物理选修3-2-第四章电磁感应总结加习题全解

精品文档

感 断电自感

断开开关的瞬间,灯泡L1逐渐变暗,有时阻碍电流的减小 灯泡会闪亮一下,然后逐渐变暗 . (7)断电自感中的“闪”与“不闪”问题辨析 .

关于“断电自感中小灯泡在熄灭之前是否要闪亮一下”问题

解析

① 如图所示,电路闭合处于稳定状态时,线圈L和灯L并联,其电 流分别为I1和I2,方向都是从右到左。

K

② 在断开开关K瞬间,灯L中原来的从右到左的电流I1立即消失, 而由于线圈电流I2由于自感不能突变,故在开关K断开的瞬间 通过线圈L的电流应与断开前那瞬间的数值相同,都是为I2,方 向还是从右到左,由于线圈的自感只是“阻碍” I2的变小,不 是阻止I2变小,所以I2维持了一瞬间后开始逐渐减小,由于线圈 和灯构成闭合回路,所以在这段时间内灯L中有自左向右的电 流通过。

③ 如果原来I2>I1 ,则在灯L熄灭之前要闪亮一下;如果原来I2≤I1 ,则在灯L熄灭之前不会闪亮一下。

④ 原来的I1和I2哪一个大,要由线圈L的直流电阻R′ 和灯L的电阻R的大小来决定(分流原理)。如果R′≥R ,则I2≤I1 ;如果R′<R ,则I2>I1 .

随意编辑

I1 L

R L

I2

R′

精品文档

结论:在断电自感现象中,灯泡L要闪亮一下再熄灭必须满足线圈L的直流电阻R′小于灯L的电阻R 。

七、涡流现象及其应用 .

涡流现象: 定义 特点 在整块导体内部发生电磁感应而产生感应电流的现象. 电流在金属块内自成闭合回路,整块金属的电阻很小,涡流往往很强. (1)涡流热效应的应用:如电磁灶(即电磁炉)、高频感应炉等. 应用 (2)涡流磁效应的应用:如涡流制动、涡流金属探测器、安检门等. 电动机、变压器等设备中应防止铁芯中涡流过大而导致浪费能量,损坏电器。 防止 (1)途径一:增大铁芯材料的电阻率. (2)途径二:用相互绝缘的硅钢片叠成的铁芯代替整个硅钢铁芯,增大回路电阻,削弱涡流. 涡流现象的规律:导体的外周长越长,交变磁场的频率越高,涡流就越大。

专题一 电磁感应中的电路问题

【例1】 用电阻为18Ω的均匀导线弯成图中直径D=0.80m的封闭金属圆环,环上AB弧所对圆心角为60°。将圆环垂直于磁感线方向固定在磁感应强度B=0.50T的匀强磁场中,磁场方向垂直于纸面向里。一根每米电阻为1.25Ω的直导线PQ,沿圆环平面向左以3.0m/s的速度匀速滑行(速度方向与PQ垂直),滑行中直导线与圆环紧密接触(忽略接触处电阻),当它通过环上AB位置时,求:

(1)直导线AB段产生的感应电动势,并指明该段直导线中电流的方向. (2)此时圆环上发热损耗的电功率.

随意编辑

精品文档

专题二:电磁感应图像问题

【例2】如图,一个边长为l的正方形虚线框内有垂直于纸面向里的匀强磁场; 一个边长也为l的正方形导线框所在平面与磁场方向垂直;虚线框对角线ab与导线框的一条边垂直,ba的延长线平分导线框。在t=0时,

a b 使导线框从图示位置开始以恒定速度沿ab方向移动,直到整个导线框离开磁场区域。以i表示导线框中感应电流的强度,取逆时针方向为正。下列表示i-t关系的选项中,可能正确的是( )

【例3】矩形导线框abcd固定在匀强磁场中,磁感线的方向与导线框所在平面垂直,规定磁场的正方向垂直纸面向里,磁感应强度B随时间变化的规律如图所示。若规定顺时针方向为感应电流I的正方向,下列选项中正确的是( ) 三、警惕

F-t图象.

电磁感应图象中,当属F-t图象最为复杂,因为分析安培力大小时,利用的公式比较多(F=BIL,

I?E??,E?BLv?);分析安培力方向时利用的判定规则也较多(右手定则、楞次定律和左手定则)。 R?t匀强磁场中,在外力控制下

【例4】矩形导线框abcd放在

随意编辑

精品文档

处于静止状态,如图甲所示,磁感线方向与导线框所在平面垂直,磁感应强度B随时间变化的图象如图乙所示。t=0时刻,磁感应强度的方向垂直导线框平面向里,在0~4s时间内,导线框ad边所受安培力随时间变化的图象(规定向左为安培力的正方向)可能是( )

专题三:电磁感应中的力学问题

一、处理电磁感应中的力学问题的思路 ——先电后力。

1、先作“源”的分析 ——分离出电路中由电磁感应所产生的电源,求出电源参数E和r ;

2、再进行“路”的分析 ——画出必要的电路图(等效电路图),分析电路结构,弄清串并联关系,求

出相关部分的电流大小,以便安培力的求解。

3、然后是“力”的分析 ——画出必要的受力分析图,分析力学所研究对象(常见的是金属杆、导体线

圈等)的受力情况,尤其注意其所受的安培力。

4、接着进行“运动”状态分析 ——根据力和运动的关系,判断出正确的运动模型。

5、最后运用物理规律列方程并求解 ——注意加速度a=0时,速度v达到最大值的特点。导体受力运

动产生感应电动势→感应电流→通电导体受安培力→合外力变化→加速度变化→速度变化→周而复始地循环,循环结束时,加速度等于零,导体达到稳定运动状态,抓住a=0,速度v达最大值这一特点。

随意编辑

精品文档

二、分析和运算过程中常用的几个公式:

1、关键是明确两大类对象(电学对象,力学对象)及其互相制约的关系.

ΔΦnBΔS1?B 电学对象:内电路 (电源 E = n或E= ,E =n?S) E = Blυ 、 E = Bl2ω .

ΔtΔt2?t全电路 E=I(R+r)

力学对象:受力分析:是否要考虑F安?BIL .

运动分析:研究对象做什么运动 .

2、可推出电量计算式 q?I?t?E???t?n . RR【例5】如图所示,足够长的光滑平行金属导轨cd和ef ,水平放置且相距L,在其左端各固定一个半径为r的四分之三金属光滑圆环,两圆环面平行且竖直。在水平导轨和圆环上各有一根与导轨垂直的金属杆,两金属杆与水平导轨、金属圆环形成闭合回路,两金属杆质

e量均为m,电阻均为R,其余电阻不计。整个装置放在磁感应强

Bafr度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中。当用水平向右的恒力

cbFdF=3mg拉细杆a,达到匀速运动时,杆b恰好静止在圆环上

某处,试求:

(1)杆a做匀速运动时,回路中的感应电流; (2)杆a做匀速运动时的速度;

(3)杆b静止的位置距圆环最低点的高度。

随意编辑

联系客服:779662525#qq.com(#替换为@) 苏ICP备20003344号-4