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文檔簡介
#傳送帶模型分析+電磁感應經(jīng)典解析傳送帶模型分析情景傳送帶類別圖示滑塊可能的運動情況滑塊受(摩擦)力分析情景1水平一直加速受力f=卩mg先加速后勻速先受力f=mg后f=0情景2水平Vo>V,—直減速受力f=imgVo>V,先減速再勻速 :先受力f=img后f=0Vo<V,—直加速受力f=imgVo<V,先加速再勻速先受力f=img后f=0情景3水平傳送帶長度1< ,滑塊一直減速到達左端受力f=img(方向一直向右)傳送帶長度1> ,Vo<V,滑塊先減速再向右加速,到達右端速度為 Vo受力f=img(方向一直向右)傳送帶長度1> ,V0>V,滑塊先減速再向右加速,取后勻速,到達右端速度為V減速和反向加速時受力 f=1mg(方向一直向右),勻速運動f=0情景4傾斜一直加速受摩擦力f=imgcos0先加速后勻速先受摩擦力f=imgpos0,后f=mcsin0情景5傾斜一直加速受摩擦力f=imgpos0先加速后勻速先受摩擦力f=imgpos0,后f=mgsin0先以加速度ai加速,后以加速度a2加速先受摩擦力f=imgpos0,后受反向的摩擦力f=imgpos0情景6傾斜一直加速受摩擦力f=imgpos0先加速后勻速先受摩擦力f=imgcos0,后f=mgsin0一直勻速(Vo>V)受摩擦力f=mgn0一直勻速(Vo=V)受摩擦力f=0
先以加速度ai加速,后以加速度a2加速先受摩擦力f=卩mgcos0,后受反向的摩擦力f=卩mg:os0情景7傾斜一直加速受摩擦力f=卩mgpos0一直勻速受摩擦力f=mg;in0先減速后反向加速受摩擦力f=卩mgpos0,電磁感應難點突破電蕊膊恵日光燈自感現(xiàn)>電蕊膊恵日光燈自感現(xiàn)>―、電磁感應現(xiàn)象L產(chǎn)生感應電流的條件感應電流產(chǎn)生的條件是:穿過閉合電路的磁通臺發(fā)生變化。以上表述是充分必要條件。不論什么情況》只姜滿足電踣閉制哺通量發(fā)生變化這兩個條件,就応然產(chǎn)生感應電流;反之,只要產(chǎn)生了感應電汛刃眩電踣一定罡閉合的,穿過孩電路的磁通量也一定岌生了孌化。當閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁惡女的運動吋,電路中有感應電流產(chǎn)生。這個表述是充分條件,不是必我的。在導體俶切割理疑動吋用它判定比辛薩便。2感應電動勢產(chǎn)生的條件。取應電動勢產(chǎn)生的條件是:穿過電路的磁通量岌生變化&這里不要束閉合?無論電路閉合與岳只要晞通量變化了,就一定有感應電動勢產(chǎn)生。這^比一個電淋不論外電路是否閉合「電動夢嚴是聲在的■■但界有當外電路閉合時.電路中才會有電流. ''' '二楞次定律晞烷律感應電流總貝有這祥的萬冋,即感應電流的磁場總要pg礙引起愍應電流的帝通重的變化。楞次定律解塊的是感應電流的方向冋題。它關系到兩個磁場:感應電濱的陽場(新產(chǎn)生的超場)和引起感應電流的翻(原來就有的磁場九前者和后音的關系不是俯邨或“飯巨r(nóng)的簡單關系戈而saw邙目礙”后者“孌化"的關系。對「「阻礙陽意義的理解:(1) 阻磚原讎場的夔化「邛目礙"不是阻止:而是“延緩貯感應電流的硯場不會阻止恿磁場的變仏只能使廂磁場的變優(yōu)補延緩或者說被遲滯了』原確場的孌化趙勢不會改甄不會發(fā)生逆轉(zhuǎn),(2) 陰礙的是原SB場的變化,而不是原礙場本身'如果原磁場不變化,即使它再強,也不會產(chǎn)生感應電詵-(3) 阻礙不是相反.當原磁通減小時,感應電流的礙場與原盛場同向,以阻礙其減小;當船體遠離導體運動時」導體運動將和磁體運動同向,以阻礙其相對運動”(4) 由于蝕踏,為了維持原磁場的變化,必須有外力克服遠一個踏而做功,從而導致其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能.因此楞次罡律是能量轉(zhuǎn)化和守恒定律在電掘感應中的體現(xiàn).楞;烷律的具體應用<0A"阻礙IS通量變化"的角度來看:由IS通量計算式少=占$曲^可輒磁通量變化才力=%_旳有多種形式;主羹有:趴。不變,艮改變,這時心巒二凸?矗血聲..■■'■微信號;cjQozh}<jnc'//ijin00B、廬不變S改變,這時血4?SBsni可良£不變fk改變』這時{sin.up'當乩£、b中有兩個或三個一起變化M,就要分別計算?、%再求今s了*(2)從叩目礙相對運動"的甬度來看,楞次定律的這個結(jié)論可決用能量守恒來解輕:既然有感應電流產(chǎn)生,就有苴它能轉(zhuǎn)化為電能。又由于是由相對運動引起的,所臥只能是機械能減少轉(zhuǎn)化対電能,表現(xiàn)出的現(xiàn)象就是邛目礙‘“眾左運動。⑶從邛且礙自身電潼變Q的角度來看』就杲自感現(xiàn)象。在應用楞次走律時一定要注希臨礙”不等于'仮問”嚴阻釁不是“阻止叫4.右手走則b對一部分導線在磁場中切割磁感線產(chǎn)生惑應電流的情況潔手定則和楞次定律的結(jié)論是完全一致的。這時'用右手定則更方便一些。5-構(gòu)次走律的應用步騾楞涯律的應用應該嚴格按臥下四步進行:①確定臨硯場方向w②利定原磁場如何蠻化(增大還是減小h③確定感應電流的磁場方向〔増反減同),④棍據(jù)安培定則判定感應電流的方向°?解法扌旨畀(1)楞次定律中的因果關聯(lián)楞次定律所掲示的電踮感應過程中有兩個最基本的因杲聯(lián)系,一是感應盛場與原蠱場越通量孌化之間的16礙與被阻礙的關系,二是釀電流與感應硯場間的產(chǎn)生和褲產(chǎn)生的關系一抓住『邛目磚'‘和“產(chǎn)生"遠兩個13果關聯(lián)點是應用楞;血律解決物理問題的關鍵.⑵運用愣次走律處理問題的思路(刃歲蜥憋應電溢方向類問題的思路-二微信號:^cioznongw'jIllOO運用楞次定律判定感應電滾方向的基本思路可討d〃一鼻二感、三電流3即為!明確原磁場;弄清原鐵場的方問及磁通量的變化情況.確巨感應盅場:即扌網(wǎng)楞衣是律中的咽礙”原則,結(jié)合原磁場磁迪量變化懵況,確定出愍應足述產(chǎn)生的感應磁場的方向一判定電漩方向;即根據(jù)感應晞場的方向'運用安培定則判斷出感應電流方向"(b)判斷閉合電路(:或電路中可動削分導體)相對運動類問題的分析策略在電碣感應問題中,有一類綜合性較強的分析判斷類問題,王要講的是坯場中的閉合電路在一定條件下產(chǎn)生了感應電流,而此電流又處于磁場中,旻到安堵力作用,從而使閉臺電踣或電路中可動部分的導體發(fā)生了運動弋如例2>對其運動逋勢的分析爭蜥可有兩種思路方法;常規(guī)法:據(jù)原碣場(£葯向及△。鷹況)楞次定律》確走感應卓場(啟彷向)卻音定則?判斷感應電流〔"方向〕左手定則,導體愛力及運動趨勢一效果法由楞次定律可知尼應電流的懺附總是阻礙引起感應電澆的'俾因3深刻理解咽礙”的含義據(jù)阻礙”原則,可直接對運動超勢作岀劉此更簡捷、迅速【例1】(19%年全國)一平面線圈用細桿懸千E駄開始時細桿處于水平位團輕放后讓它在如圉所示的勻強斫場中運動,已知線圈平面始絡與紙面垂直,當線圈第一坎通過位置【和位蚤II時,順看磁場的方向看去,線圈中的感應電流的方向分別為&HI 位齟II(A) 逆時針方向 遊寸針方問(B) 逆時針萬冋 II酬寸針方向 4(C) 順時針方向 瞬寸針方向 ::-上疋一屮07廠(01順時針方向逆時針方向丸.無感應電流C.有沼逆時針的感應電蔬(01順時針方向逆時針方向丸.無感應電流C.有沼逆時針的感應電蔬D.無法確定命題竜團:考查對楞次走律的理解應用能力及邏輯推理肓功.錯解分祈:由于空間想象能力所臥部分考生無法判定線圈經(jīng)位置I、II時刻fiiifiS的變化勢,從而無法依據(jù)楞玄定律和右手螺龍罡則推理出正確選頃.解題方法與技環(huán);線圈第一友經(jīng)過位墨I時,穿過線圈的磁通量壇加,由楞次定律,線圈中感應電流的磁場方向向左,根據(jù)安培罡則,順著磁場看去,感應電謚的方向為逆時針方向?當線圈第一次通過位置II時,穿過線圈的密通量減小,可抽斷出感應電流為順時針方向,故選項B1E確.【例2】如團所示』有兩個同心導體區(qū)]環(huán)。內(nèi)環(huán)中通 “ .有I嘛寸針方向的電流,外環(huán)中原來無電濟當內(nèi)環(huán)中電流逐漸曙丈時』外環(huán)中有無感應電流?方向如■何?解:由于磁感線杲閉合曲線,內(nèi)環(huán)內(nèi)韶向里的磁感線條數(shù)^內(nèi)環(huán)外向外的所有礪廚線條數(shù)相等,所臥外環(huán)所圍 *面積內(nèi)(應詢包括內(nèi)環(huán)內(nèi)的面積’而不只是環(huán)形區(qū)域的面積)的總施通問里、鶴大,所以外環(huán)中感應電流掘場的方向為向外,由安培定則,外環(huán)中感應電流方向為逆時針。【例3】如團,絨圈川中接有如團所示電源線圈占有一半面職處在絨圈丄中,兩線賈平行但不接鯉,則當開關s閉和瞬間,線圈用中的感應電漩的[S況是:()te-當幵關$詡粗費間』線su相當于環(huán)形電汛其內(nèi)部磁虧線方向向里,其外部磁感線方向向外。線圏月有一半面積匙在線圈/中,貝」向里的磁場與向外的砲場同時增大。遠^就要抓住主要部九由于所有向里的碗感線都從丿的崩席過,所以衛(wèi)的內(nèi)部向里的盛感線較密,盤弼唧問外的晞感線較稀。這樣四一半的面積中盛懇線是向里且較密,另—半面枳中犠感線是冋外且較稀。主要是漢向里的硯感線為主,即當開^SHW,線圈占中的磁通量由零變?yōu)橄蚶镂以撍查g磁通量増加’則產(chǎn)生的感應電流的磁場應向^因此線圈B有沿逆時針的感應電流‘°答秦為J .V【例+】如圖所污,廚臺導體環(huán)固耳條形晞洙熠可F以初速度F沿過 『T導體環(huán)圓心的豎直線T落的過程中J導體環(huán)中的愍應電流萬問如何? u|n解:從“阻礙頊11量變化”來看,原磁場方向向上,先增后瀾虧應電澆磁場萬向先T后上,感應電流萬向先順時針后逆時針,從“阻礙相對運動"來看,先排斥后吸引,把條形磁錢等效為螺線菅,根將“同向電流互相吸引,反向電流互相排斥:匕也育同樣的緒論口4[例>]如圖所示,是拒形導線框血皿的對稱軸,其左方有勻強盛場。以下哪些情況下應膿申有感應電澆產(chǎn)生#方向501可勺4A將abed向紙外平移 E將同/向右平移C將咄田以加為軸輕動60°D一將abedV.cd為軸轉(zhuǎn)動60°睥:&C兩種情況下穿過皿叔的晞通量沒有發(fā)生變化,無感應電流產(chǎn)生。B.D兩種情況下原硯通向外,減少‘愍應電澆礪場向外『慰應電濫方向為血皿d b【例61如圖所示裝蠱中,M桿摩來靜止。當他桿做如下那些運動時,也桿將向右d b扎向右勻速運動 B.向右加速運動C冋左加速運動 D.向左減速運動、 |耳in亠r<^v^ozhioriNwuli|00解;皿勻速運動吋,砒中惑應電流恒定,厶中腐通重不變,穿過"的峨通量不變化,B中無感應電凌產(chǎn)生#席保持靜止,A不正確貿(mào)觀向右加運就fl寸,空中的磁通豈向下』増犬,通過胡的電流方向向T,出向右移動'B正確;同理可得C不正確』D正確。選&D【例了】如團所示,為晞鐵繞56卡旳速?詞時,〔不考慮畫力)將姻可運動?ITOC\o"1-5"\h\z解;本題分析方法很釦最簡單的方法罡;從叩且礙相對運滬的角度 i來看,導線框一定劊艮著條形晞鐵同方邙勵起采或跟不計摩擲目力*最 Iif終導線框?qū)⒑蜁勫X轉(zhuǎn)動速度相同找礙舞慮関賄力寧坤1滋勰總比條形 16盛錢轉(zhuǎn)速小些。 ■-【例8】如圏所抒b水平面上有兩根平行導軌』上面放兩根金屬権4施當條影嵐錢如圖問下移動時(不到達導軌平面h6方將妬何移解;若按常規(guī)用邙目礙磁通量變化^判斷』則要根據(jù)下端磁按的按性分別進行誼論,比較蟹瑣。而且在判定血b所登磅場力時。應該以竄極對它們的晞場力為主』不能以弧方間的晞場力為主(因為它們是受合磅場的作用人如果主注音到:確失冋珂h通過閉合回路的昭通量增大,由4礪可知磁通量有增犬的趨勢,因此S的相應變化應該使晞通量有減小的趨勢,所以弘3將互相臺近。這樣判運比包簡偉【例9】如圖所示,絕繚水平面上有兩個離得很近的導體環(huán)埶八將祭形礴鐵沿它們的正中向下移動(不到達該平面力小冏御何移動??=根據(jù)g刖,磁錢向F移動過稈中,£増九所以穿過毎個環(huán)中的碼通量都育增大的趙勢,由于5不可改變,為阻礙増大,導體環(huán)應該盡量遠離磁錢,所以G力將相互遠離*【例血如團所示,在條形窿錢從團示位羞純04軸詩動肋的過程中,放在導執(zhí)右錨附近的金屬棒血將姻可移動? '針轉(zhuǎn)動」在轉(zhuǎn)動網(wǎng)過程中,穿過閉合電路的晞通量總是增大的f條形磁鐵內(nèi)、外的磁感線條數(shù)相同但方向相反,在線框所圍面積內(nèi)的總盤通量和磁鐵內(nèi)部的磁感線方向相同且增大口而協(xié)位用閉合電路所圍面積越丸總腐通量越小,所汰為阻礙腐通量増大金屬棒曲將向右移動*【例115如圍所示,/也燈分別標有"3取斗四嚴和吟貳2穴3閉合電璉調(diào)節(jié)弘能使鳥左都正常岌光.斷幵電鍵后重做實驗:電鍵閉合后看到的現(xiàn)象是什么3穩(wěn)走后那只燈較款再斷幵電鍵,又將看釗什么現(xiàn)象?B:囲合瞬間,由于電感線圏對電溢增犬的期礙作用「&將慢慢亮起苑古方卩孌亮。邇杜的惟用相當于一個天電阻」穩(wěn)定后兩燈都正常發(fā)光,茂的功率大,卡庚。趣寸遲的作用相當于一只普適的電阻(就是該線圈的內(nèi)阻)』新幵瞬間,由于電感線圈對電漬減小的阻礙作用,通過。的電流將逐漸減卜川錨變暗到熄滅,而泅比組成卮i閉合回踣』所CO燈也將逐渤變暗到熄滅,而且開始還會閃亮一下(因為原來有并且通過方的電溢方向與原來的電流方向4販o這時L相當于一個電瀬o【例12]如團所示,用絲線懸撫閉合金底環(huán)彳昌于0點』處線左邊有勻強 開盛場,右邊沒有磁場。金雇環(huán)的擺動會很快停下來0試解釋這一現(xiàn)象。若整個?乂/」空間部有向外的勻強晞場,會有遠種現(xiàn)象嗎號 ;Q;B;!B:只有左邊有勻強硯場』金屬環(huán)衽穿越越場邊簾辦由Tffiffl*發(fā)生變''*,:化,環(huán)內(nèi)一走會有感應電浚產(chǎn)生,根撼楞次定律將會阻礙相對運動,所以■擺動會狼快槨下軋這戴杲電尼現(xiàn)氣當然也可入用育8S守恒來解釋:甌拓有電流產(chǎn)生,就一宦有一部分機械能向電能轉(zhuǎn)仏最后電流通過導體轅化為內(nèi)能。若空間都有勻強礴場,穿過金屬環(huán)的谿a量反而不變化了,因此不產(chǎn)生感應電流,因此也就不會p目礙相對運動,擺動就不會很快停下來Q三.電畫壓應在突際生活中的應用例析【例13】如圖所示是生產(chǎn)中常用的一種延時繼電器的示意囲。鐵芯上有兩個線圈山和氏線圈負跟電源連接,線圈B的兩應擴在一^』枸成一個閉合電蹂在垃幵幵共S的時候一彈普k并不能立即將銜鐵D拉起』從而使觸頭C(連接工作電略〕立即離幵,過一段fl寸間后竝頭C才能離幵2延時繼電器戲是這樣得名的。試說明這種繼電器的工作原理。解析!當拉開幵關咅時使絨圈A中電流變小并消失時,鐵芯中的磁通量岌生了孌化小辦從而在線圈B中激起感應電流根據(jù)楞坎定律j感應電流的磁揚要阻礙原盛場的減小j這祥,就使鐵芯中磁場減鎬得慢些,因此彈簧瓷不能立科絲iW立起?!纠?41如團所示是家?guī)玫暮婉T用棵護器慣的關鎮(zhèn)郁另的原理圍』其中尸罡一個變壓器鐵芯』入尸的兩根電線"(火線和靄線〉采用雙線逐去‘養(yǎng)在鐵芯的一伽乍為原第圈』然后再接入戶內(nèi)的用電Q罡一個脫扣幵關的扌遵『部井〈脫扣開關本身沒有畫出J它最串聯(lián)在本團左邊的火線禾嗓衣上,開關斷開時,用戶的供電被切斷h0接在鐵芯牙一狽揺」統(tǒng)圈的兩端樂A之間,當口、』間沒有電壓時.Q使得脫扣開關閉合.當鼻占間有電壓時J脫扣幵關即斷開,使用戶斷電。<1)用戶正常用電時,6E之間有沒育電壓十⑺如果某人站在地面上』手誤觸火線而觸電,脫扣開關是否會斷幵?為什么辛解析Ml)用戶正常用電時,鉄"之間沒有電氐因為取線望成的初級線圈兩根導線中的電茨總杲大小相等而方冋皈的』穿過鐵芯的磁通量總為Q,副線圈中不會有感應電動勢產(chǎn)H<2>人站在地面上手誤觸火線,電浣通過火結(jié)和人體而流冋大地,不通過鎏扎這樣孌壓器的鐵芯中就會有磁通量的孌竹從而坎怨產(chǎn)生感應電動勢,脫扣幵關就會斷開“【例1刃在有線電話網(wǎng)中,電話機罡通過兩條導線和電信局的交換機傳送和接收電信號。總噪不采取措蹶,發(fā)話者的育頻信號必會傳到目己的旻話器中,使目己聽到目己的講話(電僧機話附聲菌這就是哪音叫車歡的側(cè)音會影響接聽對萬的講話,故必須減小或消除?如團所示是一電話機的消濁1劭電踣與交換機的連接示it啄閣中的兩個變(電僧機話附壓器是完全相同的,依趴G從叭/A個線圈的匝數(shù)相同。打電話fl九對看話筒發(fā)話,把敖丸后的音頻電壓加^變壓器的線圈如從線圈抑”輸出大小相等但隨聲頻變化的電壓,c兩端的電壓產(chǎn)生的電流丘通過線圈&和兩導線匚電信局的交換機構(gòu)成回路「再通過交換機傳對對方電話機.對方就聽到岌話者的聲音。同b寸宙于線圈甘中肓電澆a過,在線圈丁中也會有電壓輸出域大后在自己的電話機的受話器上發(fā)出目己的講話聲舷就是上面餅時側(cè)音3為了■■消除這個側(cè)音,可以把^圈出的電壓加在綜圈N上,并通過冗調(diào)節(jié)刃中的電溢心克眩為達到消側(cè)音的目的,1應與([相接門應與()相接;并使皿畑壇"小于%伙于叫或"等于5對方講話州音頻電壓通過交換機和兩條梟顯加到本機,那么通過R的電濫為多少9解析;發(fā)話時,假定某T寸那通過線圈口的電流是從上^凌入,而且増大,c和也上感應的電壓都是上正下壓』啟中形成的電漬在變JE器鐵茜中產(chǎn)生的磁場的晞感線杲逆時針方向的門和矢2和4扌瞧臥b的感應電壓在日中形成的電流在鐵芯中產(chǎn)生的晞感^是順時針的‘由于電和d的匝數(shù)相同,只要調(diào)節(jié)丘使罠川中的電浚強度相等,貝也和卻產(chǎn)生的磁場裁完全撫泊,通過線81了的磁通重皓鑿為霧中段育感應電動勢,愛話器中浸育岌話者的聲音,從而消除側(cè)音點對方發(fā)話時,從交換機傳來的音頻電壓如到電話機上,假設某一時刻在線圈E和沖形成的電流屋肛的下錨潼入且増犬,則由線圈的1端再員』@線圈的/端為第感應電壓働目同,在閻回踣中沒有電流/中不會產(chǎn)生磁場抵消$的磁場,,仲有滬主的磁場的磁感線通過'盛誦量會發(fā)用變第.產(chǎn)宅感應電動瓠放杏后在営話器中發(fā)出對方的蘆音。法拉第電晞感應定律1JiilK電磁感應定律電路中感應電動勢的大小」跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比,即£=^—,Ar在國際里位制中夠證明其中的i在國際里位制中夠證明其中的i齡有,應\(jj對于科匝= .AZ在導線切割磁感線產(chǎn)生感應電動勢的情況下,由法拉第電磁感應定偉可準出感應電動勢的大小是;滬ESm口(。是£與丫之間的夾角人【例1】如團所示,長山直。的拒形線圈電阻為乩處于磁感應強度為丑的勻強厳場邊紐線圈與磁感線垂直。求匕將線圈臥向右的速度■勻速拉出砲場的過程中,⑴拉力尸大?。、评Φ墓β士抢ψ龅那袝瘼染€圈中產(chǎn)生的電熱—⑸通過^圈M-tt面的電荷量?*解;這是一道基本練習題,要注意要注意所用的邊長究竟是山還是b,還應該思考下所求的各物理量與速虔丫之間有什么關系。③礦=碼=屯Mg=3rxv微信號:^iciozhor^wull100
③礦=碼=屯Mg=3rxv微信號:^iciozhor^wull100⑸二云心〒三詵關特別要注意電熱Q和電荷g的區(qū)別,其中g金與速度無關!(遠個結(jié)論以后經(jīng)常會【例21如團所示』豎直放置鴿u影導軌競為l,上釧串有電阻;?〔其余p-fn導體部分的電IS部忽略不計人磁感應強痕為艮的勻強就場方向垂直于紙面向 I::::|外。金屬棒曲的展蠱為啊與導軌接觸良好,不計摩扌執(zhí)從強止釋放后加保持水平而r■滑。試求血下滑的最大速度% '?**?解:釋放瞬間血只受重力,開始向下加速運動?隨著速度的増大「感應 —??電動勢雖感應電流幾寅堵力陽輔之増尢'加速度隨之減小。當!■■■-1嚴溜時$加速JS變?yōu)榱恪贿@時砒避憬大速JS口可得晉二FF可得晉二FF點評二這道題也昱L個典型的習題。要注意該過程中的功勺扶系;重力做功的過程是重力勢能向動能和電能轉(zhuǎn)化的過程,安培力做功的過程是機械能向電能轉(zhuǎn)化的過程;合外力(重力和安培力'做功的過程是動能増加的過程;電湊做功的過程是電能向內(nèi)能轉(zhuǎn)化的過程°渥U穩(wěn)定速度后,重力勢能的減小全部輕化為電能,電流做功又使電能全郎鶴化為內(nèi)能。逑H握力的鞏率等于電功率也等于熱功率。進一步討論=如果在該團上端電阻右邊安一只電權讓詁下落一段距喬后再閉合電鍵,那么閉合電鍵后也的運動情況又將如何2(無論I可時閉合電鋰,必可能先加建后勻邃,也可能先城速后勻速』但最終機定后的速度總是一樣的人【側(cè)門如團所示,匸形導線框固定在水平面上,右^放有質(zhì)量為即的金屬棒ah血與導軌間的動摩擦因數(shù)為u靜仃圈成的拒形邊長分別『--I-,.'JJ——f iffifF匸J尹廠|為g4回踣的總電陌為衛(wèi)口從H時刻起』在豎直問上方冋加一個隨
時間均勻變化的勻強蹴場£=俎,(fcX)>男吆在F為多大時,金屬棒開始移動?解:由「蘭二吐血可虬回路中感應電動勢是恒定的,電流大小也是恒定的,但由A7于安堵力隨^間的増大,安培力將隨之墻大。當安培力增大到等于最丈幽摩攘力時f必將開始向左移動。迦寸有:右-厶-甩忑氏 Jcij2轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的感應電動勢⑴縛動軸與磁感線平行。如團磁感應強度為B的勻強駐場方向垂言于紙 「…面向外,長£的金屬棒如臥。為軸在該平面栩角速度?逆時針勻速轉(zhuǎn)動.::::二Ri*1T-0*'Qf求金屬棒中的感應電動勢莊用墾砌感線產(chǎn)生感應電動勢的公式時注意;:::::::'其中的速度v?S是平均連度,即金屬棒中點.的遞度。 ⑵線圈的輕動軸與隣8⑵線圈的輕動軸與隣8線垂直。如團SR縱圈的論完分另的環(huán)b,SfEI面枳為S,痕際上,這就是交流發(fā)電機發(fā)出的交流電的即時電動勢公式。【例4】如團所示,呦?坐標系丁軸左側(cè)和右側(cè)分別有垂直于紙面向外、向里的勻強祐場,礦感應強度均為b,一個圍成ns分乏一圓形的導體環(huán)如叭其圓I在原點。,半徑為心開始fl寸在第一象限°從T起繞。點臥角速虞如逆吋針勻速轉(zhuǎn)動O試畫出環(huán)內(nèi)懸戍電動勢E卿寸間t而竺的的數(shù)圖象(以順時針電朋勢為正)? -誡信7:◎匚K
圖象如右。解:開始的四分之一周期內(nèi),皿、Ob中的感應電動勢方向押同,大小應相加,第二個四芬之一罔則內(nèi)穿過線圈的Silt不變,因此感應電動勢為零;第三個四分之一周期內(nèi)舷電動勢與第一個四分之一周期內(nèi)大彳碎冃同而萬叵]相反;第四個四分之一周期內(nèi)!S應電動勢又為執(zhí)感應電動勢的最大11為氏之用權,周期為u”叫圖象如右。扌電硯感應中的能崖守恒只要有感應電流產(chǎn)土電苗感應現(xiàn)象中總徉隨看能量的轉(zhuǎn)優(yōu)°電盛感應的題目往往與能量守恒的燉識相君合。這種綜合是很重更的它要申固樹立起能量守恒的思想?!纠T如團所示,J?橫戈圈拠蟲貢量為叫寬為心在豎直平面內(nèi)由1 '諫止自由下淋其下方有如團方向的勻強磁場,晞場上、下邊界水平,誠占 也為右找圈耐邊剛JS入磁場就幵始做勻速運亦那么在我圈穿越晞場的全flfl;產(chǎn)生了夢少電熱? 鋁cnp■T--ffft--rrtrt解!必剛遊入碗場就做勻速運動b說明安培力與重力剛好平iih在下落;;:;::;;二】2沖的過稈中,重力勢龍全咅陣專化為電能』電能乂全部縛化羽電熱,所D店生電熱。?酗戒【例6】如團所示』水平面上固定有平行導軌,盛感應強度為左的勻強蹴場方向豎直向下。同種合金仮的導體棒同、曲橫截面積之比為2:1,長盧和導軌的翹勸G曲的質(zhì)量為廠電阻為心幵蛤時曲、田都垂直于導軌靜止,不計摩抿。給必一個叵]右的瞬時沖童匚在liWS的運釦中,岀的最大速廈%、最大加速度口s產(chǎn)生的電熱箸量參少?B:給曲沖量氐血獲得建度向右運動,回路中產(chǎn)生感應電滾出登安培力作用而加]速,曲受安培尢|而亂圉當兩者速度相尊時,都開始做勻遠運動。所以開始fl寸加的加速度最尢最終少的速度最俎全過程系統(tǒng)動能的損失辭蛻為電融電能又轉(zhuǎn)化為內(nèi)能取由于血、M橫載面積之比為2;b所以電粗之比乜1[二?根搖???砲不心衛(wèi)斛,用由產(chǎn)生的電熱應該罡回路中產(chǎn)生的全剖電熱的…又扌瞬吉知需也的初速應為門寸叫因此有;F-BLv.J=—=BLKa=—「解得h=竺三土最后的共同速度為%r"3叫丨F-對 “ m-2負統(tǒng)動能損失為&£k■廠6m,其中田上產(chǎn)生電熱Q~r2'9m二.感應電量的計算根拐法拉第電磁虧應定律,在電盛感應現(xiàn)象中,只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化,可合電路中就會產(chǎn)生感應電滅設粗寸間勒內(nèi)通過導^戯面的電量為4則電澆走義ME法拉第電磁感應罡律E=也3山,得:歸百二心二空亠二竺Rd R如果岡臺電路是一個里匝線圈(料=1),則q二普.JC上式中耳為線圈的匝輒46対磁通量的畫化兄R為閉合電路的總電阻◎可見『在電磁感應現(xiàn)象中「只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生孌化'閉合電踣中就會產(chǎn)生養(yǎng)應電流,在時間乂內(nèi)通過導線誠面的電量?僅由線圈的匝數(shù)處磁通量的變化量也e和可合電踣的電陽丘決定,與發(fā)生磁通量的變化量的時間無關。因此『墓快速束得通過導休橫截面積的電量「關鍵是正確求得貂通量的變化量蟲①。茲ifl量的變化童W是指穿過某一面積末時刻的昭通童與穿過這一面積初E寸刻的硯通巷?之差‘即w=①廠料4在計算2時」通常只取茸絶対饑女喋空與烏反向]那么①占斬的符號相反".■微信號:cicic/Wonciwuli100線圈在勻強躍場中轉(zhuǎn)動/產(chǎn)生交喪電為旺丄個周期內(nèi)穿過線圈的瞬量的變化量ao=o;故通過線圈的電量滬①穿過閉合電路晞通量變化的形式一般有「列幾種情況:⑴閉合電路的面枳在垂直于盛場方向上的分量s不變,磁感應強宸*發(fā)生變化時,⑵磁感應強度占不毎閉合電踣的面枳在垂直于詼場方向上的分重$發(fā)生變化時,O)磁感應強度B與閉合電踣的面枳在垂直于磁場方向的分量S均發(fā)生變化時,△①=①丄一①]°下面舉例說明!【例7】如團所示,閉合導線樁的債量可以忽略不計,將它從如圖所示的位蚤勻速拉岀勻強晞場。若第一次用。黒吋間拉出,外力所做的功為叭,通過寧職面的電量為/第二^用0%時間拉出,夕卜力所做的功為肥、通過導線截面的電量為9-則()ST- 』:X!|X><X:1:yXkX[||1B] f;XX1LX1XX:A.H;<口Lg嚴知B叭V匹,?=4C.W\>吟0=旳D.rri>兀,解折:設^框長為5盒為5,第一次拉出蛙飛為竝L出速度為菲.■則Fi3r:o勻速拉出磁場時,外力所做的功恰等于克^安培力所搬的功;W'_J'—叭=耳石=Rfg=g迂「厶耳丁R,同理故陽邛L又由于線框兩次拉岀過程中』啟通重的變化臺相等」即2]"①“由g二△4''蘇得:=g;故正稱答菜為選項J【例打如團所示,空間存在垂直于紙面的均勻磁場,在半?血的IS形區(qū)域內(nèi)咅吸外亂晞場方向相反,帝感應強度的大小均為B.—半徑為b,電阻対R的圓形導線環(huán)放蚤在紙面內(nèi)』其圓心與圓形區(qū)域的中心重合。當內(nèi).外磁場同時由3均勻地冊小到霧的過程中」通過導線藪面的電墾。二 .解析三由題青知已①I二月(右】一O?=0,_,迪中廣烏|二郵—訃丘微信號:如動池仙I他由“〒,護—-一【例91如圖所示是一種測量囉電掠線管中磁場的裝置,把一個很小的測量纟湄三笊在待測如線圈與測量電量的沖擊電流計G串聯(lián)』當用雙刀釵擲開黃5使憔線管的電流反向時』測量線圈中就產(chǎn)生感應電動勢』從而引起電荷的遷移』由表G測出電SQ,就可以算?屮?徒圈?時現(xiàn)的晞感巨強雯乩屮哋量線圈攔有■?■[!、直時?2相靑u輙鋼的三電P且為R,則被測處的捉感強度*為多犬?■0-0=II解析,當戲刀雙擲開關£使螺線管的電流反問時,測童線圏中就產(chǎn)生感應電動勢,根將注拉第電砲感應莖律可得:oE由欣“m9J?由上述二式可得:衛(wèi)=—n.\dr例io]一個電阻為/?的長方形線圈做"沿著磁針所指的南廿仿向平放在北半球的一個水平桌面上*ab=L]jBc=SI如團所示。現(xiàn)窮然將線觀攜寺1&件』傅血總您互換位品用中擊電流計測得導線中流過的電量為5然后堆持亦邇桶b將細圈繞罰邊轉(zhuǎn)紅'使之突然豎直卩這次測得導線中流過的電量為b試求該處地晞場的嗥惑強廣的大小。解析;根據(jù)地磁場的特征可知』在北半球的地昭場方向是翎匕向下的。只墓求出這個磁感強度的豎直分童班和水平分量恥就可以求出該處鐵感強度B的大小■當線圈翻個身時,穿過線圈的磁通量的變化量為直?1=2耳S,因為感應電動勢&亠=^=R發(fā)所臥2B憶近T0A/ A/當線圈繞皿邊豎直站起來時,穿過線圈的磁通臺的變化量為衛(wèi)廠艮厶乙-爲厶厶,所以A妁-(比一屍〉厶兀-宙此可得:£=fz-+2QQ:土昭$三、自感現(xiàn)象1、自感現(xiàn)象自虧現(xiàn)象是指當線圈自身電透岌生變化時,在線圈中引起的電磁虧應現(xiàn)象,當線圈中的電流増加時,自感電流的方問與原電流方向相反;當線圈中電流攝4河b自感電淒的方向與原電流的方向相同.自感電動勢的犬小芍電流的變化率咸正比.,皓信號:KlO/iCTTT//」:;丨O(J自感系數(shù)£由結(jié)圈自身■的性質(zhì)決定'與線圈的長短、粗狐匝數(shù)*有無錢芯有關.自感現(xiàn)象罡電盛感應的特例?一般的電磁感應現(xiàn)象中變化的黒磁場是外界提供的,而自感現(xiàn)象中是靠流過線圈自舷化的電浚提供一個變化的讎場■它們同屬電磁感應,所以自感現(xiàn)象遵擔所有的電狷感應規(guī)律?自感電動勢僅僅是減緩了驚電流的變化』不會阻止熄電流的變化^逆韓係電流的變化.漏電流最終還是?^倒穩(wěn)定值或減小到象自感現(xiàn)象只育在通過電路的電流發(fā)生變化時才會產(chǎn)生■在判斷電踣性質(zhì)時,一般分折方:堤;當流過線圈Z的電流突然増大?間J找們可以把£看成Ti?值狼大的電曲當洗經(jīng)£的電流突然減小的瞬間』我們可以把£看作一個電縣,它提供一個跟原電詵同向的電澈L A1■~~(SV-1—? f—— /vw>^ fT|一團1團2S2電路中,當S斷開吋#我們只看到A燈閃亮了一下后熄滅『那么S斷開時團1電路中就沒有自感電流?能否看到明顯的自感現(xiàn)象,不僅僅職;夬于自感電動勢的大小,還取;奸電路的結(jié)構(gòu)*在團2電路中,我佃斤先在電路設計吋取線圈的阻值遠小于;I"的阻僦使S斷開前#并聯(lián)電路中的電流心勺,£斷開^間,雖然丄中電流在濟卜但這一電流全流過丄燈,仍比晳斷開前/燈的電流大得多,且延滯了一段吋間,所以我a看到』燈陽一下后熄滅,對圖1的電路,官斷幵闕間也有自慝電湊,但它比斷幵前濟過兩:n的電濾還小,就不會出現(xiàn)閃亮一下的現(xiàn)象.除線鷲卜『電路的苴它部分是否■存在自感現(xiàn)象?當電踣中的電溢發(fā)生變化3寸,電路中毎一個組成卻分,甚至連導線,都會產(chǎn)生自感電動勢去阻礙電茨的芟■只不過呈號圈中產(chǎn)生的日盡電動碧尢轉(zhuǎn)人’其它留興產(chǎn)蘭的日感電軌醉非常小而已#二:微信號:^QQzhori^w"jli1002x自感觀象的應用「一日光燈啟動器:和用氮管的褲進放電,起自動把電路揍通和新開的作用⑴無流器:在日光燈點燃時,利用目感現(xiàn)象,產(chǎn)生隣時高壓,在日光燈正常發(fā)光時打利用目感現(xiàn)象,起降壓限流作用。靈日光燈的工作驚理團如下:團中丄碩說器,其f乍用是在燈幵紿點烘時起產(chǎn)生瞬時高壓的作用;在曰光燈正常岌光時起起障壓限潦作用材是日進燈亀它的內(nèi)壁涂有一層熒光粉,使其發(fā)出的光為柔和的白光JC是啟動器,它罡一個充有氟氣的小玻5離泡』里面裝上兩于電嗽一個固定不動的靜觸片耳□-個用雙金屬片制成的tf形觸片組成.【傅血如團所示的電路中,尙和比是完全相同的燈泡,線圈丄的電阻可以忽略不比下列說湛中正確的星( )兒合上開關S接適電路時,去先亮尙后亮,最后一樣亮氏合上開關£接通電路環(huán)出和比始終一樣亮斷幵開關S切斷電路時…七立即懐滅"1過一會熄滅_2.穢「戶縣-斷開開關S切斷弓路時,曲和出都叢過一會才憶滅’L—-Juuvwll—g睥析:s閉合接通電躥寸,&支踣中的電流立即達到最大,出先亮;由于線圈的自感作用「山支路電流増扣的慢,心后亮心】中的電流穩(wěn)定后,線圈的阻礙作用消失』型與心并駆亮度一樣,故A正確,B不正確.営斷幵時,L和如、出組成串麻的詡合回路,Ai和丘亮J8—祥,由于L中產(chǎn)生目感電動勢阻礙f中周電流冏泊朱一!賈4和矩過一會丁熄滅』故D選頃正確。所以答聚為&D
—*電路問蠱k確定電源:首先判斷產(chǎn)生電踮感應現(xiàn)象的那一咅吩導體(電源),苴次利用£= 'A;或丘=丘"曲日求感應電動詡的大小,利用右手定貝威楞次定律判斬電湊萬向。2、分析電1!^結(jié)構(gòu)』畫等效電路團人刊用電路覿律求箒主要有歐姆定律,串并脈規(guī)律等微fg號:爭io才]nj!109二*囲象問題h定性或定量地表示出所研究問題的醐關系N在團象中&1:刀等吻理臺的方向是通過正煲值栗庾映靈畫團象時藝注意橫、孰坐標的車位長度罡義或表達R【例11如圖所示,平行導軌畫于瞬感應強度為占的勺竝1場中(方向問里),間距為S左端電粗抑兒其余電阻環(huán)計,導軌右應議一電容為。的電容器?,F(xiàn)有一長2L的金屬棒邊放在導執(zhí)上,曲以a為軸順時針詩過卿的過程中,詭過盤的電量為多少?RBiff:(1)由血棒以竝為軸旋輕到b錨脫直導軌的過稈中,產(chǎn)生的感應電萌勢一直増丸,對C不斷充電,同時又與R掏咸閉合回路。曲產(chǎn)生愍應電動勢的平均值AtBSSAAtBSSA:ffi山表示詬掃過的三角形的面積,即屁蘭住②E通過K的電量Ql=I^i=—lt ③Kftlilhz式解得Q.=爛匕@丄K在這一過崔中電容器充電的總電重QCG ⑤耳;為創(chuàng)棒在乍勵過程中產(chǎn)生的感應電功勢的最犬值。即匚屮=£>2£x(—22)=2BI/O?聯(lián)立⑤⑥得:=23£:tyC當皿棒脫嘉導軌后〔對蠱放電,通過貝的電量為S所咲整金過稈中通過R的總電量為:Q0+色詢"書+2^yQ電磁愍應中“戲桿冋題”外類解析【例2溝強磁場磁感應強度B-0.2T,磁場寬度L=3m,-正方形金屬框邊長ab=Mm,每邊電阻Z幻,金屬框以v=10mS的速度勻速芽過戒場區(qū)』其平面始終保持與晞融訪向垂直■>如團所示r求;畫出金場區(qū)的過耳呈中,金屬樁內(nèi)感應電流的團線畫出渤兩端電壓的LX圖線解析:線框進人磁場區(qū)時^=Blx=2V,人二勺=25A方可沿逆吋比如團⑴實線引加所示,總電蔬揺気怦萌打丄乜:5v卜*Ml*卜*Ml*圏⑴線框在磁場中運動時;氐電無電潦的持埃時間:t2=—=0.2s,v線框穿出瞬場図寸:E戸5Zv=2V,13=^--25A此電流的片向為順時針』如團⑴虛線創(chuàng)鹵所示』規(guī)總電流方向逆時針為正,得衍翳翩口團口〉所示("線框進人晞場區(qū)曲爾端電壓6=,i-25X0.2=0-5V線框在確場中運動時;衣兩端電壓等于感應電動勢S衲fv-2V線fl£出磯場時afeffiSS電妊:匕嚴E-J2>*=1.5\'由此得口讎翱ffi遼】所希點譯:將線框的運訥過程分為三個第一階員比対外電路,爺二階段也相當于幵路時的電源,第三階段ab是接上外電路的電源三.綜合例析電礙感應電路的分析與計算以其覆蓋知識點多,綜臺性強,思錐含量高,充分怵3見希生直附囑嗦質(zhì)等特點,成為歷屆高考命題的特點.1、命題特點「微信號:ciCJOZhonQ/vuli100對電磁愍應電路的考査命題,常M學科內(nèi)綜合題目呈現(xiàn)"涉及電晞感應定律、直流電路、如動能定理、能量轉(zhuǎn)化與守恒等夢個知識點,突出考查考生理解魯扶K分析綜合能力,尤其從實晞問題中抽象抵括構(gòu)建物理模型的創(chuàng)新能力一厶朮解策略變換物理模型,罡將陌生的物理模型與熟悉的物理模型相t肚姑分析異同并從中挖掘其內(nèi)在聯(lián)系「從而建豈起熟悉模型與未知現(xiàn)象之間《互關系的一種特姝解題方注巧妙地運用"■類同"哽換J啖彼"漿換「類異'煌換,可使真瓠陌生、抽象的問題孌成簡臥熟悉、具偉的題型,從而使問題大為簡優(yōu)一解殺電密惑應電路冋題的關鍵就是借鑒或利用t瞅原型來啟發(fā)理岸和變換輛理模型廁把電磁懇應的冋題等效轉(zhuǎn)換成穩(wěn)恒直流電路,把產(chǎn)生感應電動勢的哥陪吩導休黑效為內(nèi)電路一感應電動勢的大対歸于電源電動勢其余書盼湘^于外電路,并畫出等敗電蹌圖?此時,處理問融的方法與詡合電路求解基本一致,惟一驥ii意的是電磁感應3JS象中,育時導體兩端有電壓,但沒有電流流述這類似電淋兩端有電勢差但沒有接人電路時,電流為裁【例31擔報道?1型年了月,美國施阿特蘭蒂財號航天飛機曲亍了一項'衛(wèi)星懸繩岌電實驗,実驗収得了部分成功,航夭飛機在地球赤道上空離地面約3000km處由東向西飛行』相對地面速度大約6-5X10?m時從航天飛機上向地山方向發(fā)射一顆衛(wèi)星,揍帶一糧長20皿電阻為SM門的金屬懸爲快這根聲冒與地磁場垂直,做切割磁感線運動一假定這一范圍內(nèi)的地磁場泉均勻的.磁感應強度為4xn:<-,目認再懸繩上各點的切割速度和航天飛機的速度相同+鵬理論設計,適過電離層(由等離子體組成〉的作用,懸^可以產(chǎn)生約3A的感應電流,試求:⑴金JS懸繩中產(chǎn)生的感應電動勢丿(3)懸繩兩錨的電壓;⑴航天飛機繞地球運行一圈豪也輸出的電能〔已知地球半彳劭伽0km)一命題意囲:考查考生信息攝取、提煉*加工電功及構(gòu)建物理模型的抽象撫括自功.錯解分祈:考主鎂乏知識遷移運脯幼和抽象閔古韶力,不龍于現(xiàn)實情鬃中枸建模型(切割竄感線的導體棒模型)期曲亍模型轉(zhuǎn)換(轉(zhuǎn)換為電源模型懇直說電略模型)'無;去順利運用肓法電路相關知識突破一解題方法與技巧:將飛機下金題繩切割晞感線產(chǎn)生感應電動勢看作電源棋型』當它通過電離層放電可看作直漩電踣檯型?如團所示.(1) 金屬繩產(chǎn)生的電動勢三^MX10=X20Xl{PX6.jXl[PV=D.2Xl^Xr(2) 豪雖兩錨電壓,即路端電圧可由閉合電路歐姆罡律得:1(^-3X800V-2.SXl{pV⑶飛機繞地運行一周所需時間2感2x314x(6400x10--FSOOOxitf)“八…亍v 65xlOJ則飛機繞地運行一圈輸出電能:E■口3X9.1X10^J-7.6XWJXS【例41如餉示,豎直向上的禺皈磁感關I門并目臥才1譏命題憲團;考查理解能尢h推理能力反分析綜合能力在孌佻水平軌道電膽不計,且不計摩撫阻力‘SC-5曲的導軌上放一電阻出皿LO的導體瘍井用水平絨通過定潤輪吊著質(zhì)量^0-2kg的重物,軌道左端連接的電阻恥CU)團中的/=0.8m,求命題憲團;考查理解能尢h推理能力反分析綜合能力錯解分析?。?)不善于逆間恩維,采取執(zhí)果索因的有敷途徑探尋解融思喲⑵實際運尊過程忽視了2的變化,將E代入”導致錯解’解題方法與技巧;TOC\o"1-5"\h\z由法拉第電盤!?應定律可求岀回路感應電幼^=—=5— ①A/Ai£由閉合電路歡姆走律可求出回路中電漩 1= ②由于安培力方向問左』應用左手定則可利斷出電流方冋為順時針方冋]由上往T看).\D再根據(jù)捋歡定律可知厳場増加,在,時磁感應強度為:S-(B+—t) ③A此時賓培方為FE%由愛力分析可知尸尸牌g由①②③④⑤式并代入數(shù)據(jù):r斗95$【例5](2001年上商卷)半徑為衛(wèi)的圓形區(qū)域內(nèi)有均勻晞場,瞌恿強度為5-02T,?場方向垂直紙面向里,半徑為"的金屬圓環(huán)與磁場同心地放墨,磁場與環(huán)面垂直,其中o=0.4m,了=0上金屬環(huán)上分別接有燈£hd兩燈的電阻均為丘=20,—金屬棒3??與金屬環(huán)接觸良好,棒與環(huán)的電陌均忽略不計若棒以vo=5ms的速率在環(huán)上向右勻速滑動,求棒滑過圓環(huán)直徑W的瞬時”如圉所示)倚中的電動勢槍克過燈L]的電澈撤去中間的卸I榛山乩將右面的半圖環(huán)6^0漢。。為軸向上瞬剜"若曲日煙場隨時間均勻喪化,M^1W)A5心ZT咼求丄】的功率*._-■匍信號1gciGZhoricwjlf100解析;(“棒滑過圓環(huán)直徑處-的瞬時…血中的電動勢P]=(£J):J?=L“XlGm微信號:gaozhori確定電源(GP]=(£J):J?=L“XlGm微信號:gaozhori確定電源(G/)迄微信號:gaozhonflE尸EZai-O.2X-0.SX5=O.3V等效電路如團(i>所示,流過燈4的電潦 yyIj=E\/K=0^2=0.4A ② 圖(17⑵撇去中間的金屬棒MV,將右面的半圓環(huán)如。以W為軸問上巒專半圓環(huán)仇O中產(chǎn)生愚應電動勢,相肖于電源,燈G為夕卜電路,等敢電路如團⑵所示』感應電動勢^2=A?△=05X兀出XA^△帆?匸】的珂率面內(nèi)部有垂直于導軌平面斜向上方的勻強磁場,碣感應強度為鳳在諭的討C端連接一個阻值為逛的電阻,一根馬量為啄垂直于導軌懸的金屬棒皿'從靜止幵始沿導軌下滑,朿此過稈中血棒的最大速度。已知血與導軌間的動摩攧因數(shù)為克,帥口金屬棒的電阻都不計。解析三血沿導軌下滑逋E中愛四亍力作用,即重力刑心支持力珂,摩播力斤和安培力F"如圖所示,曲由靜止開始下滑后』將是aTteTtjTt堞lT為増尢符所以這是個變加速過程*當加遠度癒時』亙速度即増到最大尸血此時吐楸b于平衡狀態(tài)7以后將帖匚勻速下涓曲下滑時因切害磁線』要產(chǎn)生感應電動勢,根據(jù)電竊感應定律: E=BLx①閉合電隊兀站中將產(chǎn)生感應電瀛根據(jù)閉合電踣歐腳定律:1=KR ②據(jù)右手是則可判定熙應電流方向為山C■站,再據(jù)左手定則劉斷它罔的安培力戸二方向如團示,耳丈小為匕FZLFZL取平行和垂旨導軌的兩個方向?qū)?chuàng)所曼的力曲亍正交分解,應有:JSj-w^coe& Fl盤井弊x夕宙0②③可得理==以皿力研究只揀,根據(jù)牛頓第二定律應有:wgsm-“^rigcosB2J?v wgsm-“^rigcosB2J?v -maVbZ|口pcaozhorgwull100 ^3*abtft]速度減小的孌期速運亦當Q0時速度達最大KL磋達到論時應有,卿四n 卿四n -ajn^cos夕 =0R由④式可鯉得m由④式可鯉得m=程£【sin6-/zcos^l/!注倉:<0電磁感應中的動態(tài)分析,是處理電磁感應i可題的關鍵,尊學會從動態(tài)分析的過程中來選擇是從動力學方面,還杲從鏈量i動重萬面來解決問題。(2)在分折運動導體的受力時,常畫出平面示意圖和物體受力團。二、電晞感應中的能重、動星冋趣無論罡使岡合回路的晞通蚩發(fā)生變化,還是梗團合回踣的S盼導體切割晞感線,都要消耗其它形式的能量+那L為回路中的電能。這個過翟不僅協(xié)現(xiàn)了能量的轉(zhuǎn)化,而且保持守恒,識包含電和船在內(nèi)的能重的輕化術時恒走律的普遍悝。分析問謳時,應當牢牢攔住能量守恒這一基本規(guī)律,分析淸S有哪些力做功,就可知道有哪些形式的能量茲與了相互捋匕如有摩扌勃做功'必然有內(nèi)能出現(xiàn),重力側(cè)九就可能有機端摻與靴,安培力做員功就將其它形式能韓化為電能,做正功將電制專化為其它鋼式的能」然后利用能量守恒列出方程求解。【例冇如凰所示,兩根間8防啲光滑金屬導軌I不計電阻力由一段圓弧部井與一段無限長的水平段制分組成$嶽水平段力口有豎直向下方向的勻強礙場j其磁感應強度為巧導札水平段上靜止放置一金屬棒喊,質(zhì)量為亦電陰為2?另一質(zhì)量為眄電阻為『的金屬棒口匚從圜弧段M赴由靜止釋放下滑至工處進入水平段,IS弧段一1盤:半徑為兄所對圓心
少?(2) ab棒能達到的最大速度是多大?(3) 曲樟由靜止到達最大速度過程中,系統(tǒng)所龍釋放的熱童是爹少?解析:⑴命特由靜止從昭滑下到?jīng)_的過程中,只有重力做嘰機械能守恒』所以到卻處速度可束,述而可求曲棒切割盅感纟犧寸產(chǎn)生的虧應電動勢和回豁中的感應電澆。曲棒由M下滑到X過瑾中,機橄自狩恒‘故育:噸R(1—CO560^}—―mv2 解得¥二極進入硝場區(qū)瞬間,回路中電-涼強度為 I=-.:.-2r+r 3r(R設血棒與加棒所瓷安培力的大小為齊安培力作用時間為耳曲棒在安培力作用F做減速運動'向棒在安培力作用下做加速運動」當兩棒速度達到相同速度『時,電路中電流為零,卻訪為飢皿達到最大速度$運用動雖守恒定律得 處=(2閔+m)vr解得VF=亍y[gR(3)系統(tǒng)籟放熱量應等于系統(tǒng)機械能減少量,故有三、綜合例析微信號:三、綜合例析微信號:Qcozhongv/u[IJ00(-)電磁感應中的“雙桿冋題電磁感應中“雙桿問題『'是學科內(nèi)部綜合的問題,渉及到電磁應、安培力”牛頓運動定律定理、動量守恒定律及KS守恒定律等*要求學生綜合上述知識#認識題目所給的物理情景,找出物理量之間的關系J因此是卡攏的一類問題,也是近幾年高考考察的熱點0考題回顧【例對⑺3年全國理綜卷〉如團所示鼻兩根平行的金屬導軌,固定在同一水平面上』磁匡應強度歩門応的.習世磁序與導軌所在平面垂埜尋利射電阻循仁可忽略F十:,導軌間的距萬Z20nu兩根質(zhì)雖均為旳miOkg的刊怡屬桿甲、乙可在導軌上無摩扌馳滑動』滑動過程中與辱軌保持垂直,毎根金屬桿的電阻為Jt=0.50Qo在Z時刻;兩桿都處于靜止狀態(tài)?,F(xiàn)有一與異軌平行、大小為0.20N恒力F作用于金厲桿甲上,使金屬桿在導軌上滑動。經(jīng)過Eg金屬桿甲的加速度為「1一3血已問此時兩金厲桿的速度各九務少?解折;設任一時刻f兩金屬桿甲、乙之間的距離対?口速度分別対E和耳』經(jīng)過很短的時間△&桿甲移動距高比桿乙移動距離叱△&回踣面積枚變曲紐第電磁感應諭」回路中徳應電棘一噲AS=[(茸_vaAr)4-v;ir]+z-fee=(1^-曲紐第電磁感應諭」回路中徳應電棘一噲£回路中的電流--桿甲的運動方程fm農(nóng)宙于作用于桿甲和桿乙的安培力總是大小相等,方問相反,所以兩桿的動重e=o時為yaozhon^wjlilOCj0)尊于外力F的沖重尸f二旳片十也叫上至尿I詁三亠總圧-w]「—才—尹&—T代入數(shù)將得叫=S.15m/s 巾二1於也々點評:題中慝應電動勢的計算也可嘆MS利用導俸切割述麟測產(chǎn)生的感應電動勢公式和右手定:貝悚給設甲、乙諫度分別為譏和vn兩桿切劃磁感^哇的感應電動勢分別為宙右手定!則知兩電動勢萬向相瓦故總電動勢^E=E-E-3l(v2-Vi).分折甲、乙兩桿的運動,還可以求出甲、乙兩桿的最夭速度開始時,金屬桿a->a甲在恒力尸作用廠做期速運動,回路中產(chǎn)生感應電流,金屬桿乙在安培力作用下也將做加速運動,但此時甲的期速度肯定大于乙的加速良因此甲、乙的速癢差將增大。根搗法拉第電磁感應這律,感應電,韶務增大』同時甲、乙兩桿所受安培力増大〉導致乙時噠宸増犬』甲的加速度減小。但只羹“帀“甲、乙的速度差就會繼續(xù)増大,所以當區(qū)乙兩桿的加速度相等時,速度差最尢口此后,甲、乙兩桿做加速度相等的勻加速直線運動。a->a設金屬桿甲、乙的共同加速度為①回蹈中感應電流晨大值抵對系統(tǒng)和乙桿弁別應用牛頓第二定律有;F=2nta*BLlsrma由閉合電路鎖歐姆定律育g風而E"L嘰由以上各式可解得合%=懸由以上各式可解得合%=懸—10mj.【例處咻年全趣耗閽中站皿如怦同-豎直平面內(nèi)懾屬科處在磁感應強度為8的勻強磁場中,盛場方向垂盲于導軌所在平面〈紙面〉向里°導軌的創(chuàng)執(zhí)段與色配段罡豎直的,距膏為心Ml段與於皿段也是豎亶的,距薦為I"”與擔旳為兩根用不可俾長的絕緣淫克相連的金屬細桿,JS量分列踰和側(cè)和%它們都垂直于導軌并芍導軌保持光漓接ih兩桿與導軌構(gòu)成的回路的總電阻為応尸為作用于金屬桿XU1上的豎直向上的恒加已知兩桿運囲闔示位置時,已勻速向上運動』求此時作用于兩桿的重力的切率的大小和回路電咀上的熱功率0解析;設桿向上的速度対丫』因桿的運動』兩桿與導軌構(gòu)成的回路的面積減少,從而磁通量也減少。由法拉第電血憋應定律"回路中的感應電動勢的大小①ETOC\o"1-5"\h\z叵路中的電流 /=- ②R電渣沿I廁時針方向。兩金厲桿都要登到安培力作用,惟用于桿砒i的安培力初A二叫】 ?方■向問上,作用于秤俱;的安培力溝 ―職」 ?方冋向下,當桿作勻速運動吋/根據(jù)牛頓第二定律有f- + =0帶信號:勺匚31iCjT'iCJ//jIHOO?解以上營式得F-(旳十戰(zhàn)解以上營式得F-(旳十戰(zhàn)作用干兩桿的重力的功率的丈小電阻上的熱功率由⑥⑦⑨⑨式,可得ODT面對爼雙稈打類問題進行分類例折1「雙桿"向相艮方向做勻速運動當兩桿分別冋相反方冋運訓
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