山东省冠县武训高级中学高三物理 电磁感应中等效电路问题复习课件.ppt

电磁感应中等效电路问题 电磁感应中产生电动势两种主要类型 2 磁通量变化 1 切割磁感线 1 切割磁感线的等效电路 例1 如图所示 一宽为l的正方形导线框每条边的电阻为r 位于纸面内 以垂直于磁场边界的恒定速度v通过宽为2l的磁场区域 磁感应强度为b 在运动过程中 线框始终与磁场区域的边界平行 取它刚进入磁场的时刻t 0 请画出bc两点间电势差随时间的变化图像 原则 切割磁感线中 谁切割谁为等效电源 变式 将线框对折成如图所示 b a c d 请画出电流随时间变化图像 线框电阻为r 规定电流逆时针为正方向 等效电路问题 例3 如图所示 将一根绝缘硬金属导线弯曲成半个正弦曲线形状 它通过两个小金属环与长直金属杆导通 在外力f作用下 正弦形金属线可以在杆上无摩擦滑动 杆的电阻不计 导线电阻为r ab间距离为l 导线组成的正弦图形底部到杆距离是d 在导线和杆平面内存在一有界匀强磁场区域 磁场的宽度为l 磁感应强度为b 在外力f作用下导线沿杆以恒定的速度v向右运动 t 0时刻导线从o点进入磁场 直到全部穿过过程中 电流随时间的变化图像 规定杆上a到b为电流正方向 思考 如果将线框变成一个完整正弦 线框电阻为r 如图所示 这个时候的图像怎样 n a b a b 2 磁通量变化的等效电路 例2 如图所示 半径为r2的圆环内有均匀磁场 磁感应强度为b0 圆环 阻值为r 与阻值也为r的电阻r1连结成闭合回路 若磁感应强度b随时间t变化的关系图线如图所示 图线与横 纵轴的截距分别为t0和b0 求0至t0时间内通过电阻r1上的电量q 通过电阻r1电流方向 到 填ab 原则 闭合回路中 磁通量变化的部分即为等效电源 变式 圆环a和b 它们的电阻之比ra rb 2 1 面积之比sa sb 4 1 连接两圆环部分的两根直导线的电阻不计 均匀变大的磁场具有理想的边界如图所示 那么当a环置于磁场中与b环置于磁场中两种情况下 a b两点电势差之比u1 u2为 解 分别画出等效电路如图 e t s b t s 由闭合电路欧姆定律对上图u1 e1 3 对下图u2 2e2 3 u1 u2 e1 2e2 4s 2s 2 2 1 练习题 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 2 的电阻 右端接阻值rl 4 的小灯泡 如图 a 所示 在导轨的mnqp矩形区域内有竖直向上的匀强磁场 mp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 2 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 提醒 电源类型变化了 外电路结构也变化了 解析 1 金属杆未进入磁场前感应电动势e1 s ld电路总电阻r总1 rl通过小灯泡的电流il 联立代入数据解得il 0 1a 2 因为小灯泡亮度不变 故金属杆从mn运动到pq过程中做匀速运动 这时il仍为