325电磁感应讲义1.doc

磁场与电磁感应二安培力例1：分析下列通电线圈A的受力情况。练习：如图所示，原来静止的圆形线圈通以逆时针方向的电流I2，在其直径AB上靠近B点放置一根垂直于线圈平面的固定不动的长直导线，并通以电流I1，方向如图。线圈上A点附近一小段导线受到的安培力的大小为_；而圆形线圈将_动。例2：重为0.1 N、长为10 cm的金属棒用长为20 cm的绝缘细线悬挂起来，棒呈水平状态，通以图示方向的5 A电流，加一水平且垂直于棒的匀强磁场，磁感应强度为0.2 T，求：（1）此棒所受安培力，（2）每根细线所受张力。例3：如图所示，间距为20 cm、倾角为53的两根光滑金属导轨间，有磁感应强度为1 T、方向竖直向上的匀强磁场，导轨上放有质量为0.03 kg的金属棒，在与导轨连接的电路中，变阻器R1的总电阻为5 W，电阻R2为12 W，导轨和金属棒电阻不计，电源电动势为40 V，内阻为1 W，金属棒恰静止在导轨上，此时金属棒中的电流大小为_A，变阻器滑臂左边的电阻为_W。练习1：如图，质量为m、长为L、电阻为r的金属棒搁在水平放置的两平行光滑金属导轨上，导轨电阻不计，右端连一电阻R和一电动势为e、内阻也为r的电源，空间有一与水平面成a角斜向上，且垂直于金属棒的匀强磁场，其磁感应强度多大时棒对导轨恰无压力，在这种情况下刚释放棒时棒的加速度。2如图，质量为40 g、长为40 cm的金属棒搁在与水平面成30角放置的两平行光滑金属导轨上，棒内通以图示方向的5 A电流，空间有一匀强磁场，棒恰静止，求下述三种情况下，磁感应强度的大小，（1）B垂直于导轨平面，（2）B水平向左，（3）B竖直向上。3如图，半径为R，质量为m的匀质细圆环均匀带电，总电量为Q（Q0），放在光滑的水平桌面上，环内外有垂直向上的均匀磁场，磁感应强度为B。若将圆环以角速度w绕着圆环的竖直轴匀速转动，求环内的张力。例4：如图，一边长为5 m、总重为0.2 N的正方形通电线框可绕过其一边的OO轴自由转动，电流方向为adcba，线框处于竖直向下的磁感应强度为1 T的匀强磁场中，静止时线框与竖直平面的夹角为37，则此时线框中的电流多大？练习1：如图，在光滑水平面上，有两根弯成直角的相同金属棒，它们的一端均可绕固定转动轴C自由转动，另一端b互相接触，组成一个正方形线框，每边长均为L，匀强磁场方向竖直向下，当线框中通以图示方向的电流I时，两金属棒在b点的相互作用力为f，则此时磁感应强度的大小为_。（不计电流产生的磁场）。2如图所示的电流天平可用来测定磁感应强度，天平的右臂下挂有一矩形线圈，宽为L，共N匝，线圈下部悬在待测定的匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，当线圈中通以顺时针流动的电流I时，在天平两端各加上质量为m1、m2的砝码，天平平衡，当电流方向相反，大小不变时，右边再加上质量为m的砝码后，天平重新平衡，试求磁感应强度的大小和方向。3匀质金属棒长为L质量为m，上端悬挂于垂直于纸面的水平轴O点上，下端固定一质量也为m的金属小球，棒可在竖直平面内绕O点自由转动，棒与弧形导电导轨MN始终良好接触，弧的圆心在O点，半径为3L4，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于OMN平面向里，闭合电键后棒偏转到新的位置平衡，此时电流表示数为I，则此时棒与竖直方向的夹角为。电磁感应一产生感应电流的条件练习： 下列说法正确的是（A）电路所在处的磁场发生变化时电路中必有感应电流，（B）导体做切割磁感线运动时导体中必有感应电流，（C）电路中要有感应电流，电路必须在磁场中，（D）闭合电路所在处磁场不发生变化时电路中也可能出现感应电流。二切割磁感线运动例1：圆环直径1 m，由电阻为12 W的裸导线弯接而成，磁感应强度为B0.5 T的匀强磁场垂直于环面向里，铜棒AB长1.5 m、电阻为0.6 W，以垂直于棒的速度v6 m/s沿环向右匀速运动，棒与环始终良好接触，经过圆心时，求：（1）棒中中间段的电流，（2）棒两端点间的电压，（3）移动棒所需外力。练习1：一边长为L、每边电阻为R的正方形导线框abcd以速度v匀速向右穿过磁感应强度为B、宽为s的匀强磁场区，求：（1）穿进和穿出两种情况下ab两点间的电压，（2）当Ls或Ls两种情况下穿过过程中拉力所做的功。2如图，一边长为2L、每边电阻为R的正方形导线框abcd以速度v匀速从磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场区向右穿过宽为L的无磁场区，进入磁感应强度为2B、方向垂直纸面向外的匀强磁场区，试讨论线框中感应电流的变化情况，画出其变化图线。例2：质量为m0.1 kg、电阻为R2 W、边长为L0.5 m的正方形导线框竖直放置，静止起下落h高后进入水平方向的匀强磁场，磁感应强度为B1 T，磁场区高为H1.35 m，如图，落入磁场时刚好匀速运动，求：（1）高h，（2）下边通过磁场区所需时间。练习1：长为L、质量为m、电阻为r的导体棒ab搁在足够长的水平光滑导电导轨上，空间有竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场，导轨左端接有电阻R，用水平恒力F拉导体棒静止起运动，如图，求：（1）最大加速度，运动速度为v时的加速度，（2）最大速度，此时ab两端的电压。2一导线框abcd边长为s，处于竖直平面内静止起下落，空气阻力不计，正下方有一水平方向的匀强磁场，磁场区高度为L，且Ls，如图，则（）（A）cd进入到ab落出磁场区期间都有感应电流，（B）cd进入到ab落出磁场区期间有一段运动加速度为g，（C）cd刚进入和cd刚落出时感应电流方向相反，（D）cd刚进入和cd刚落出时感应电流大小相等。3如图，矩形金属线框长为a、宽为b，从距离MN水平面h高处自由下落，MN上方没有磁场，下