电磁综合问题.ppt

关于电磁综合问题例1、如图所示，长度L=0.4m的导体棒ab在拉力F的作用下以V=5.0m/s的速度沿水平光滑的导线框向右做匀速运动。线框放在磁感应强度B=0.1T的匀强磁场中。已知电阻R=0.4Ω，导体棒ab的电阻Rab=0.1Ω，线框的电阻不计。求：（1）图中哪部分相当于电源？等效电源的正极在哪？（2）感应电动势E等于多少？（3）ab两点间的电压U等于多少？（4）流过ab的电流为多少？回路的电功率为多少？（5）拉力F为多少？拉力的功率为多少？变式：如果在导体框的右侧再加一个电阻R，则上题中（2）、（3）（4）（5）问分别为多少？abR一、电磁感应中的电路问题第2页,共13页，星期六，2024年，5月例2。半径为a的圆形区域内有均匀磁场，磁感强度为B＝0.2T，磁场方向垂直纸面向里，半径为b的金属圆环与磁场同心地放置，磁场与环面垂直，其中a＝0.4m，b＝0.6m，金属环上分别接有灯L1、L2，两灯的电阻均为R0＝2Ω，一金属棒MN与金属环接触良好，棒与环的电阻均忽略不计（1）若棒以v0＝5m/s的速率在环上向右匀速滑动，求棒滑过圆环直径OO’的瞬时（如图所示）MN中的电动势和流过灯L1的电流。（2）撤去中间的金属棒MN将右面的半圆环OL2O’以OO’为轴向上翻转90o，若此时磁场随时间均匀变化，其变化率为ΔB/Δt＝（4/）T/s，求L1的功率。一、电磁感应中的电路问题第3页,共13页，星期六，2024年，5月例4.如图所示，以边长为L=50cm的正方形导线框，放置在B=0.40T的匀强磁场中。已知磁场方向与水平方向成37°角，线框电阻为R=0.10Ω，求线框绕其一边从水平方向转至竖直B方向的过程中通过导线横截面积的电量。?B一、电磁感应中的电路问题第4页,共13页，星期六，2024年，5月二、电磁感应中的力学问题例1：如图所示,水平放置的长直平行光滑导轨电阻可忽略,固定电阻R，金属杆ab放在导轨上，其质量m，杆的电阻r．平行轨道间距为L，整个装置处于竖直向下的匀强磁场B.（1）若电键断开，ab杆在F水平向右恒力作用下由静止开始沿导轨滑动，写出ab杆上产生的感应电动势e随时间变化的表达式．?（2）若电键闭合,ab杆在F水平向右恒力作用下由静止开始沿导轨滑动,试讨论：???①?ab杆的运动情况,并求ab杆的最大速度?②从静止到最大速度的过程中各力做功情况,能量转化情况?若此过程中电阻R产生的热量为Q,求杆滑行的距离和通过电阻R的电量？（3）当ab杆的速度达到10m/s时，立即闭合电键K，同时撤去外力，试讨论：①ab杆的运动情况？????②??电路中能量转化情况?求电阻r在以后的过程中产生多少焦耳热???第5页,共13页，星期六，2024年，5月二、电磁感应中的力学问题例2、如图，光滑的竖直平行导轨间距为20厘米，处在垂直纸面向外的磁感应强度B=0.2特的匀强磁场之中，金属棒ab跨放在导轨上，质量为20克，电阻为0.1欧，由静止开始下滑。已知电阻R=0.3欧，导轨电阻不计，空气阻力不计，g=10米/秒2。求:（1）当ab的加速度为5米/秒2时，ab的速度为多大？重力做功的瞬时功率为多大？电路中释放的瞬时电功率为多大？（2）ab下滑的最大速度为多大？此时ab两端的电势差为多大？（3）如果从静止开始到刚达到稳定状态为止，下滑的高度为200米，求此过程中产生的热量·························RabB第6页,共13页，星期六，2024年，5月例3、如图所示，质量为m、边长为l的正方形线框，从有界的匀强磁场上方由静止自由下落，线框电阻为R。匀强磁场的宽度为H。（l＜H），磁感强度为B，线框下落过程中ab边与磁场边界平行且沿水平方向。已知ab边刚进入磁场和刚穿出磁场时线框都作减速运动，加速度大小都是g/3。求（1）ab边刚进入磁场时与ab边刚出磁场时的速度大小；（2）cd边刚进入磁场时，线框的速度大小；（3）线框进入磁场的过程中，产生的热量。二、电磁感应中的力学问题HBcdab第7页,共13页，星期六，2024年，5月例4．根相距d＝0.20m的平行金属长导轨固定在同一水平面内，并处于竖直方向的匀强磁场中，磁场的磁感强度B=0.20T．导轨上面横放着两条金属细杆，构成矩形回路，每条金属细杆的电阻为r＝0.25Ω，回路中其余部分的电阻可不计．已知两金属细杆在平行于导轨的拉力的作用下沿导轨朝相反方向匀速平移，速度大小都是v＝5.0m/s，如图所示．不计导轨上的摩擦，求：