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电磁感应中的电路问题

电磁感应中的电路问题. 温故而知新：. 电源. 1 ．闭合电路通常由两大部分组成，一是 ，二是 。. 外电路. 2. 电磁感应现象中 那部分电路 相当于闭合电路中的电源，这种等效电源通常包括 电源和 电源两类。. 产生感应电动势的. 动生. 感生.

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电磁感应中的电路问题

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Presentation Transcript

  1. 电磁感应中的电路问题

  2. 温故而知新： 电源 1．闭合电路通常由两大部分组成，一是，二是 。 外电路 2. 电磁感应现象中那部分电路相当于闭合电路中的电源，这种等效电源通常包括电源和电源两类。 产生感应电动势的 动生 感生

  3. 例1.两根光滑的长直金属导轨MN、M′N′平行置于同一水平面内，导轨间距为L，电阻不计，M、M′处接有如图所示的电路，电路中各电阻的阻值均为R，电容器的电容为C。长度也为L、阻值同为R 的金属棒ab垂直于导轨放置，导轨处于磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中。ab 在外力作用下向右匀速运动且与导轨保持良好接触，在ab 运动距离为s的过程中，整个回路中产生的焦耳热为Q。求：（1）ab运动速度v 的大小；（2）电容器所带的电荷量q。 请先思考，然后说出你的思路即可，课后做计算。

  4. 引申： （3）如图所示，假设原电路右端连有一部分形状与正弦函数形状相同的电路，且满足y=Lsinx。假设金属棒电阻和正弦状电路的电阻不计，其它条件不变，在金属棒以速度v匀速滑过正弦段电路的过程中，求整个电路中产生的焦耳热。（思考，说思路。） y x 提醒1：动生电源情形可以较复杂；内外电路的电阻连接也要仔细分析。

  5. 例2. 如图所示，在PQ、QR 区域中存在着磁感应强度大小均为B、方向相反的匀强磁场、磁场方向均垂直于纸面。一导线框abcdefa位于纸面内，框的邻边都相互垂直，bc边与磁场的边界P重合，导线框与磁场区域的尺寸如图所示。从t＝0时刻开始，线框匀速横穿两个磁场区域。已知导线框的总电阻为R，运动速度为v。求导线框位于如图两位置时回路中的感应电流。 答案：(1) i=0（2）i=3Blv/R 提醒2：仔细分析等效电源：个数、正负极、变化

  6. L × × × × × × × × × × × × × × 45° O/ × × × × O l v L/ l l I 2 1 0 3 例3（07上海）如图所示，LOO/L/为一折线，它所形成两个角∠LO O/和∠OO/L/均为45°。折线的右边有一匀强磁场，其方向垂直于纸面向里，一边长为l的正方形导线框沿垂直于OO/的方向以速度v作匀速直线运动，在t＝0的刻恰好位于图中所示位置。以逆时针方向为导线框中电流的正方向，定性画出线框中感应电流随时间变化的图象。 提醒3： 当心电动势的突变！

  7. B 3B0 B0 O π/ω t 2π/ω 例4．如图所示，半径为r的金属圆环上接有两只小灯泡L1和L3，圆环上的A点和圆心之间又接有小灯泡L2，三个小灯泡L1、L2、L3的电阻依次为3R、3R和6R。一半径也为r的金属棒一端与圆心连接，一端搁在金属圆环上，可以绕圆心旋转而保持和圆心及圆环的良好接触。在圆环的直径MN一侧分布有按图示规律变化的均匀磁场。除三个小灯泡的电阻外，其余电阻均不计。t=0时刻使金属棒从N点开始以角速度ω顺时针匀速转动，当其转动到M处时迫使其停止。求：（1）金属棒转过90°时小灯泡L3的电功率； （2）在0―π/ω和π/ω―2π/ω两时段中小灯泡L2消耗的电能之比。 重点分析电源和电路结构，不必计算。 提醒4： 电源类型的转换 电路结构变化

  8. 课时小结： 类型：动生还是感生？ 等效电源 个数及连接方式 电磁感应中的电路问题 变化：类型、正负极、个数 外电路： 结构及其变化

  9. 预备题： 1.两条彼此平行间距 l=0.5m的光滑金属导轨水平固定放置，导轨左端接阻值 R =2Ω 的电阻，右端接阻值 RL=4Ω的小灯泡，如图（a）所示．在导轨的 MNQ P矩形区域内有竖直向上的匀强磁场， M P的长 d =2m , MNQP区域内磁场的磁感应强度 B 随时间 t 变化如图（b）所示．垂直导轨跨接一金属杆，金属杆的电阻r=2Ω，两导轨电阻不计．在t=0时，用水平恒力 F 拉金属杆，使金属杆由静止开始从 GH 位置向右运动，当金属杆从 GH 位置运动到PQ 位置的过程中，小灯泡的亮度一直没有变化．求： ( 1 ）通过小灯泡的电流 I . ( 2 ）水平恒力 F 的大小． ( 3 ）金属杆的质量 m . 提醒：电源类型变化了！外电路结构也变化了！

  10. 预备题：2.把总电阻为2R和R的两个粗细均匀的电阻丝焊成直径分别为2d和d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过一个竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场。一长度为2d、电阻等于R的粗细均匀的金属棒MN放在圆环上，与两环保持良好接触，如图所示。当金属棒以恒定的速度v向右运动并经过环心O时，试求（1）金属棒中产生的感应电动势；预备题：2.把总电阻为2R和R的两个粗细均匀的电阻丝焊成直径分别为2d和d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过一个竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场。一长度为2d、电阻等于R的粗细均匀的金属棒MN放在圆环上，与两环保持良好接触，如图所示。当金属棒以恒定的速度v向右运动并经过环心O时，试求（1）金属棒中产生的感应电动势； • （2）金属棒中EF段的电流强度； • （3）EF两点间的电势差。 R/4 R/2 R R/2 R R/2 R/4 提醒：当电路非常复杂时，最好画出规范的等效电路图。

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