高二物理電磁感應(yīng)的案例分析-全文預(yù)覽
【正文】 三邊均為電阻可忽略的銅線．磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B，方向垂直紙面向里．現(xiàn)有一段與 ab邊的材料、粗細(xì)、長度均相同的電阻絲 PQ架在導(dǎo)線框上， 電磁感應(yīng)中的電路問題 例 3 如圖 1 － 4 － 5 所示， PQ 以恒定的速度 v 從 ad邊滑向 bc 邊，當(dāng)滑過13l 的距離時(shí)，通過 aP 段電阻絲的電流大小是多少？方向如何？ 圖 1－ 4－ 5 【精講精析】 PQ 向右滑動時(shí)，切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的大小為 E ＝ Bl v ，方向由 Q 指向 P .因此，可以把PQ 作為電源，其內(nèi)阻為 R ，此時(shí)外電路由 Pa與 Pb 兩部分并聯(lián)而成．當(dāng)滑過13l 時(shí)的等效電路如圖 1 － 4 － 6 所示． 圖 1－ 4－ 6 外電路的總電阻為 R 外 ＝13R L I 感 ＝ 0 . 8 1 . 6 W ＝ 1 . 2 8 W . 由于外力大小等于安培力，故外力功率 P 外 ＝ F安 v ＝ BI 感 23R13R ＋23R＝29R 電路中的總電流為 I ＝Bl vR ＋29R＝9 Bl v11 R 由并聯(lián)電路電流分配關(guān)系可得通過 aP 段的電流大小為 IaP＝23I ＝6 Bl v11 R，方向由 P 流向 a . 【 方法總結(jié) 】 解決電磁感應(yīng)中的電路問題的關(guān)鍵是明確以下問題： (1)切割磁感線的導(dǎo)體或磁通量發(fā)生變化的回路相當(dāng)于電源部分 ， 若有電阻則為內(nèi)電阻 ． (2)明確電路的結(jié)構(gòu)，畫出等效電路圖，利用閉合電路歐姆定律進(jìn)行計(jì)算． 【答案】 I aP ＝ 6 Bl v11 R ，方向由 P 流向 a (2020年濟(jì)南高二檢測 )如圖 1－ 4－ 7所示，固定的水平光滑金屬導(dǎo)軌，間距為 L，左端接有阻值為 R的電阻，處在方向豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B的勻強(qiáng)磁場中，質(zhì)量為 m的導(dǎo)體棒與固定彈簧相連，放在導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌與導(dǎo)體棒的電阻均可忽略，初始時(shí)刻，彈簧恰處于自然長度，導(dǎo)體棒具有水平向右的初速度 ，導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直并保持良好的接觸． 電磁感應(yīng)中的能量問題 例 4 圖 1－ 4－ 7 (1)求初始時(shí)刻導(dǎo)體棒受到的安培力． (2)若導(dǎo)體棒從初始時(shí)刻到速度第一次為零時(shí)，彈簧的彈性勢能為 Ep，則這一過程中安培力所做的功 W1和電阻 R上產(chǎn)生的焦耳熱 Q1分別是多少？ (3)導(dǎo)體棒往復(fù)運(yùn)動，最終將靜止于何處？從導(dǎo)體棒開始運(yùn)動直到最終靜止的過程中，電阻 R上產(chǎn)生的焦耳熱 Q為多少？ 【 思路點(diǎn)撥 】 在整個過程中，彈力和安培力都是變力，不能直接用公式 W＝ Fs求解，用能的轉(zhuǎn)化和守恒關(guān)系求解比較方便
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