高中物理复习课件118个C046.电磁感应中的电路问题.pptVIP

电磁感应中的电路问题 庞留根吕叔湘中学2007年7月email dyszplg 复习精要07年1月海淀区期末练习1407年天津五区县重点校联考 182007年天津理综卷2406年江苏连云港市最后模拟考试16江苏省如东高级中学07年2月期末试卷162007年理综四川卷2307年佛山市教学质量检测17广东茂名市2007年第一次模考18 电磁感应中的电路问题 复习精要 1 在电磁感应现象中 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 将它们接上电阻等用电器 便可对用电器供电 在回路中形成电流 将它们接上电容器 便可使电容器充电 因此电磁感应问题又往往跟电路问题联系在一起 解决这类问题 不仅要考虑电磁感应中的有关规律 如右手定则 楞次定律和法拉第电磁感应定律等 还要应用电路中的有关规律 如欧姆定律 串联 并联电路电路的性质等 2 解决电磁感应中的电路问题 必须按题意画出等效电路图 将感应电动势等效于电源电动势 产生感应电动势的导体的电阻等效于内电阻 求电动势要用电磁感应定律 其余问题为电路分析及闭合电路欧姆定律的应用 3 一般解此类问题的基本思路是 明确哪一部分电路产生感应电动势 则这部分电路就是等效电源 正确分析电路的结构 画出等效电路图 结合有关的电路规律建立方程求解 07年1月海淀区期末练习14 14 如图所示 在绝缘光滑水平面上 有一个边长为l的单匝正方形线框abcd 在外力的作用下以恒定的速率v向右运动进入磁感应强度为b的有界匀强磁场区域 线框被全部拉入磁场的过程中线框平面保持与磁场方向垂直 线框的ab边始终平行于磁场的边界 已知线框的四个边的电阻值相等 均为r 求 1 在ab边刚进入磁场区域时 线框内的电流大小 2 在ab边刚进入磁场区域时 ab边两端的电压 3 在线框被拉入磁场的整个过程中 线框中电流产生的热量 解 1 ab边切割磁感线产生的感应电动势为 所以通过线框的电流为 2 ab两端的电压为路端电压 所以 3 线框被拉入磁场的整个过程所用时间 线框中电流产生的热量 07年天津五区县重点校联考 18 18 如图所示 m n是水平放置的很长的平行金属板 两板间有垂直于纸面沿水平方向的匀强磁场其磁感应强度大小为b 0 25t 两板间距d 0 4m 在m n板间右侧部分有两根无阻导线p q与阻值为0 3 的电阻相连 已知mp和qn间距离相等且等于pq间距离的一半 一根总电阻为r 0 2 均匀金属棒ab在右侧部分紧贴m n和p q无摩擦滑动 忽略一切接触电阻 现有重力不计的带正电荷q 1 6 10 9c的轻质小球以v0 7m s的水平初速度射入两板间恰能做匀速直线运动 则 1 m n间的电势差应为多少 2 若ab棒匀速运动 则其运动速度大小等于多少 方向如何 3 维持棒匀速运动的外力为多大 解 1 粒子在两板间恰能做匀速直线运动 所受的电场力与洛仑兹力相等 即 2 洛仑兹力方向向上 则电场力方向向下 umn 0 ab棒应向右做匀速运动 解得 v 8m s 3 因为只有cd端上有电流 受到安培力f bilcd 得 2007年天津理综卷24 24 18分 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 ab运动速度v的大小 电容器所带的电荷量q 解 1 设ab上产生的感应电动势为e 回路中的电流为i ab运动距离s所用时间为t 则有 e blv 由上述方程得 2 设电容器两极板间的电势差为u 则有 u ir 电容器所带电荷量q cu 解得 06年江苏连云港市最后模拟考试16 16 14分 如图所示 矩形导线框abcd固定在水平面上 ab l bc 2l 整个线框处于竖直方向的磁感应强度为b的匀强磁场中 导线框上ab cd段电阻不计 bc ad段单位长度上的电阻为 今在导线框上放置一个与ab边平行且与导线框接触良好的金属棒mn 其电阻为r r l 金属棒在外力作用下沿x轴正方向做速度为v的匀速运动 在金属棒从导线框最左端 x 0 运动到最右端的过程中 请导出金属棒中的感应电流i随x变化的函数关系式 通过分析说明金属棒在运动过程中 mn两点间电压有最大值 并求出最大值um 金属棒运动过程中 在什么位置mn的输出功率最大 并求出最大输出功率pm 解 金属棒产生的电动势e blv设金属棒沿x轴移动了x的距离 此时外电路的总电阻为 电路中的电流为 由于mn两点间的电压 当外电路电阻r取最大rmax时 u有最大值um 从外电路电阻r与x的表示式可以看出 当x 2l x 即x l时 外电路电阻有最大值 将x l代入上式得 当r r时 输出功率最大 解之得 此时 题目 江苏省如东高级中学07年2月期末试卷16 16 如图 足够长的光滑平行金属导轨mn pq固定在一水平面上 两导轨间距l 0 2m 电阻r 0 4 电容c 2mf 导轨上停放一质量m 0 1kg 电阻r 0 1 的金属杆cd 导轨电阻可忽略不计 整个装置处于方向竖直向上b 0 5t的匀强磁场中 现用一垂直金属杆cd的外力f沿水平方向拉杆 使之由静止开始向右运动 求 若开关s闭合 力f恒为0 5n cd运动的最大速度 若开关s闭合 使cd以 问中的最大速度匀速运动 现使其突然停止并保持静止不动 当cd停止下来后 通过导体棒cd的总电量 若开关s断开 在力f作用下 cd由静止开始作加速度a 5m s2的匀加速直线运动 请写出电压表的读数u随时间t变化的表达式 解 cd以最大速度运动时是匀速直线运动 即 又 得 cd以25m s的速度匀速运动时 电容器上的电压为uc 则有 电容器下极板带正电 电容器带电 q cuc 4 10 3c cd停下来后 电容通过mp cd放电 通过cd的电量 电压表的示数为 因为金属杆cd作初速为零的匀加运动 所以 代入数字得 即电压表的示数u随时间t均匀增加 题目 2007年理综四川卷23 23 16分 如图所示 p q为水平面内平行放置的光滑金属长直导轨 间距为l1 处在竖直向下 磁感应强度大小为b1的匀强磁场中 一导体杆ef垂直于p q放在导轨上 在外力作用下向左做匀速直线运动 质量为m 每边电阻均为r 边长为l2的正方形金属框abcd置于竖直平面内 两顶点a b通过细导线与导轨相连 磁感应强度大小为b2的匀强磁场垂直金属框向里 金属框恰好处于静止状态 不计其余电阻和细导线对a b点的作用力 1 通过ab边的电流iab是多大 2 导体杆ef的运动速度v是多大 解 1 设通过正方形金属框的总电流为i ab边的电流为iab dc边的电流为idc 有 金属框受重力和安培力 处于静止状态 有 由 解得 2 由 1 可得 设导体杆切割磁感线产生的电动势为e 有 e b1l1v 设ad dc cb三边电阻串联后与ab边电阻并联的总电阻为r 则 根据闭合电路欧姆定律 有 i e r 由 解得 题目 07年佛山市教学质量检测17 17 平行光滑导轨置于匀强磁场中 磁感应强度为b 0 4t 方向垂直于导轨平面 金属棒ab以速度v向左匀速运动 导轨宽度l 1m 电阻r1 r3 8 r2 4 导轨电阻不计 金属棒ab电阻不能忽略 平行板电容器两板水平放置 板间距离d 10mm 内有一质量为m 1 10 14kg 电量q 1 10 15c的粒子 在电键s断开时粒子处于静止状态 s闭合后粒子以a 6m s2的加速度匀加速下落 g取10m s2 求 1 金属棒运动的速度为多少 2 s闭合后 作用于棒的外界拉力的功率为多少 第3页 解 1 当s断开时 由于粒子处于静止 mg qe 由 解得 流过ab棒的电流 由闭合电路欧姆定律得 第4页 s闭合时 粒子作匀加速运动 由牛顿第二定律有 mg qe1 ma 由 解得 由 解得 题目 blv 得金属棒的速度 2 金属棒匀速运动 外力与安培力平衡 安培力f安 bi1l 外力的功率 p fv bi1lv 0 4 0 1 1 5w 0 2w 题目 第2页 广东茂名市2007年第一次模考18 18 如下图甲所示 边长l为和l的矩形线框 互相垂直 彼此绝缘 可绕中心轴o1o2转动 将两线框的始端并在一起接到滑环c上 末端并在一起接到滑环d上 c d彼此绝缘 外电路通过电刷跟c d连接 线框处于磁铁和圆柱形铁芯之间的磁场中 磁场边缘中心的张角为450 如下图乙所示 图中的圆表示圆柱形铁芯 它使磁铁和铁芯之间的磁场沿半径方向 如图箭头方向所示 不论线框转到磁场中的什么位置 磁场的方向总是沿着线框平面 磁场中长为的线框边所在处的磁感应强度大小恒为b 设线框aa 和bb 的电阻都是r 两个线框以角速度 逆时针匀速转动 电阻r 2r 第3页 1 求线框aa 转到如乙图所示位置时 感应电动势的大小 2 求转动过程中电阻r上电压的最大值 3 从线框aa 进入磁场开始计时 作出0 t t是线框转动周期