运动第二十一页，本课件共有23页园环受的安培力园环受的安培力第二十二页，本课件共有23页第二十三页，本课件共有23页