电磁感应中的电路问题

电磁感应的综合应用 一 电路问题 如图所示 两根相距为L的平行直导轨ab cd b d间连有一固定电阻R 导轨电阻可忽略不计 MN为放在ab和cd上的一导体杆 与ab垂直 其电阻也为R 整个装置处于匀强磁场中 磁感应强度的大小为B 磁场方向垂直于导轨所在平面 指向图中纸面内 现对MN施力使它沿导轨方向以v做匀速运动 用U表示MN两端电压的大小 则 A U vBL 2 流过R感应电流由b到dB U vBL 2 流过R感应电流由d到bC U vBL 流过R的感应电流由b到dD U vBL 流过R的感应电流由d到b 练习1 A 如图所示 粗细均匀的 电阻为r的金属圆环 放在图示的匀强磁场中 磁感应强度为B 圆环直径为l 长为l 电阻为r 2的金属棒ab放在圆环上 以v0匀速向左运动 当ab棒运动到图示虚线位置时 金属棒两端的电势差为 A 0B Blv0C Blv0 2D Blv0 3 练习2 等效电路图 用均匀导线做成的正方形线框边长为0 2m 正方形的一半放在垂直于纸面向里的匀强磁场中 如图所示在磁场以10T s的变化率增强时 线框中a b两点间的电势差是 A Uab 0 1VB Uab 0 1VC Uab 0 2VD Uab 0 2V 练习3 明确电源 思路 1 明确电源 E r和正负极 2 画等效电路图3 求路端电压 B 如图所示 圆环a和b的半径之比ra rb 2 1 且粗细相同 由同样材料的导线构成 连接两环的导线电阻不计 匀强磁场的磁感应强度始终以恒定的变化率变化 那么 当只有a环置于磁场中与只有b环置于磁场中的两种情况下 AB两点的电势差之比为 A 1 1B 2 1C 3 1D 4 1 练习4 如图所示 一个电阻值为R 匝数为n的圆形金属线圈与阻值为2R的电阻R1连接成闭合回路 线圈的半径为r1 在线圈中半径为r2的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场 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 导线的电阻不计 求0至t1时间内 例题1 1 通过电阻R1上的电流大小和方向 2 通过电阻R1上的电荷量q及电阻R1上产生的热量 1 根据法拉第电磁感应定律 电路中产生的感应电动势 通过电阻R1上的电流 根据楞次定律 可判定流经电阻R1的电流方向从下往上 即图中从b到a 2 在0至t1时间内通过电阻R1的电荷量电阻R1上产生的热量Q I2R1t1 解析 两根光滑的长直金属导轨导轨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 针对训练 由闭合电路的欧姆定律得 设电容器两极板间的电势差为U 则有 U IR电容器所带电荷量为 q CU 解得 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x所用时间为t 三个电阻R与电源串联 总电阻为4R 则 联立上述方程 解得 解析 由焦耳定律得 电磁感应中的电路问题 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 电磁感应中的电路问题 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 求电动势要用法拉第电磁感应定律 其余问题为电路分析及闭合电路欧姆定律的应用 电磁感应中的电路问题 一般解此类问题