法拉第電磁感應(yīng)定律、自感

1、一、感應(yīng)電動勢一、感應(yīng)電動勢1.1.感應(yīng)電動勢感應(yīng)電動勢: :在在 中產(chǎn)生的電動勢中產(chǎn)生的電動勢. . 產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的那部分導(dǎo)體就相當于產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的那部分導(dǎo)體就相當于 . .導(dǎo)導(dǎo) 體的電阻相當于體的電阻相當于 . .2.2.感應(yīng)電流與感應(yīng)電動勢的關(guān)系感應(yīng)電流與感應(yīng)電動勢的關(guān)系: :遵守遵守 定律定律, ,即即I I= = . .法拉第電磁感應(yīng)定律法拉第電磁感應(yīng)定律 自感自感電磁感應(yīng)現(xiàn)象電磁感應(yīng)現(xiàn)象電源電源電源內(nèi)阻電源內(nèi)阻閉合電路閉合電路歐姆歐姆rRE二、法拉第電磁感應(yīng)定律二、法拉第電磁感應(yīng)定律1.1.法拉第電磁感應(yīng)定律法拉第電磁感應(yīng)定律 (1)(1)定律內(nèi)容定律內(nèi)容: :電路中感應(yīng)電動勢

2、的大小電路中感應(yīng)電動勢的大小, ,跟穿過跟穿過 這一電路的這一電路的 成正比成正比. . (2) (2)公式公式: : . .2.2.導(dǎo)體切割磁感線的情形導(dǎo)體切割磁感線的情形 (1)(1)一般情況一般情況: :運動速度運動速度v v和磁感線方向夾角為和磁感線方向夾角為 , , 則則E E= = . . (2) (2)常用情況常用情況: :運動速度運動速度v v和磁感線方向垂直和磁感線方向垂直, ,則則 E E= = . .磁通量的變化率磁通量的變化率tnEBlvBlvsinsinBlvBlv(3)(3)導(dǎo)體棒在磁場中轉(zhuǎn)動導(dǎo)體棒在磁場中轉(zhuǎn)動導(dǎo)體棒以端點為軸導(dǎo)體棒以端點為軸, ,在勻強磁場中垂直于

3、磁感線方在勻強磁場中垂直于磁感線方向勻速轉(zhuǎn)動產(chǎn)生感應(yīng)電動勢向勻速轉(zhuǎn)動產(chǎn)生感應(yīng)電動勢E E= =Bl Bl = =( (平均速度取中點位置線速度平均速度取中點位置線速度 ).).E E= =n n 往往用來求往往用來求t t時間內(nèi)的平均感應(yīng)電動勢時間內(nèi)的平均感應(yīng)電動勢; ;而而E E= =BlBlv vsin sin 常用來求瞬時感應(yīng)電動勢常用來求瞬時感應(yīng)電動勢. .但兩公式但兩公式又是統(tǒng)一的又是統(tǒng)一的, ,一般來說一般來說, ,公式公式E E= =n n 適用于磁場變化適用于磁場變化求感應(yīng)電動勢求感應(yīng)電動勢, ,E E= =BlvBlv用于導(dǎo)體切割磁感線求感應(yīng)電動用于導(dǎo)體切割磁感線求感應(yīng)電動勢

4、勢. .vl21tt221Bl三、自感和渦流三、自感和渦流1.1.互感現(xiàn)象互感現(xiàn)象 兩個線圈之間并沒有導(dǎo)線相連兩個線圈之間并沒有導(dǎo)線相連, ,但當一個線圈中的電但當一個線圈中的電 流變化時流變化時, ,它所產(chǎn)生的變化的它所產(chǎn)生的變化的 會在另一個線會在另一個線 圈中產(chǎn)生圈中產(chǎn)生 的現(xiàn)象的現(xiàn)象. .互感現(xiàn)象可以把能量互感現(xiàn)象可以把能量 由一個線圈傳遞到另一個線圈由一個線圈傳遞到另一個線圈, , 就是利用互就是利用互 感現(xiàn)象制成的感現(xiàn)象制成的. .2.2.自感現(xiàn)象自感現(xiàn)象 當一個線圈中的電流變化時當一個線圈中的電流變化時, ,它產(chǎn)生的變化的磁場不它產(chǎn)生的變化的磁場不僅在鄰近的電路中激發(fā)出感應(yīng)電動勢

5、僅在鄰近的電路中激發(fā)出感應(yīng)電動勢, ,同樣也在它本同樣也在它本身激發(fā)出感應(yīng)電動勢的現(xiàn)象身激發(fā)出感應(yīng)電動勢的現(xiàn)象. .磁場磁場感應(yīng)電動勢感應(yīng)電動勢變壓器變壓器3.3.自感電動勢自感電動勢 (1)(1)定義定義: :在在 中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢. . (2) (2)表達式表達式: : . . (3) (3)自感系數(shù)自感系數(shù)L L 相關(guān)因素相關(guān)因素: :與線圈的與線圈的 、形狀、形狀、 以及是以及是否有鐵芯有關(guān)否有鐵芯有關(guān). . 單位單位: :亨利亨利(H,1 mH=(H,1 mH= H,1 H= H,1 H= H. H.自感現(xiàn)象自感現(xiàn)象tILE大小大小匝數(shù)匝數(shù)1010-3-31010

6、-6-61.1.感應(yīng)電動勢感應(yīng)電動勢E E的大小決定于穿過電路的磁通量的的大小決定于穿過電路的磁通量的 變化率變化率 , ,而與而與 的大小和的大小和 的大小沒有必的大小沒有必然的關(guān)系然的關(guān)系, ,與電路的電阻與電路的電阻R R無關(guān)無關(guān). .感應(yīng)電流的大小與感應(yīng)電流的大小與 E E和回路總電阻和回路總電阻R R有關(guān)有關(guān). .2.2.磁通量的變化率磁通量的變化率 是是 t t圖象上某點切線的圖象上某點切線的 斜率斜率. .3.3.在高中階段所涉及的磁通量發(fā)生變化有兩種方式在高中階段所涉及的磁通量發(fā)生變化有兩種方式: :一是磁感應(yīng)強度一是磁感應(yīng)強度B B不變不變, ,垂直于磁場的回路面積發(fā)垂直于磁

7、場的回路面積發(fā) 生變化生變化, ,此時此時E E= =nB nB ; ;二是垂直于磁場的回路二是垂直于磁場的回路面積面積不變不變, ,磁感應(yīng)強度發(fā)生變化磁感應(yīng)強度發(fā)生變化, ,此時此時E E= =n n S, S,其其中中 是是B Bt t圖象的斜率圖象的斜率. .熱點一熱點一 對法拉第電磁感應(yīng)定律的理解對法拉第電磁感應(yīng)定律的理解tttStBtB4.4.公式公式E E= = 與與E E= =BlvBlvsin sin 的區(qū)別和聯(lián)系的區(qū)別和聯(lián)系 (1)(1)區(qū)別區(qū)別: :一般來說一般來說, ,E E= = 求出的是求出的是t t時間內(nèi)的時間內(nèi)的 平均感應(yīng)電動勢平均感應(yīng)電動勢. .公式公式E E=

8、 =BlBlv vsin ,sin ,若若v v為瞬時速為瞬時速 度度, ,則則E E為瞬時電動勢為瞬時電動勢; ;若若v v為平均速度為平均速度, ,則則E E為平均為平均電動勢電動勢. . 求得的電動勢是整個回路的感應(yīng)電動勢求得的電動勢是整個回路的感應(yīng)電動勢, ,而不是回而不是回路中某段導(dǎo)體的感應(yīng)電動勢路中某段導(dǎo)體的感應(yīng)電動勢. .整個回路的感應(yīng)電動整個回路的感應(yīng)電動勢為零時勢為零時, ,其回路中某段導(dǎo)體的感應(yīng)電動勢不一定其回路中某段導(dǎo)體的感應(yīng)電動勢不一定為零為零. .如正方形線框在磁場中垂直于磁感線做勻速如正方形線框在磁場中垂直于磁感線做勻速運動運動. .tt(2)(2)聯(lián)系聯(lián)系: :公

9、式公式E E= = 與與E E= =BlvBlvsin sin 是統(tǒng)一的是統(tǒng)一的. .當當E=E= 中的中的t t00時時, ,則則E E為瞬時感應(yīng)電動勢為瞬時感應(yīng)電動勢, ,只是由只是由于高中數(shù)學(xué)知識的限制于高中數(shù)學(xué)知識的限制, ,我們現(xiàn)在不能這樣求出感我們現(xiàn)在不能這樣求出感應(yīng)電動勢應(yīng)電動勢. .公式公式E E= =BlvBlvsin sin 中的中的v v若代入平均速度若代入平均速度, ,則求出的則求出的E E為平均感應(yīng)電動勢為平均感應(yīng)電動勢. .tt熱點二熱點二 導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的計算導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的計算1.1.導(dǎo)體平動切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢導(dǎo)體平動切割磁感

10、線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢 對于導(dǎo)體平動切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的計算對于導(dǎo)體平動切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的計算 式式E E= =BlBlv v, ,應(yīng)從以下幾個方面理解和掌握應(yīng)從以下幾個方面理解和掌握: : (1) (1)正交性正交性 本公式是在一定條件下得出的本公式是在一定條件下得出的, ,除了磁場是勻強磁除了磁場是勻強磁場外場外, ,還需還需B B、l l、v v三者相互垂直三者相互垂直. .實際問題中當它實際問題中當它們不相互垂直時們不相互垂直時, ,應(yīng)取垂直的分量進行計算應(yīng)取垂直的分量進行計算. .如一個與水平面成如一個與水平面成 角的寬為角的寬為l l的的U U型框架中型框架中, ,一金屬

11、棒一金屬棒MNMN自導(dǎo)軌上自導(dǎo)軌上滑下滑下, ,當速度為當速度為v v時時, ,由于由于B B與與v v不垂不垂直直, ,可把可把v v分解為垂直分解為垂直B B的的v v1 1和平行和平行于于B B的的v v2 2, ,則則E E= =BlBlv v1 1= =BlBlv vcos .(cos .(如如圖圖1 1所示所示) )(2)(2)平均性平均性導(dǎo)體平動切割磁感線時導(dǎo)體平動切割磁感線時, ,若若 為平均速度為平均速度, ,則則E E為平為平均感應(yīng)電動勢均感應(yīng)電動勢, ,即即E E= =BlBl . .(3)(3)瞬時性瞬時性若若v v為瞬時速度為瞬時速度, ,則則E E亦為相應(yīng)的瞬時感應(yīng)

12、電動勢亦為相應(yīng)的瞬時感應(yīng)電動勢. .圖圖1 1vv(4)(4)有效性有效性導(dǎo)體平動切割磁感線導(dǎo)體平動切割磁感線, ,l l為導(dǎo)體兩為導(dǎo)體兩端點的有效長度端點的有效長度, ,若若l lB B, ,l lv v, ,則則E=BlE=Blv v. .如圖如圖2 2所示的導(dǎo)線切割磁所示的導(dǎo)線切割磁感線的運動中感線的運動中, ,運用運用E E= =BlBlv v公式求公式求a a、b b兩點感應(yīng)電動勢時兩點感應(yīng)電動勢時, ,都以虛線的長度都以虛線的長度l l為各自的為各自的有效長度有效長度, ,即感應(yīng)電動勢都為即感應(yīng)電動勢都為E E= =BlBlv v. .(5)(5)相對性相對性E E= =BlBlv

13、 v中的速度中的速度v v是相對于磁場是相對于磁場B B的速度的速度, ,若磁場也運若磁場也運動時動時, ,應(yīng)注意速度間的相對關(guān)系應(yīng)注意速度間的相對關(guān)系. .圖圖2 22.2.導(dǎo)體轉(zhuǎn)動切割磁感線產(chǎn)生的感導(dǎo)體轉(zhuǎn)動切割磁感線產(chǎn)生的感 應(yīng)電動勢應(yīng)電動勢 當求導(dǎo)體在垂直于磁場的平面當求導(dǎo)體在垂直于磁場的平面 內(nèi)因繞一端以角速度內(nèi)因繞一端以角速度 勻速轉(zhuǎn)動勻速轉(zhuǎn)動 而切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢時而切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢時, , 如圖如圖3 3所示所示. .E E= =BlBlv v中中= =BlBl = = BlBl2 2 . .式中的式中的v v中中為為導(dǎo)體桿中點的轉(zhuǎn)動線速度導(dǎo)體桿中點的轉(zhuǎn)動線速度(

14、(v v中中實為整個桿的平均速實為整個桿的平均速度度 ).).2121圖圖3 320Avv特別提示特別提示在利用在利用E E= =BlBlv v計算電動勢時計算電動勢時, ,要特別注意要特別注意: :先判定屬先判定屬于上述哪種情況于上述哪種情況, ,是否符合公式的使用條件是否符合公式的使用條件. .交流與思考交流與思考: :做切割磁感線運動的導(dǎo)體相當于電源做切割磁感線運動的導(dǎo)體相當于電源, ,如何判斷其正負極如何判斷其正負極? ?提示提示: :產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的導(dǎo)體相當于電源產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的導(dǎo)體相當于電源, ,在電源內(nèi)在電源內(nèi)部電流由低電勢流向高電勢部電流由低電勢流向高電勢, ,常由此來確定電源

15、的常由此來確定電源的正負極及內(nèi)外電路電勢的高低正負極及內(nèi)外電路電勢的高低. .熱點三熱點三 通電自感和斷電自感的比較通電自感和斷電自感的比較通電自感通電自感斷電自感斷電自感電路圖電路圖特別提示特別提示1.1.通電時線圈產(chǎn)生的自感電動勢阻礙電流的增加通電時線圈產(chǎn)生的自感電動勢阻礙電流的增加且與電流方向相反且與電流方向相反, ,此時含線圈此時含線圈L L的支路相當于斷開的支路相當于斷開. .2.2.斷開時線圈產(chǎn)生的自感電動勢與原電流方向相斷開時線圈產(chǎn)生的自感電動勢與原電流方向相同同, ,在與線圈串聯(lián)的回路中在與線圈串聯(lián)的回路中, ,線圈相當于電源線圈相當于電源, ,它提它提供的電流從原來的供的電流

16、從原來的I IL L逐漸變小逐漸變小. .但流過燈但流過燈A A的電流方的電流方向與原來相反向與原來相反. .3.3.自感電動勢只是延緩了過程的進行自感電動勢只是延緩了過程的進行, ,但它不能使但它不能使過程停止過程停止, ,更不能使過程反向更不能使過程反向. .交流與思考交流與思考: :如何判斷斷電自感中小燈泡是否閃亮如何判斷斷電自感中小燈泡是否閃亮一下才熄滅一下才熄滅? ?題型題型1 1 法拉第電磁感應(yīng)定律法拉第電磁感應(yīng)定律E E= =n n 的應(yīng)用的應(yīng)用【例例1 1】如圖如圖4 4所示所示, ,導(dǎo)線全部為裸導(dǎo)導(dǎo)線全部為裸導(dǎo)線線, ,半徑為半徑為r r的圓內(nèi)有垂直于圓平面的圓內(nèi)有垂直于圓平

17、面的勻強磁場的勻強磁場, ,磁感應(yīng)強度為磁感應(yīng)強度為B B, ,一根一根長度大于長度大于2 2r r的導(dǎo)線的導(dǎo)線MNMN以速率以速率v v在圓在圓環(huán)上無摩擦地自左端勻速滑到右端環(huán)上無摩擦地自左端勻速滑到右端. .電路的固定電電路的固定電阻為阻為R R, ,其余電阻不計其余電阻不計, ,求求MNMN從圓環(huán)的左端滑到右端的從圓環(huán)的左端滑到右端的過程中電阻過程中電阻R R上的電流的平均值和通過電阻上的電流的平均值和通過電阻R R的電荷的電荷量量. .t圖圖4 4題型探究題型探究變式練習(xí)變式練習(xí)1 1 如圖如圖5 5所示所示, ,空間存在垂空間存在垂直于紙面的均勻磁場直于紙面的均勻磁場, ,在半徑為在

18、半徑為a a的圓的圓形區(qū)域內(nèi)、外形區(qū)域內(nèi)、外, ,磁場方向相反磁場方向相反, ,磁感應(yīng)磁感應(yīng)強度的大小均為強度的大小均為B B. .一半徑為一半徑為b b, ,電阻為電阻為R R的圓形導(dǎo)線環(huán)放置在紙面內(nèi)的圓形導(dǎo)線環(huán)放置在紙面內(nèi), ,其圓心與圓形區(qū)域的其圓心與圓形區(qū)域的中心重合中心重合, ,在內(nèi)、外磁場同時由在內(nèi)、外磁場同時由B B均勻地減小到零的均勻地減小到零的過程中過程中, ,通過導(dǎo)線截面的電荷量通過導(dǎo)線截面的電荷量q q為多少？為多少？圖圖5 5題型題型2 2 公式公式E E= =BlBlv v的應(yīng)用的應(yīng)用【例例2 2】 在范圍足夠大在范圍足夠大, ,方向豎直向下方向豎直向下的勻強磁場中的

19、勻強磁場中, ,B B=0.2 T,=0.2 T,有一水平放置有一水平放置的光滑框架的光滑框架, ,寬度為寬度為L L=0.4 m,=0.4 m,如圖如圖6 6所所示示, ,框架上放置一質(zhì)量為框架上放置一質(zhì)量為0.05 kg,0.05 kg,電阻電阻為為1 1 的金屬桿的金屬桿cdcd, ,框架電阻不計框架電阻不計. .若若cdcd桿以恒定加速度桿以恒定加速度a a=2 m/s=2 m/s2 2, ,由靜止開由靜止開始做勻變速運動始做勻變速運動, ,則則(1)(1)在在5 s5 s內(nèi)平均感應(yīng)電動勢是多少內(nèi)平均感應(yīng)電動勢是多少? ?(2)(2)第第5 s5 s末末, ,回路中的電流多大回路中的電

20、流多大? ?(3)(3)第第5 s5 s末末, ,作用在作用在cdcd桿上的水平外力多大桿上的水平外力多大? ?圖圖6 6變式練習(xí)變式練習(xí)2 2 如圖如圖7 7所示所示, ,水平放置的平水平放置的平行金屬導(dǎo)軌行金屬導(dǎo)軌, ,相距相距l(xiāng) l=0.50 m,=0.50 m,左端接一左端接一電阻電阻R R=0.20 ,=0.20 ,磁感應(yīng)強度磁感應(yīng)強度B B=0.40 T,=0.40 T,方向垂直于導(dǎo)軌平面的勻強磁場方向垂直于導(dǎo)軌平面的勻強磁場, ,導(dǎo)體導(dǎo)體棒棒abab垂直放在導(dǎo)軌上垂直放在導(dǎo)軌上, ,并能無摩擦地沿并能無摩擦地沿導(dǎo)軌滑動導(dǎo)軌滑動, ,導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻均可忽略不計導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻

21、均可忽略不計. .當當abab以以v v=4.0 m/s=4.0 m/s的速度水平向右勻速滑動時的速度水平向右勻速滑動時, ,求求: :(1)(1)abab棒中感應(yīng)電動勢的大小棒中感應(yīng)電動勢的大小, ,并指出并指出a a、b b哪端電哪端電勢高勢高. .(2)(2)回路中感應(yīng)電流的大小回路中感應(yīng)電流的大小. .(3)(3)維持維持abab棒做勻速直線運動的水平外力棒做勻速直線運動的水平外力F F的大小的大小. .圖圖7 7題型題型3 3 自感現(xiàn)象自感現(xiàn)象【例例3 3】 如圖如圖8 8所示所示, ,a a、b b燈分別標燈分別標有有“36 V,40 W”36 V,40 W”和和“36 V,25

22、W”,36 V,25 W”,閉合電鍵閉合電鍵, ,調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)R R, ,能使能使a a、b b都正常都正常發(fā)光發(fā)光. .斷開電鍵后重做實驗斷開電鍵后重做實驗, ,電鍵閉電鍵閉合后看到的現(xiàn)象是什么？穩(wěn)定后哪只燈較亮？再斷合后看到的現(xiàn)象是什么？穩(wěn)定后哪只燈較亮？再斷開電鍵開電鍵, ,又將看到什么現(xiàn)象？又將看到什么現(xiàn)象？圖圖8 8變式練習(xí)變式練習(xí)3 3 如圖如圖9 9所示的電路所示的電路中中, ,a a、b b為兩個完全相同的燈泡為兩個完全相同的燈泡, ,L L為自感線圈為自感線圈, ,E E為電源為電源,S,S為開關(guān)為開關(guān). .關(guān)于關(guān)于兩燈泡點亮和熄滅的先后次兩燈泡點亮和熄滅的先后次序序, ,下列說

23、法正確的是下列說法正確的是 ( )( )A.A.合上開關(guān)合上開關(guān), ,a a先亮先亮, ,b b后亮后亮; ;斷開開關(guān)斷開開關(guān), ,a a、b b同時熄滅同時熄滅B.B.合上開關(guān)合上開關(guān), ,b b先亮先亮, ,a a后亮后亮; ;斷開開關(guān)斷開開關(guān), ,a a先熄滅先熄滅, ,b b后后 熄滅熄滅C.C.合上開關(guān)合上開關(guān), ,b b先亮先亮, ,a a后亮后亮; ;斷開開關(guān)斷開開關(guān), ,a a、b b同時熄滅同時熄滅D.D.合上開關(guān)合上開關(guān), ,a a、b b同時亮同時亮; ;斷開開關(guān)斷開開關(guān), ,b b先熄滅先熄滅, ,a a后熄滅后熄滅C C圖圖9 9題型題型4 電磁感應(yīng)定律與力學(xué)知識的綜

24、合應(yīng)用電磁感應(yīng)定律與力學(xué)知識的綜合應(yīng)用【例例4 4】 圖圖1010為飛纜系統(tǒng)的簡化模型示意圖為飛纜系統(tǒng)的簡化模型示意圖, ,圖中圖中兩個物體兩個物體P P、Q Q的質(zhì)量分別為的質(zhì)量分別為m mP P、m mQ Q, ,柔性金屬柔性金屬圖圖1010纜索長為纜索長為l l, ,外有絕緣層外有絕緣層, ,系統(tǒng)在近地軌道做圓周運系統(tǒng)在近地軌道做圓周運動動, ,運動過程中運動過程中Q Q距地面高度為距地面高度為h h. .設(shè)纜索總保持指設(shè)纜索總保持指向地心向地心, ,P P的速度為的速度為v vP P. .已知地球半徑為已知地球半徑為R R, ,地面的重地面的重力加速度為力加速度為g g. .纜索長為纜

25、索長為l l, ,外有絕緣層外有絕緣層, ,系統(tǒng)在近地軌道做圓周運系統(tǒng)在近地軌道做圓周運動動, ,運動過程中運動過程中Q Q距地面高度為距地面高度為h h. .設(shè)纜索總保持指設(shè)纜索總保持指向地心向地心, ,P P的速度為的速度為v vP P. .已知地球半徑為已知地球半徑為R R, ,地面的重地面的重力加速度為力加速度為g g. .(1)(1)飛纜系統(tǒng)在地磁場中運動飛纜系統(tǒng)在地磁場中運動, ,地磁場在纜索所在處地磁場在纜索所在處的磁感應(yīng)強度大小為的磁感應(yīng)強度大小為B B, ,方向垂直于紙面向外方向垂直于紙面向外. .設(shè)纜索設(shè)纜索中無電流中無電流, ,問纜索問纜索P P、Q Q哪端電勢高哪端電勢

26、高? ?此問中可認為纜此問中可認為纜索各處的速度均近似等于索各處的速度均近似等于v vP P, ,求求P P、Q Q兩端的電勢差兩端的電勢差. .(2)(2)設(shè)纜索的電阻為設(shè)纜索的電阻為R R1 1, ,如果纜索兩端物體如果纜索兩端物體P P、Q Q通過周通過周圍的電離層放電形成電流圍的電離層放電形成電流, ,相應(yīng)的電阻為相應(yīng)的電阻為R R2 2, ,求纜索所求纜索所受的安培力多大受的安培力多大? ?(3)(3)求纜索對求纜索對Q Q的拉力的拉力F FQ Q. .如圖如圖1111所示所示, ,金屬桿金屬桿abab放放在光滑的水平金屬導(dǎo)軌上在光滑的水平金屬導(dǎo)軌上, ,與導(dǎo)與導(dǎo)軌組成閉合矩形電路軌

27、組成閉合矩形電路, ,長長l l1 1=0.8 m,=0.8 m,寬寬l l2 2=0.5 m,=0.5 m,回路總電阻回路總電阻R R=0.2 ,=0.2 ,回路處在豎直方向的磁場中回路處在豎直方向的磁場中, ,金屬金屬桿用水平繩通過定滑輪連接質(zhì)量桿用水平繩通過定滑輪連接質(zhì)量M M=0.04 kg=0.04 kg的木塊的木塊, ,磁感應(yīng)強度從磁感應(yīng)強度從B B0 0=1 T=1 T開始隨時間均開始隨時間均勻增強勻增強,5 s,5 s末木塊將離開水平面末木塊將離開水平面, ,不計一切摩擦不計一切摩擦, ,g g取取10 m/s10 m/s2 2. .求回求回路中的電流強度路中的電流強度. .圖

28、圖11111.1.如圖如圖1212所示是測定自感系數(shù)很大的所示是測定自感系數(shù)很大的 線圈線圈L L直流電阻的電路直流電阻的電路, ,L L兩端并聯(lián)兩端并聯(lián) 一只電壓表一只電壓表, ,用來測自感線圈的直用來測自感線圈的直 流電壓流電壓, ,在測量完畢后在測量完畢后, ,將電路拆將電路拆 開時應(yīng)先開時應(yīng)先 ( )( ) A. A.斷開斷開S S1 1 B. B.斷開斷開S S2 2 C. C.拆除電流表拆除電流表 D.D.拆除電阻拆除電阻R R經(jīng)典練習(xí)經(jīng)典練習(xí)圖圖12122.2.如圖如圖1313所示是高頻焊接原理示意圖所示是高頻焊接原理示意圖. .線圈中通以線圈中通以 高頻變化的電流時高頻變化的電

29、流時, ,待焊接的金屬工件中就產(chǎn)生待焊接的金屬工件中就產(chǎn)生 感應(yīng)電流感應(yīng)電流, ,感應(yīng)電流通過焊縫產(chǎn)生大量熱量感應(yīng)電流通過焊縫產(chǎn)生大量熱量, ,將金將金 屬熔化屬熔化, ,把工件焊接在一起把工件焊接在一起, ,而工件其它部分發(fā)熱而工件其它部分發(fā)熱 很少很少. .以下說法正確的是以下說法正確的是 ( )( )圖圖1313A.A.電流變化的頻率越高電流變化的頻率越高, ,焊縫處的溫度升高得越快焊縫處的溫度升高得越快B.B.電流變化的頻率越低電流變化的頻率越低, ,焊縫處的溫度升高得越快焊縫處的溫度升高得越快C.C.工件上只有焊縫處溫度升得很高是因為焊縫處的工件上只有焊縫處溫度升得很高是因為焊縫處的

30、電阻小電阻小D.D.工件上只有焊縫處溫度升得很高是因為焊縫處的工件上只有焊縫處溫度升得很高是因為焊縫處的電阻大電阻大RE3.3.水平放置的金屬框架水平放置的金屬框架cdefcdef處于如圖處于如圖 1414所示的勻強磁場中所示的勻強磁場中, ,金屬棒金屬棒abab處處 于粗糙的框架上且接觸良好于粗糙的框架上且接觸良好, ,從某從某 時刻開始時刻開始, ,磁感應(yīng)強度均勻增大磁感應(yīng)強度均勻增大, , 金屬棒金屬棒abab始終保持靜止始終保持靜止, ,則則( )( ) A. A.abab中電流增大中電流增大, ,abab棒所受摩擦力也增大棒所受摩擦力也增大 B.B.abab中電流不變中電流不變, ,

31、abab棒所受摩擦力也不變棒所受摩擦力也不變 C.C.abab中電流不變中電流不變, ,abab棒所受摩擦力增大棒所受摩擦力增大 D.D.abab中電流增大中電流增大, ,abab棒所受摩擦力也不變棒所受摩擦力也不變 圖圖14144.4.如圖如圖1515所示所示, ,xOyxOy平面內(nèi)有一半徑為平面內(nèi)有一半徑為 R R的圓形區(qū)域的圓形區(qū)域, ,區(qū)域內(nèi)有磁感應(yīng)強度區(qū)域內(nèi)有磁感應(yīng)強度 大小為大小為B B的勻強磁場的勻強磁場, ,左半圓磁場方左半圓磁場方 向垂直于向垂直于xOyxOy平面向里平面向里, ,右半圓磁場右半圓磁場 方向垂直于方向垂直于xOyxOy平面向外平面向外. .一平行于一平行于 y

32、 y軸的長導(dǎo)體棒軸的長導(dǎo)體棒abab以速度以速度v v沿沿x x軸正方軸正方 向做勻速運動向做勻速運動, ,則導(dǎo)體棒則導(dǎo)體棒abab兩端的感應(yīng)電動勢兩端的感應(yīng)電動勢E E( (取取 a ab b為電動勢的正方向為電動勢的正方向) )與導(dǎo)體棒位置與導(dǎo)體棒位置x x關(guān)系的圖象關(guān)系的圖象 是是 ( )( )圖圖15155.5.如圖如圖1616所示所示, ,矩形裸導(dǎo)線框矩形裸導(dǎo)線框 abcdabcd的長邊長度為的長邊長度為2 2L L, ,短邊短邊 的長度為的長度為L L, ,在兩短邊上均在兩短邊上均 接有電阻接有電阻R R, ,其余部分電阻其余部分電阻 不計不計. .導(dǎo)線框一長邊與導(dǎo)線框一長邊與x x軸重合軸重合, ,左邊的坐標左邊的坐標x x=0,=0, 線框內(nèi)有一垂直于線框平面的勻強磁場線框內(nèi)有一垂直于線框平面的勻強磁場, ,磁場的磁場的 磁感應(yīng)強度為磁感應(yīng)強度為B B. .一質(zhì)量為一質(zhì)量為m m、電阻也為、電阻也為R R的光滑的光滑 導(dǎo)體棒導(dǎo)體棒MNMN與短邊平行且與長邊接觸良好與短邊平行且與長邊接觸良好. .開始時開始時 導(dǎo)導(dǎo)體棒靜止于體棒靜止于x x=0=0處處, ,從從t t=0=0時刻起時刻起, ,導(dǎo)體棒導(dǎo)體棒MNMN在沿在沿x x 軸軸正方向的一拉力作用下正方向的一拉力作用下