高三第一轮复习电磁感应复习教案(2)

释放后ab保持水平而下滑。试求ab下滑的最大速度vm

【例3】 如图所示，U形导线框固定在水平面上，右端放有质

量为m的金属棒ab，ab与导轨间的动摩擦因数为μ，它们围成的矩

形边长分别为L1、L2，回路的总电阻为R。从t=0时刻起，在竖直向

上方向加一个随时间均匀变化的匀强磁场B=kt，（k>0）那么在t为

多大时，金属棒开始移动？ t

解：由E = kL1L2可知，回路中感应电动势是恒定的，电流大小也是恒定的，但由

于安培力F=BIL∝B=kt∝t，随时间的增大，安培力将随之增大。当安培力增大到等于最大静摩擦力时，ab将开始向左移动。这时有：kt L1 kL1L2 mg,t mgR 2Rk2L1L2

【例4】如图所示，水平面上固定有平行导轨，磁感应强度为

B的匀强磁场方向竖直向下。同种合金做的导体棒ab、cd横截面积之比为2∶1，长度和导轨的宽均为L，ab的质量为m ，电阻为

r，开始时ab、cd都垂直于导轨静止，不计摩擦。给ab一个向右

的瞬时冲量I，在以后的运动中，cd的最大速度vm、最大加速度am、产生的电热各是多少？

解：给ab冲量后，ab获得速度向右运动，回路中产生感应电流，cd受安培力作用而加速，ab受安培力而减速；当两者速度相等时，都开始做匀速运动。所以开始时cd的加速度最大，最终cd的速度最大。全过程系统动能的损失都转化为电能，电能又转化为内能。由

2于ab、cd横截面积之比为2∶1，所以电阻之比为1∶2，根据Q=IRt∝R，所以cd上产生

的电热应该是回路中产生的全部电热的2/3。又根据已知得ab的初速度为v1=I/m，因此有：

2B2L2IEF ，解得。最后的共同速度为vm=2I/3m，am E BLv1,I ,F BLI,am 2r 2rm/23mr

2 2系统动能损失为ΔEK=I/ 6m，其中cd上产生电热Q=I/ 9m

【例5】如图所示，空间存在垂直于纸面的均匀磁场，在半径

为a的圆形区域内部及外部，磁场方向相反，磁感应强度的大小均

为B。一半径为b，电阻为R的圆形导线环放置在纸面内，其圆心

与圆形区域的中心重合。当内、外磁场同时由B均匀地减小到零的

过程中，通过导线截面的电量q ____________。

1 B (b2 2a2)， 2 0，

2 1 2 2a2， 2 2a2 由q ，q RR

【例6】如图所示是一种测量通电螺线管中磁场的装置，把一个很小的测量线圈A放在待测处，线圈与测量电量的冲击电流计G串联，当用双刀双掷开关S使螺线管的电流反向时，测量线圈中就产生感应电动势，从而引起电荷的迁移，由表G测出电量Q，就可以算出线圈所在处的磁感应强度B。已知测量线圈共有N匝，直径为d，它和表G串联电路的总电阻为R，则被测处的磁感强度B为多大？

解析：当双刀双掷开关S使螺线管的电流反向时，测量线圈中就产生感应电动势，根据法拉

2B (d/2)2

N第电磁感应定律可得：E N t t

QE tR

2QR由上述二式可得：B .Nd2由欧姆定律得：I

四、自感现象

1、 自感——由于导体本身的电流变化而产生的电磁感应现象叫自感现象。 产生的

电动势叫自感电动势。电流I变化时，自感电动势阻碍电流的变化（当I增加，

自感电动势反抗I的增加，当I减小，自感电动势补充I的减小）

2、 原因——导体本身的电流变化，引起磁通量的变化

3、自感电动势和自感系数E L I t

①反映电流变化的快慢

②自感系数L决定于线圈的自身（长度、截面积、匝数、铁芯）

③自感电动势由L和I的变化率共同决定

④单位：亨利 1H＝103 mH 1mH＝10 3μH

自感现象只有在通过电路电流发生变化才会产生．在判断电路性质时，一般分析方法是：当流过线圈L的电流突然增大瞬间，我们可以

把L看成一个阻值很大的电阻；当流经L的电

流突然减小的瞬间，我们可以把L看作一个电

源，它提供一个跟原电流同向的电流．

图2电路中，当S断开时，我们只看到A

灯闪亮了一下后熄灭，那么S断开时图1电路

中就没有自感电流？能否看到明显的自感现象，不仅仅取决于自感电动势的大小，还取决于电路的结构．在图2电路中，我们预先在电路设计时取线圈的阻值远小于灯A的阻值，使S断开前，并联电路中的电流IL>>IR ，S断开瞬间，虽然L中电流在减小，但这一电流全部流过A灯，仍比S断开前A灯的电流大得多，且延滞了一段时间，所以我们看到A灯闪亮一下后熄灭，对图1的电路，S断开瞬间也有自感电流，但它比断开前流过两灯的电流还小，就不会出现闪亮一下的现象．

除线圈外，电路的其它部分是否存在自感现象？

当电路中的电流发生变化时，电路中每一个组成部分，甚至连导线，都会产生自感电动势去阻碍电流的变化，只不过是线圈中产生的自感电动势比较大，其它部分产生的自感电动势非常小而已。

2、自感现象的应用——日光灯

（1）启动器：利用氖管的辉光放电，起自动把电路接通和断开的作用

（2）镇流器：在日光灯点燃时，利用自感现象，产生瞬时高压，在日光灯正常发光时，，利用自感现象，起降压限流作用。

3、日光灯的工作原理图如下：

图中A镇流器，其作用是在灯开始点燃时起产生瞬时高压的作

用；在日光灯正常发光时起起降压限流作用．B是日光灯管，它的

内壁涂有一层荧光粉，使其发出的光为柔和的白光；C

是启动器，

它是一个充有氖气的小玻璃泡，里面装上两个电极，一个固定不动的静触片和一个用双金属片制成的U形触片组成．

【例7】如图所示的电路中，A1和A2是完全相同的灯泡，线圈L的电阻可以忽略不计，下列说法中正确的是（ ）

A．合上开关S接通电路时，A2先亮A1后亮，最后一样亮

B．合上开关S接通电路时，A1和A2始终一样亮

C．断开开关S切断电路时，A2立即熄灭，A1过一会熄灭

D．断开开关S切断电路时，A1和A2都要过一会才熄灭 A、D

第2课

一、电路问题

1、确定电源：首先判断产生电磁感应现象的那一部分导体（电源），其次利用E n 电磁感应与电路规律的综合应用

t

或E BLvsin 求感应电动势的大小，利用右手定则或楞次定律判断电流方向。

2、分析电路结构，画等效电路图

3、利用电路规律求解，主要有欧姆定律，串并联规律等

二、图象问题

1、定性或定量地表示出所研究问题的函数关系

2、在图象中E、I、B等物理量的方向是通过正负值来反映

3、画图象时要注意横、纵坐标的单位长度定义或表达

【例1】匀强磁场磁感应强度 B=0.2 T，磁场宽度L=3rn，

一正方形金属框边长ab=l=1m，每边电阻r=0.2Ω，金属框以

v=10m/s的速度匀速穿过磁场区，其平面始终保持与磁感线方向垂直，如图所示，求：

（1）画出金属框穿过磁场区的过程中，金属框内感应电流的I-t图线

（2）画出ab两端电压的U-t图线

解析：线框进人磁场区时E1=B l v=2 V，I1 E1=2.5 A 4r

l=0.1 s v方向沿逆时针，如图（1）实线abcd所示，感电流持续的时间t1=

线框在磁场中运动时：E2=0，I2=0

无电流的持续时间：t2=L l=0.2 s， v

线框穿出磁场区时：E3= B l v=2 V，I3 E3=2.5 A 4r图（1）

此电流的方向为顺时针，如图（1）虚线abcd所示，

规定电流方向逆时针为正，得I-t图线如图（2）所示

（2）线框进 …… 此处隐藏：2681字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……