高中物理電磁感應(yīng)和電路規(guī)律綜合應(yīng)用PPT學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1高中物理電磁感應(yīng)和電路規(guī)律綜合應(yīng)用高中物理電磁感應(yīng)和電路規(guī)律綜合應(yīng)用電磁感應(yīng)和電路規(guī)律的綜合應(yīng)用電磁感應(yīng)和電路規(guī)律的綜合應(yīng)用復(fù)習(xí)精要復(fù)習(xí)精要 P160/例例1 P162/練習(xí)練習(xí)2 P161/例例2 P171/例例3 例例1 例例2 例例3 練習(xí)練習(xí)1 例例4 練習(xí)練習(xí)2 練習(xí)練習(xí)3 例例5 例例6 04年春季理綜年春季理綜 25 2002年廣東年廣東15 上海上海03年年22 01年全國年全國20 00年上海年上海 23 2005年遼寧綜合卷年遼寧綜合卷34第1頁/共27頁復(fù)習(xí)精要復(fù)習(xí)精要1. 產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的導(dǎo)體相當(dāng)于一個電源，感應(yīng)電產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的導(dǎo)體相當(dāng)于一個電源，感應(yīng)電動勢等

2、效于電源電動勢，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的導(dǎo)體的動勢等效于電源電動勢，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的導(dǎo)體的電阻等效于電源的內(nèi)阻。電阻等效于電源的內(nèi)阻。2. 電源內(nèi)部電流的方向是從負(fù)極流向正極，即從低電源內(nèi)部電流的方向是從負(fù)極流向正極，即從低電勢流向高電勢。電勢流向高電勢。3. 產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的導(dǎo)體跟用電器連接，可以對產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的導(dǎo)體跟用電器連接，可以對用電器供電，由閉合電路歐姆定律求解各種問題用電器供電，由閉合電路歐姆定律求解各種問題.4. 產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的導(dǎo)體跟電容器連接，可對電容產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的導(dǎo)體跟電容器連接，可對電容器充電，穩(wěn)定后，電容器相當(dāng)于斷路，其所帶電量器充電，穩(wěn)定后，電容器相當(dāng)于斷路，其所帶電量可

3、用公式可用公式Q=CU來計算來計算5. 解決電磁感應(yīng)中的電路問題，必須按題意畫出等效解決電磁感應(yīng)中的電路問題，必須按題意畫出等效電路，其余問題為電路分析和閉合電路歐姆定律的應(yīng)電路，其余問題為電路分析和閉合電路歐姆定律的應(yīng)用。用。第2頁/共27頁 P160/例例1.如圖所示，用截面均勻的導(dǎo)線彎成一個半徑為如圖所示，用截面均勻的導(dǎo)線彎成一個半徑為r 的閉合的閉合圓環(huán)，將其垂直地置于磁感強度為圓環(huán)，將其垂直地置于磁感強度為B 的勻強磁場中，磁場方向垂的勻強磁場中，磁場方向垂直紙面向里。用同樣規(guī)格的直導(dǎo)線取一段置于環(huán)上（二者金屬裸直紙面向里。用同樣規(guī)格的直導(dǎo)線取一段置于環(huán)上（二者金屬裸露相接），并以速

4、度露相接），并以速度v 勻速地向右運動，當(dāng)它運動到勻速地向右運動，當(dāng)它運動到bc 位置時（位置時（ bc=1/2 bac）bc兩點的電勢差是多少？兩點的電勢差是多少？vrbca解：解：設(shè)金屬的電阻率為設(shè)金屬的電阻率為，導(dǎo)線截面為，導(dǎo)線截面為S，圓環(huán)電阻為，圓環(huán)電阻為R，畫出等效電路如圖示，則，畫出等效電路如圖示，則 R1=R/3 R2=2R/3 cbR1R2E r1R并并= 2R/9 = 2/9 2r / S電動勢電動勢 E= Brv 內(nèi)阻內(nèi)阻 r 1= r/S33)(BvSSrSrBrvrREI9433329231 并并總總 43934 BvrIRUbc并并第3頁/共27頁P162/練習(xí)練習(xí)

5、2如圖所示，勻強磁場如圖所示，勻強磁場B=0.1T，金屬棒，金屬棒AB長長0.4m，與框架寬度相同，與框架寬度相同，R=1/3 ，框架電阻，框架電阻不計，電阻不計，電阻R1= 2 ， R2=1 ，當(dāng)金屬棒以，當(dāng)金屬棒以 5ms 的速度勻速向右運動時，求：的速度勻速向右運動時，求：(1)流過金屬棒的感應(yīng)電流多大？流過金屬棒的感應(yīng)電流多大？(2)若圖中電容器若圖中電容器C為為0.3F，則充電量多少？，則充電量多少？vR1ABR2C解：解：畫出等效電路如圖示：畫出等效電路如圖示：R1ABR2CEE=BLv=0.10.45=0.2VR并并=2/3 I=E /（R并并+R）=0.2AUR2 =IR并并=

6、0.22/3=4/30 VQ=C UR2 =0.310-6 4/30 =4 10-8 C第4頁/共27頁P161/例例2. 如圖示，兩個電阻的阻值分別為如圖示，兩個電阻的阻值分別為R和和2R，其余電阻不計，電容器的電容量為其余電阻不計，電容器的電容量為C，勻強磁場的磁，勻強磁場的磁感應(yīng)強度為感應(yīng)強度為B，方向垂直紙面向里，金屬棒，方向垂直紙面向里，金屬棒ab、cd 的的長度均為長度均為l ，當(dāng)棒，當(dāng)棒ab 以速度以速度v 向左切割磁感應(yīng)線運動向左切割磁感應(yīng)線運動時，當(dāng)棒時，當(dāng)棒cd 以速度以速度2v 向右切割磁感應(yīng)線運動時，電向右切割磁感應(yīng)線運動時，電容容 C 的電量為多大？的電量為多大？ 哪

7、一個極板帶正電？哪一個極板帶正電？2vabcdefvCR2RB解：解：畫出等效電路如圖示：畫出等效電路如圖示：E2R2RCE1fecdE1=Bl v E2=2Bl v電容器電容器C充電后斷路，充電后斷路，Uef= - Bl v /3Ucd= E2=2Bl vU C= Uce=7 Bl v /3 Q=C UC=7 CBl v /3右板帶正電右板帶正電第5頁/共27頁BClhm a bP171/例例3 如圖所示如圖所示, 豎直放置的光滑平行金屬導(dǎo)軌豎直放置的光滑平行金屬導(dǎo)軌, 相距相距l(xiāng) , 導(dǎo)軌一端接有一個電容器導(dǎo)軌一端接有一個電容器 , 電容量為電容量為C, 勻強磁場垂直紙面向里勻強磁場垂直紙

8、面向里, 磁感應(yīng)強度為磁感應(yīng)強度為B, 質(zhì)量為質(zhì)量為m的金屬棒的金屬棒ab可緊貼導(dǎo)軌自由滑動可緊貼導(dǎo)軌自由滑動. 現(xiàn)讓現(xiàn)讓ab由靜止下滑由靜止下滑, 不考慮空氣阻力不考慮空氣阻力, 也不考慮任何部分的電阻和自感作用也不考慮任何部分的電阻和自感作用. 問金屬棒的做什么運動？問金屬棒的做什么運動？棒落地時的速度為多大？棒落地時的速度為多大？解：解：ab在在mg 作用下加速運動，經(jīng)時間作用下加速運動，經(jīng)時間 t ,速度增加為速度增加為v，a =v / tmg產(chǎn)生感應(yīng)電動勢產(chǎn)生感應(yīng)電動勢 E=Bl v 電容器帶電量電容器帶電量 Q=CE=CBl v感應(yīng)電流感應(yīng)電流I=Q/t=CBLv/ t=CBl a

9、產(chǎn)生安培力產(chǎn)生安培力F=BIl =CB2 l 2aF由牛頓運動定律由牛頓運動定律 mg-F=mama= mg - CB2 l 2aa= mg / (m+C B2 l 2)ab做初速為零的勻加直線運動做初速為零的勻加直線運動, 加速度加速度 a= mg / (m+C B2 l 2)落地速度為落地速度為2222lCBmmghahv 第6頁/共27頁 例例1. 如圖所示，金屬圓環(huán)的半徑為如圖所示，金屬圓環(huán)的半徑為r，電阻的值為，電阻的值為2R。金屬桿金屬桿oa一端可繞環(huán)的圓心一端可繞環(huán)的圓心O旋轉(zhuǎn)，另一端旋轉(zhuǎn)，另一端a擱在環(huán)擱在環(huán)上，電阻值為上，電阻值為R。另一金屬桿。另一金屬桿ob一端固定在一端固

10、定在O點，另點，另一端一端b固定在環(huán)上，電阻值也是固定在環(huán)上，電阻值也是R。加一個垂直圓環(huán)。加一個垂直圓環(huán)的磁感強度為的磁感強度為B的勻強磁場，并使的勻強磁場，并使oa桿以角速度桿以角速度勻勻速旋轉(zhuǎn)。如果所有觸點接觸良好，速旋轉(zhuǎn)。如果所有觸點接觸良好，ob不影響不影響oa的轉(zhuǎn)動，的轉(zhuǎn)動，求流過求流過oa的電流的范圍。的電流的范圍。aOb解解： Oa 旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生感生電動勢，旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生感生電動勢，E=1/2Br2當(dāng)當(dāng)Oa到最高點時，等效電路如圖甲示：到最高點時，等效電路如圖甲示：abORR甲甲Imin =E/2.5R= Br2 /5R當(dāng)當(dāng)Oa與與Ob重合時，環(huán)的電阻為重合時，環(huán)的電阻為0，等效電路

11、如圖乙示：，等效電路如圖乙示：aRbO乙乙Imax =E/2R= Br2 /4R Br2 /5RI Br2 /4R第7頁/共27頁aOb又解又解: Oa 旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生感生電動勢旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生感生電動勢,E=1/2Br2當(dāng)當(dāng)Oa到某點時到某點時,ab間小弧電阻為間小弧電阻為x ,等效電路如圖丙示等效電路如圖丙示:x2R-xabO2R-xx丙丙RE RR總總= (2R-x)x /2R + 2R = (2R x - x2+4R2) / 2R = -(x R)2 +5R2 / 2RI =E/ R總總= Br2 R / -( x R)2 +5R2 當(dāng)當(dāng)x= 0 Imax =Br2 /4R當(dāng)當(dāng)x= R Imin

12、 =Br2 /5R第8頁/共27頁例例2. 如圖示，在一磁感應(yīng)強度如圖示，在一磁感應(yīng)強度 B = 0.5T 的勻強磁場的勻強磁場中，垂直于磁場方向水平放置著兩根相距為中，垂直于磁場方向水平放置著兩根相距為 h = 0.1m 的平行金屬導(dǎo)軌的平行金屬導(dǎo)軌MN 與與PQ，導(dǎo)軌的電阻忽略不計，導(dǎo)軌的電阻忽略不計，在兩根導(dǎo)軌的端點在兩根導(dǎo)軌的端點N、Q之間連接有一阻值之間連接有一阻值R=0.3 的的電阻導(dǎo)軌上跨放著一根長電阻導(dǎo)軌上跨放著一根長l =0.2m，每米長電阻為，每米長電阻為 r=2 的金屬棒的金屬棒ab，與導(dǎo)軌正交放置，交點為，與導(dǎo)軌正交放置，交點為c、d ，當(dāng)，當(dāng)金屬棒以速度金屬棒以速度

13、v=4m/s 向左作勻速運動時，試求：向左作勻速運動時，試求：1.電阻電阻R中的電流大小和方向中的電流大小和方向2.金屬棒金屬棒ab 兩端的電勢差。兩端的電勢差。BRQPNM hla d c bv解解: 畫出等效電路如圖示畫出等效電路如圖示,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第9頁/共27頁 例例3、固定在勻強磁場中的正方形導(dǎo)線框、固定在勻強磁場中的正方形導(dǎo)線框abcd，各邊，各邊長長l，其中，其中ab 是一段電阻為是一段電阻為R

14、 的均勻電阻絲，其余三的均勻電阻絲，其余三邊均為電阻可忽略的銅線邊均為電阻可忽略的銅線.磁場的磁感應(yīng)強度為磁場的磁感應(yīng)強度為B，方，方向垂直紙面向里，現(xiàn)有一與向垂直紙面向里，現(xiàn)有一與ab 段所用材料、粗細(xì)、長段所用材料、粗細(xì)、長度都相同的電阻絲度都相同的電阻絲PQ架在導(dǎo)線框上，如圖所示，以恒架在導(dǎo)線框上，如圖所示，以恒定速度定速度v從從ad 滑向滑向bc，當(dāng)，當(dāng)PQ滑過滑過 l / 3 的距離時，通時的距離時，通時aP段電阻絲的電流是多大段電阻絲的電流是多大?方向如何方向如何? vabcdPQ解解：PQ滑動時產(chǎn)生感應(yīng)電動勢滑動時產(chǎn)生感應(yīng)電動勢 E=B l v畫出等效電路如圖示：畫出等效電路如圖

15、示：R外外=2R/9 r=RR/3R2R/3EabcdPQI總總=E /（ R外外+r ）=9B l v/11R IaP=2I總總/3 = 6B l v11R 電流方向由電流方向由 Pa第10頁/共27頁練習(xí)練習(xí)1、如圖所示，如圖所示，PQNM是由粗裸導(dǎo)線連接兩個定是由粗裸導(dǎo)線連接兩個定值電阻組合成的閉合矩形導(dǎo)體框，水平放置，金屬值電阻組合成的閉合矩形導(dǎo)體框，水平放置，金屬棒棒ab與與PQ、MN垂直，并接觸良好。整個裝置放在垂直，并接觸良好。整個裝置放在豎直向下的勻強磁場中，磁感強度豎直向下的勻強磁場中，磁感強度B=0.4T。已知。已知ab長長l =0.5m，電阻，電阻R1=2，R24，其余電

16、阻均忽略，其余電阻均忽略不計，若使不計，若使ab以以v=5m/s的速度向右勻速運動，作用的速度向右勻速運動，作用于于ab 的外力大小為的外力大小為_N，R1上消耗的電熱功上消耗的電熱功率為率為 _ W。（不計摩擦）。（不計摩擦）解：解：E=Bl v = 0.40.55=1VR并并=4/3 I總總=3/4 A I1=1/2 AF=BI總總l =0.40.750.5=0.15NP 1= I12 R1=1/42=0.5W0.150.5aQNMPbvR2R1第11頁/共27頁A換一個電阻為原來一半的燈泡換一個電阻為原來一半的燈泡B把磁感強度把磁感強度B增為原來的增為原來的2倍倍C. 換一根質(zhì)量為原來的

17、換一根質(zhì)量為原來的 倍的金屬棒倍的金屬棒D. 把導(dǎo)軌間的距離增大為原來的把導(dǎo)軌間的距離增大為原來的 倍倍2 例例4. 如圖示，光滑導(dǎo)軌傾斜放置，其下端連接一如圖示，光滑導(dǎo)軌傾斜放置，其下端連接一個燈泡，勻強磁場垂直于導(dǎo)線所在平面，當(dāng)個燈泡，勻強磁場垂直于導(dǎo)線所在平面，當(dāng)ab棒下棒下滑到穩(wěn)定狀態(tài)時，小燈泡獲得的功率為滑到穩(wěn)定狀態(tài)時，小燈泡獲得的功率為P0，除燈泡外，除燈泡外，其它電阻不計，要使燈泡的功率變?yōu)槠渌娮璨挥?，要使燈泡的功率變?yōu)?P0，下列措施，下列措施正確的是正確的是 2BabR)BLsinmg(RIP22解： C第12頁/共27頁 練習(xí)練習(xí)2、傾角為、傾角為30的斜面上，有一導(dǎo)體框

18、架，寬為的斜面上，有一導(dǎo)體框架，寬為1m，不計電阻，垂直斜面的勻強磁場磁感應(yīng)強度為，不計電阻，垂直斜面的勻強磁場磁感應(yīng)強度為0.2T，置于框架上的金屬桿，置于框架上的金屬桿ab，質(zhì)量，質(zhì)量0.2kg，電阻，電阻0.1，如圖所示，如圖所示.不計摩擦，當(dāng)金屬桿不計摩擦，當(dāng)金屬桿ab由靜止下滑時，求：由靜止下滑時，求：(1)當(dāng)桿的速度達(dá)到當(dāng)桿的速度達(dá)到2m/s時，時，ab兩端的電壓；兩端的電壓； (2)回路中的最大電流和功率回路中的最大電流和功率. 30baL解：解： (1) 畫出等效電路如圖示畫出等效電路如圖示Erab不計框架電阻，外電阻為不計框架電阻，外電阻為0， Uab=0(2) ab勻速運動

19、時速度最大，感應(yīng)電流和功率最大勻速運動時速度最大，感應(yīng)電流和功率最大mgsin30= BImL Im= mgsin30/ BL = 5AP = Im2 r = 2.5 W第13頁/共27頁AUBL v0 FB2 L2 v0 RBUBL v0 F0CU0 F0DUqC FB2 L2 v0 R練習(xí)練習(xí)3. 如圖所示，如圖所示，U 型線框型線框 abcd 處于勻強磁處于勻強磁場中，磁場的磁感強度為場中，磁場的磁感強度為B，方向垂直于紙面向內(nèi)，方向垂直于紙面向內(nèi)長度為長度為L 的直導(dǎo)線的直導(dǎo)線MN中間串有一個電壓表跨接在中間串有一個電壓表跨接在ab 與與cd 上且與上且與ab 垂直，它們之間的接觸是完

20、全光滑的垂直，它們之間的接觸是完全光滑的R為電阻，為電阻，C為電容器，現(xiàn)令為電容器，現(xiàn)令MN以速度以速度v0 向右勻速向右勻速運動，用運動，用U表示電壓表的讀數(shù)，表示電壓表的讀數(shù)，q 表示電容器所帶電表示電容器所帶電量，量，C 表示電容器電容表示電容器電容F 表示對表示對MN 的力設(shè)電壓的力設(shè)電壓表體積很小，其中線圈切割磁感線對表體積很小，其中線圈切割磁感線對MN間的電壓的間的電壓的影響可以忽略不計則影響可以忽略不計則 a bRv0VNMBcdCC第14頁/共27頁 A 逐漸增大逐漸增大 B. 先減小后增大先減小后增大 C. 先增大后減小先增大后減小 D. 增大、減小、增大、減小、 再增大、再

21、減小再增大、再減小例例5. 如圖示：如圖示：abcd是粗細(xì)均勻的電阻絲制成的長方形線框，另是粗細(xì)均勻的電阻絲制成的長方形線框，另一種材料制成的導(dǎo)體棒一種材料制成的導(dǎo)體棒MN有電阻，可與保持良好接觸并做無有電阻，可與保持良好接觸并做無摩擦滑動，線框處在垂直紙面向里的勻強磁場摩擦滑動，線框處在垂直紙面向里的勻強磁場B中，當(dāng)導(dǎo)體棒中，當(dāng)導(dǎo)體棒MN在外力作用下從導(dǎo)線框的左端開始做切割磁感應(yīng)線的勻速在外力作用下從導(dǎo)線框的左端開始做切割磁感應(yīng)線的勻速運動，一直滑到右端的過程中，導(dǎo)線框上消耗的電功率的變化運動，一直滑到右端的過程中，導(dǎo)線框上消耗的電功率的變化情況可能為：（情況可能為：（ ） bv0BcMNa

22、d解解： MN的電阻為的電阻為r ，MN 在中間位置時在中間位置時導(dǎo)線框?qū)Ь€框總電阻最大為總電阻最大為R 畫出畫出P-R圖線如圖示，若圖線如圖示，若R r，選，選C,O RP出出Pmr若若R r 且在兩端時的電阻等于且在兩端時的電阻等于r，則選，則選B.若若R r 且在兩端時的電阻小于且在兩端時的電阻小于r，則選，則選D.B C D第15頁/共27頁 例例6、 如圖所示，勻強磁場方向垂直紙面向里，如圖所示，勻強磁場方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強度磁感應(yīng)強度B=0.20T，OCA金屬導(dǎo)軌與金屬導(dǎo)軌與OA金屬直導(dǎo)軌金屬直導(dǎo)軌分別在分別在O點和點和A點接一阻值為點接一阻值為R1 =3.0和和R2=6.0

23、 體積體積可忽略的定值電阻，導(dǎo)軌可忽略的定值電阻，導(dǎo)軌OCA的曲線方程為的曲線方程為 y=1.0sin(/3 x) （m),金屬棒金屬棒ab平行于平行于y 軸，軸， 長為長為1.5m，以速度以速度 v=5.0 m/s 水平向右勻速運動（水平向右勻速運動（b點始終在點始終在Ox軸軸上），設(shè)金屬棒與導(dǎo)軌接觸良好，摩擦不計，電路中上），設(shè)金屬棒與導(dǎo)軌接觸良好，摩擦不計，電路中除了電阻除了電阻R1和和R2外，其余電阻均不計，求：外，其余電阻均不計，求：（1）金屬棒在導(dǎo)軌上運動時）金屬棒在導(dǎo)軌上運動時R1的最大功率的最大功率（2）金屬棒在導(dǎo)軌上從）金屬棒在導(dǎo)軌上從x=0到到x=3m的運動過程中，的運動過

24、程中，外力必須做的功外力必須做的功R2R1AOCx/ my/m1.0baB3.0第16頁/共27頁R2R1AOCx/ my/m1.0baB3.0解解：（1） ab棒運動時產(chǎn)生感應(yīng)電動勢棒運動時產(chǎn)生感應(yīng)電動勢 E=Byv畫出等效電路如圖示（不計電源內(nèi)阻）：畫出等效電路如圖示（不計電源內(nèi)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按正弦規(guī)律變化按正弦規(guī)律變化Em =By mv =0.21.05=1VE有有=0.707Vt=x

25、/v=3/5=0.6sR并并=36/9=2 W=Q= E有有2/R并并t = 0.5/20.6 = 0.15 J第17頁/共27頁25（18分）如圖，直角三角形導(dǎo)線框分）如圖，直角三角形導(dǎo)線框abc固定在勻固定在勻強磁場中，強磁場中，ab是一段長為是一段長為l、電阻為、電阻為R的均勻?qū)Ь€，的均勻?qū)Ь€，ac和和bc的電阻可不計，的電阻可不計，ac長度為長度為l /2。磁場的磁感強度為。磁場的磁感強度為B，方向垂直于紙面向里。現(xiàn)有一段長度為，方向垂直于紙面向里?，F(xiàn)有一段長度為l /2 、電、電阻為阻為R/2的均勻?qū)w桿的均勻?qū)w桿MN架在導(dǎo)線框上，開始時緊靠架在導(dǎo)線框上，開始時緊靠ac，然后沿，然

26、后沿ac方向以恒定速度方向以恒定速度v向向b端滑動，滑動中始端滑動，滑動中始終與終與ac平行并與導(dǎo)線框保持良好接觸。當(dāng)平行并與導(dǎo)線框保持良好接觸。當(dāng)MN滑過的滑過的距離為距離為l /3時，導(dǎo)線時，導(dǎo)線ac中的電流是多大？方向如何？中的電流是多大？方向如何？BMNacbv第18頁/共27頁解解: MN滑過的距離為滑過的距離為l /3時，它與時，它與bc的接觸點為的接觸點為P，如，如圖圖a示：由幾何關(guān)系可知示：由幾何關(guān)系可知MP長度為長度為l /3 ，電阻，電阻 r=R/3BMNacbvP圖圖aMP中的感應(yīng)電動勢為中的感應(yīng)電動勢為 E=Blv/3等效電路如圖等效電路如圖b示：示：E rR/32R/

27、3cMPab圖圖bMacP和和MbP兩電路的并聯(lián)電阻為兩電路的并聯(lián)電阻為r并并=2R / 9由歐姆定律，由歐姆定律，PM中的電流中的電流RErrEI59并 ac中的電流中的電流 I ac =2 I/3即即RvBlIca52 根據(jù)右手定則，根據(jù)右手定則，MP中的感應(yīng)電流的中的感應(yīng)電流的方向由方向由P流向流向M，所以，所以I ac電流的方向由電流的方向由a流向流向c。第19頁/共27頁 如圖所示，半徑為如圖所示，半徑為R、單位長度電阻、單位長度電阻為為的均勻?qū)щ妶A環(huán)固定在水平面上，圓環(huán)中心為的均勻?qū)щ妶A環(huán)固定在水平面上，圓環(huán)中心為O。勻強磁場垂直水平方向向下，磁感強度為。勻強磁場垂直水平方向向下，

28、磁感強度為B。平行。平行于直徑于直徑MON的導(dǎo)體桿，沿垂直于桿的方向向右運動的導(dǎo)體桿，沿垂直于桿的方向向右運動。桿的電阻可以忽略不計，桿與圓環(huán)接觸良好。桿的電阻可以忽略不計，桿與圓環(huán)接觸良好,某時某時刻，桿的位置如圖，刻，桿的位置如圖，aOb=2 ，速度為，速度為v。求此時。求此時刻作用在桿上的安培力的大小?？套饔迷跅U上的安培力的大小。NMObaRdc 解：解：E= Bv lab=Bv2Rsin 等效電路如圖示等效電路如圖示：cabd此時弧此時弧acb和弧和弧adb的電阻分別為的電阻分別為2 R( - )和和 2 R ，它們的并聯(lián)電阻為它們的并聯(lián)電阻為 R并并= 2 R (-)/I=E/ R并

29、并= Bvsin (-)F=BI(2Rsin)(sinRvBF 222第20頁/共27頁 如圖所示如圖所示,OACO為置于水平面內(nèi)的光滑為置于水平面內(nèi)的光滑閉合金屬導(dǎo)軌閉合金屬導(dǎo)軌, O、C 處分別接有短電阻絲處分別接有短電阻絲(圖中用粗圖中用粗線表示線表示), R1 =4、R2=8 ,(導(dǎo)軌其它部分電阻不計導(dǎo)軌其它部分電阻不計)，導(dǎo)軌導(dǎo)軌OAC的形狀滿足方程的形狀滿足方程 y=2 sin(/3 x) (單位：單位：m),磁感應(yīng)強度磁感應(yīng)強度B=0.2T的勻強磁場方向垂直于導(dǎo)軌平面，的勻強磁場方向垂直于導(dǎo)軌平面，一足夠長的金屬棒在水平外力一足夠長的金屬棒在水平外力F作用下，以恒定的作用下，以恒

30、定的 速速率率 v=5.0 m/s 水平向右在導(dǎo)軌上從水平向右在導(dǎo)軌上從O點滑動到點滑動到C點，棒點，棒與導(dǎo)軌接觸良好且始終保持與與導(dǎo)軌接觸良好且始終保持與OC導(dǎo)軌垂直，不計棒的導(dǎo)軌垂直，不計棒的電阻，求：電阻，求：（1）外力）外力F 的最大值，的最大值，（2）金屬棒在導(dǎo)軌上運動時電阻）金屬棒在導(dǎo)軌上運動時電阻絲絲R1上消耗的的最大功率上消耗的的最大功率（3）在滑動過程中通過金屬棒）在滑動過程中通過金屬棒的電流的電流I與時間與時間t 的關(guān)系。的關(guān)系。yR2R1COAxBv第21頁/共27頁解：解：（1） 金屬棒勻速運動時產(chǎn)生感應(yīng)電動勢金屬棒勻速運動時產(chǎn)生感應(yīng)電動勢E=BLv 畫出等效電路如圖示

31、（不計電源內(nèi)阻）：畫出等效電路如圖示（不計電源內(nèi)阻）：baER1R248I =E/R總總 F外外=F安安=BIL = B2L2 v/ R總總 Lm=2sin/2=2m R總總 = R1 R2 /（ R1 + R2 ）=8/3 F max = B2Lm2 v/ R總總 = 0.2222 5.0 3/ 8=0.3N （2） P1m= E 2/R1 = B2Lm2 v2/ R1 = 0.2222 5.02 / 4=1W （3）金屬棒與導(dǎo)軌接觸點間的長度隨時間變化）金屬棒與導(dǎo)軌接觸點間的長度隨時間變化L= 2 sin(/3 x) ( m)x=vtE=BLv I=E/ R總總 =Bv/ R總總 2 si

32、n(/3 vt ) =3/4 sin(5 t /3 ) (安安)第22頁/共27頁20（13分）如圖分）如圖1所示所示.一對平行光滑軌道放置在水一對平行光滑軌道放置在水平面上，兩軌道間距平面上，兩軌道間距=0.20m，電阻，電阻R=1.0；有一導(dǎo)；有一導(dǎo)體桿靜止地放在軌道上，與兩軌道垂直，桿及軌道體桿靜止地放在軌道上，與兩軌道垂直，桿及軌道的電阻皆可忽略不計，整個裝置處于磁感強度的電阻皆可忽略不計，整個裝置處于磁感強度B=0.50T的勻強磁場中，磁場方向垂直軌道面向下的勻強磁場中，磁場方向垂直軌道面向下.現(xiàn)用一外力現(xiàn)用一外力F沿軌道方向拉桿，做之做勻加速運動，沿軌道方向拉桿，做之做勻加速運動，測得力測得力F與時間與時間t的關(guān)系如圖的關(guān)系如圖2所示所示.求桿的質(zhì)量求桿的質(zhì)量m和加和加速度速度a.BRFlt/sF/N04 8