高中物理电磁感应现象课件2新课标 人教 选修21.ppt

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1、电磁感应现象电磁感应现象 2021/8/11 星期三1一根导线长为一根导线长为L,通有电流,通有电流I,如,如果把它弯成一个线圈,要使它在磁感果把它弯成一个线圈,要使它在磁感强度为强度为B的匀强磁场中所受的磁力矩的匀强磁场中所受的磁力矩最大,应弯成什么形状,匝数怎样?最大,应弯成什么形状,匝数怎样?怎么放置?怎么放置?弯成圆形,弯成圆形,n=1匝,匝,线圈平面与磁场平行线圈平面与磁场平行2021/8/11 星期三2abcef 匀强磁场中放置有固定的匀强磁场中放置有固定的abcabc金属框架,金属框架,导体棒导体棒efef在框架上匀速向右平移,框架在框架上匀速向右平移,框架和棒所用材料相同,摩擦

2、阻力忽略不计。和棒所用材料相同,摩擦阻力忽略不计。在在efef脱离框架前,保持一定数量的物理脱离框架前,保持一定数量的物理量是:量是:A Aefef棒所受的拉力棒所受的拉力B B电路中电路中的磁通量的磁通量C C电路中感应电流电路中感应电流D D电电路中感应电动势路中感应电动势(C)(C)2021/8/11 星期三3acb 在边长为在边长为L L的正三角形区域内有匀强的正三角形区域内有匀强磁场磁场B B,方向如图。一个边长也为,方向如图。一个边长也为L L的正的正三角形导体框架三角形导体框架abcabc(电阻为(电阻为R R)在)在t=0t=0时时恰好与该磁场区域重合,尔后以周期恰好与该磁场区

3、域重合,尔后以周期T T绕绕其中心在纸面内沿顺时针方向匀速转动。其中心在纸面内沿顺时针方向匀速转动。则从则从t=0t=0到到t=T/3t=T/3时间内,流过框架的电时间内,流过框架的电量为;从量为;从t=0t=0到到t=T/2t=T/2时间内,时间内,流过框架的电量为。流过框架的电量为。0 0 BL BL2 2/12R/12R2021/8/11 星期三4oa 一根长为一根长为L的直导线,在垂直于匀强磁的直导线,在垂直于匀强磁场的平面内绕轴场的平面内绕轴O以角速度以角速度逆时针转动,逆时针转动,以以O为圆心,为圆心,L/2为半径的圆形区域内磁为半径的圆形区域内磁场方向垂直纸面向里,圆形区域外磁场

4、方场方向垂直纸面向里,圆形区域外磁场方向垂直纸面向外,大小均为向垂直纸面向外,大小均为B,导线在旋,导线在旋转过程中转过程中aO间的电势差为多少?间的电势差为多少?U UaOaO=BL=BL2 2/4/42021/8/11 星期三5 MNBR 两根光滑的平行金属导轨处于同一水平面内,两根光滑的平行金属导轨处于同一水平面内,相距相距L L0.3m0.3m,导轨的左端,导轨的左端M M、N N用用0.20.2的电阻的电阻R R连连接,导轨电阻不计,导轨上停放一金属棒,棒的电接,导轨电阻不计,导轨上停放一金属棒,棒的电阻阻r=0.1r=0.1,质量,质量m=0.1kgm=0.1kg,整个装置处于竖直

5、向下,整个装置处于竖直向下的匀强磁场中,磁感强度的匀强磁场中,磁感强度B B0.5T0.5T。现对金属棒施。现对金属棒施加适当的水平拉力使它由静止起运动,问加适当的水平拉力使它由静止起运动,问(1 1)棒)棒应如何运动才能使应如何运动才能使R R上的电压每上的电压每1s1s均匀地增加均匀地增加0.05V0.05V,且,且M M点的电势高于点的电势高于N N点?(点?(2 2)上述情况下,若导)上述情况下,若导轨足够长,从棒开始运动起第轨足够长,从棒开始运动起第2s2s末拉力的瞬时功率末拉力的瞬时功率是多少是多少?向右以向右以a a0.5m/s0.5m/s2 2 做匀加速运动做匀加速运动V=at

6、=1m/sV=at=1m/sF=BIL+ma=0.125NF=BIL+ma=0.125NP=FV=0.125WP=FV=0.125W2021/8/11 星期三6 矩形线圈由矩形线圈由n50匝导线圈组成,边长匝导线圈组成,边长ab0.4m,边长,边长bc0.2m,整个线圈总电阻,整个线圈总电阻R2,在,在B0.1T的匀强磁场中绕轴线的匀强磁场中绕轴线OO以角速度以角速度=50rad/s匀速转动。匀速转动。O为为ad边中边中点,点,O为为bc边中点。求边中点。求(1)线圈从甲图中)线圈从甲图中位置转过位置转过1800的过程中平均感应电动势多大的过程中平均感应电动势多大?回路产生热量多少?回路产生热

7、量多少?(2)线圈从乙图中)线圈从乙图中位置转过位置转过1800的过程中平均感应电动势多大的过程中平均感应电动势多大?回路产生热量多少?回路产生热量多少?(3)线圈从乙图中)线圈从乙图中位置转过位置转过300时瞬时感应电动势多大?回路时瞬时感应电动势多大?回路热功率多大?外力矩多大?热功率多大?外力矩多大?2021/8/11 星期三7abcdOOabcdOO甲甲乙乙=2nBS/=12.7Vm=nBS=20VQ=I2Rt=2=6.28J=0Q=I2Rt=2=6.28J2021/8/11 星期三8abcdOOabcdOO甲甲乙乙e=mcos300=10 VP=e2/R=150WM=nBiScos3

8、00=3N*m2021/8/11 星期三9 两个半径为两个半径为R(外环)(外环)r(内环)的金(内环)的金属环放在磁感强度为属环放在磁感强度为B的匀强磁场中,外的匀强磁场中,外环和内环分别跟两块平行金属板相连,当环和内环分别跟两块平行金属板相连,当金属杆金属杆ab跟环接触,并绕圆心匀速转动时,跟环接触,并绕圆心匀速转动时,质量为质量为m、带电量为、带电量为q的粒子在平板间的粒子在平板间静止,若板间距为静止,若板间距为d,则转动的角速度为,则转动的角速度为多少?多少?abU=mgd/qU=mgd/qU=B(RU=B(R2 2-r-r2 2)/2)/2=2mgd/qB(R=2mgd/qB(R2

9、2-r-r2 2)2021/8/11 星期三10MNEFO 把电阻为把电阻为2R和和R的两条粗细均匀的电阻丝焊的两条粗细均匀的电阻丝焊接成直径分别为接成直径分别为2d和和d的两个同心圆环,水平的两个同心圆环,水平固定在绝缘桌面上,在大小两环之间的区域穿固定在绝缘桌面上,在大小两环之间的区域穿过一个竖直向下、大小为过一个竖直向下、大小为B的匀强磁场。一长的匀强磁场。一长度为度为2d、电阻等于、电阻等于R的粗细均匀的金属棒的粗细均匀的金属棒MN放在圆环上,与两圆环始终保持良好接触,当放在圆环上,与两圆环始终保持良好接触,当金属棒以恒定的速度金属棒以恒定的速度v向右运动并经过环心向右运动并经过环心O时,时,求:求:(1)金属棒金属棒MN产生的总的感应产生的总的感应电动势电动势 (2)MN上的电流大小及上的电流大小及方向方向 (3)棒与小圆环接触点棒与小圆环接触点E、F间电压间电压(4)大小圆环消耗的大小圆环消耗的功率之比功率之比2021/8/11 星期三11RRR/2R/2R/2,R/4,R/4=BdvIEM=INF=I总总=6Bdv/7RIFE=I总总/3=2Bdv/7R方向如图方向如图UFE=Bdv/7P大大:P小小=9:22021/8/11 星期三122021/8/11 星期三13

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