20xx年高中物理第十部分電磁感應(yīng)競(jìng)賽講座講稿新人教版-文庫(kù)吧資料
2025-03-15 03:44本頁(yè)面
【正文】 我們用戴維南定理解圖1016中的電流I ，最后 UMN = Ir1 －ε1 = = …【答案】UMN = kR2（arctg2 － ）。）【例題6】如圖1015所示，均勻?qū)w做成的半徑為R的Φ形環(huán)，內(nèi)套半徑為R/2的無(wú)限長(zhǎng)螺線(xiàn)管，其內(nèi)部的均勻磁場(chǎng)隨時(shí)間正比例地增大，B = kt ，試求導(dǎo)體環(huán)直徑兩端M、N的電勢(shì)差UMN 。我們這里分兩種情形歸納——如果發(fā)電是“動(dòng)生”的，內(nèi)電路就是（切割）運(yùn)動(dòng)部分；如果發(fā)電是“感生”的，內(nèi)、外電路很難分清，需要具體問(wèn)題具體分析，并適當(dāng)運(yùn)用等效思想。關(guān)于感應(yīng)電路的電流、能量和電量的計(jì)算，可以借助《穩(wěn)恒電流》一章中閉合電路歐姆定律的知識(shí)。arctg【答】εa = 0 ；εb = ；εa = arctg 。求長(zhǎng)為L(zhǎng)的直導(dǎo)體在圖1014中a、b、c三個(gè)位置的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小分別是多少？ 【解】在本題中，由于沒(méi)有考查（以渦旋中心為圓心的）環(huán)形回路或弧形回路，所以需要用上面的“推論”解決問(wèn)題。注意，針對(duì)（圓心在磁場(chǎng)變化中心的）非弧形導(dǎo)體，用U = Ed行不通（啟用ε= 數(shù)學(xué)工具又不到位），但上面的“推論”則是可以照樣使用的?！纪普摽偨Y(jié)〗我們不難發(fā)現(xiàn)，UCD = （扇形OCD的面積）, UEF = （扇形OGH的面積）?！紖⒖冀獯稹揭?yàn)樵诨【€(xiàn)上的場(chǎng)強(qiáng)都是大小恒定的，故可用U = E當(dāng)然，在啟用高等數(shù)學(xué)工具后，是可以的出結(jié)論的，而且得出的結(jié)論和“特殊回路”的結(jié)論相同。感生電場(chǎng)強(qiáng)度的大小規(guī)律可以用圖1012表達(dá)。（2）外部情形求解。根據(jù)E = 知，回路上各處的電場(chǎng)強(qiáng)度應(yīng)相等（只不過(guò)電場(chǎng)線(xiàn)是曲線(xiàn)，而且是閉合的）。設(shè)想一個(gè)以“中心”為圓心且垂直B線(xiàn)的圓形回路，半徑為r ，根據(jù)運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性，B線(xiàn)的會(huì)聚運(yùn)動(dòng)和導(dǎo)體向外“切割”B線(xiàn)是一樣的。在將B值增加等效為B線(xiàn)向“中心”會(huì)聚（運(yùn)動(dòng)）、B值減小等效為B線(xiàn)背離“中心”擴(kuò)散（運(yùn)動(dòng)）。設(shè)內(nèi)部= k ，試求解管內(nèi)、外部空間的感生電場(chǎng)。但是，具有相對(duì)渦旋中心的軸對(duì)稱(chēng)性，根據(jù)這種對(duì)稱(chēng)性解體則可以是問(wèn)題簡(jiǎn)化。感生電動(dòng)勢(shì)的求法感生電動(dòng)勢(shì)的嚴(yán)謹(jǐn)求法是求法拉第電磁感應(yīng)定律的微分方程（*即= －）。概念與意義根據(jù)麥克斯韋電磁場(chǎng)的理論，變化的磁場(chǎng)激發(fā)（渦旋）電場(chǎng)。因此，我們還是將兩種情形加以區(qū)別，前一種叫動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)，后一種叫感生電動(dòng)勢(shì)。對(duì)于這兩種情形，法拉第電磁感應(yīng)定律都能夠求出（整個(gè)回路的）感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大?。ㄇ耙环N情形甚至還可以從洛侖茲力的角度解釋?zhuān)?。）【答案】? BωL2sin2θ ?！窘庹f(shuō)】略?！纠}4】一根長(zhǎng)為導(dǎo)體兩端形成固定電勢(shì)差后，導(dǎo)體內(nèi)部將形成電場(chǎng)，且自由電子不在移動(dòng)，此時(shí)，對(duì)于不在定向移動(dòng)的電子而言，洛侖茲力f和電場(chǎng)力F平衡，即F = f 即 qE = qvB而導(dǎo)體內(nèi)部可以看成勻強(qiáng)電場(chǎng)，即 = E所以ε= BLv當(dāng)導(dǎo)體有轉(zhuǎn)動(dòng)，或B、L、v并不兩兩垂直時(shí)，我們可以分以下四種情況討論（結(jié)論推導(dǎo)時(shí)建議使用法拉第電磁感應(yīng)定律）——①直導(dǎo)體平動(dòng)，L⊥B ，L⊥v ，但v與B夾α角（如圖105所示），則ε= BLvsinα；②直導(dǎo)體平動(dòng)，v⊥B ，L⊥B ，但v與L夾β角（如圖106所示），則ε= BLvsinβ；推論：彎曲導(dǎo)體平動(dòng)，端點(diǎn)始末連線(xiàn)為L(zhǎng) ，v⊥B ，L⊥B ，但v與L夾γ角（如圖107所示），則ε= BLvsinγ；③直導(dǎo)
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