高中物理 7 电磁感应中的电路问题讲义 新人教版选修

我带领班子成员及全体职工，积极参加县委、政府和农牧局组织的政治理论学习，同时认真学习业务知识，全面提高了自身素质，增强职工工作积极性，杜绝了纪律松散第7点电磁感应中的电路问题1对电源的理解：在电磁感应现象中，产生感应电动势的那部分导体就相当于电源如：切割磁感线的导体棒、内有磁通量变化的线圈等这种电源将其他形式能转化为电能判断感应电流和感应电动势的方向，都是利用“相当于电源”的部分根据右手定则或楞次定律判定的实际问题中应注意外电路电流由高电势流向低电势，而内电路则相反2对电路的理解：内电路是切割磁感线的导体或磁通量发生变化的线圈，外电路由电阻、电容等电学元件组成在闭合电路中，“相当于电源”的导体两端的电压与真实的电源两端的电压一样，等于路端电压，而不等于感应电动势3解决电磁感应中的电路问题三步曲：(1)确定电源切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路将产生感应电动势，该导体或回路就相当于电源，利用En或EBlv求感应电动势的大小，利用右手定则或楞次定律判断感应电流方向(2)分析电路结构(内、外电路及外电路的串、并联关系)，画出等效电路图(3)利用电路规律求解主要应用闭合电路欧姆定律及串、并联电路的基本性质等列方程求解对点例题如图1所示，半径为a的圆形区域内有均匀磁场，磁感应强度为B0.2 T，磁场方向垂直纸面向里，半径为b的金属圆环与磁场同心地放置，磁场与环面垂直，其中a0.4 m，b0.6 m，金属环上分别接有灯L1、L2，两灯的电阻均为R2 ，一金属棒MN与金属环接触良好，棒与环的电阻均忽略不计图1(1)若棒以v5 m/s的速率在环上向右匀速滑动，求棒滑过圆环直径OO的瞬时(如图1所示)MN中的电动势和流过灯L1的电流(2)撤去中间的金属棒MN，将右面的半圆环OL2O以OO为轴向上翻转90，若此时磁场随时间均匀变化，其变化率为 T/s，求L1的功率答案(1)0.4 A(2)1.28102 W解题指导审题时注意分析：棒滑过圆环直径OO的瞬时，导体棒的有效长度是多大？感应电动势如何计算？电路结构是怎样的？将右面的半圆环翻转90后，产生感应电动势的有效面积是多大？感应电动势如何计算？电路结构是怎样的？(1)棒滑过圆环直径OO的瞬时，MN中的电动势E12Bav0.8 V等效电路如图甲所示，流过灯L1的电流I10.4 A(2)撤去中间的金属棒MN，将右面的半圆环OL2O以OO为轴向上翻转90，半圆环OL1O中产生感应电动势，相当于电源，灯L2为外电路，等效电路如图乙所示，感应电动势E20.32 VL1的功率P1()21.28102 W.(2015绍兴高二检测)如图2所示，两根足够长的金属导轨ab、cd竖直放置，导轨间距离为L，电阻不计在导轨上端并接两个额定功率均为P、电阻均为R的小灯泡整个系统置于匀强磁场中，磁感应强度方向与导轨所在平面垂直(图中未画出)现将一质量为m、电阻可以忽略的金属棒MN从图示位置由静止开始释放金属棒下落过程中保持水平，且与导轨接触良好已知某时刻后两灯泡保持正常发光重力加速度为g.求：图2(1)磁感应强度的大小(2)灯泡正常发光时金属棒的运动速率答案(1)(2)解析(1)设小灯泡的额定电流为I0，有PIR由题意知，在金属棒沿导轨竖直下落的某时刻后，小灯泡保持正常发光，流经MN的电流为：I2I0此时金属棒MN所受的重力和安培力相等，下落的速度达到最大值，有：mgBLI联立式得：B(2)设灯泡正常发光时，金属棒的速率为v，由电磁感应定律与欧姆定律得：EBLvERI0联立式得：v.经过专