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1、一一.法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律1. 引起某一回路磁通量引起某一回路磁通量变变化的化的缘缘由由 1 磁感磁感强强度的度的变变化化 2 线线圈面圈面积积的的变变化化 3 线线圈平面与磁圈平面与磁场场方向方向夹夹角的角的变变化化2. 电电磁感磁感应应景象中能的景象中能的转转化化 电电磁感磁感应应景象中，抑制安培力做功，其它方式的能景象中，抑制安培力做功，其它方式的能 转转化化为电为电能。能。3. 法拉第法拉第电电磁感磁感应应定律：定律：1决决议感感应电动势大小要素：穿大小要素：穿过这个个闭合合电路中路中的磁通量的的磁通量的变化快慢即磁通量的化快慢即磁通量的变化率化率2留意区分磁通量，磁通
2、量的留意区分磁通量，磁通量的变化量，磁通量的化量，磁通量的变化率的不同化率的不同 磁通量，磁通量， 磁通量的磁通量的变变化量，化量， /t= 2 - 1 / t -磁通量的磁通量的变变化率化率常常 见 单棒棒 模模 型型3定定律律内内容容：感感应应电电动动势势大大小小与与穿穿过过这这一一电电路路磁磁通量的变化率成正比。通量的变化率成正比。4感感应电动势大小的大小的计算式：算式： 5几种几种题型型 线线圈面圈面积积S不不变变，磁感，磁感应应强强度均匀度均匀变变化：化：磁感磁感强强度度B不不变变，线线圈面圈面积积均匀均匀变变化：化：B、S均不均不变变，线线圈圈绕过线绕过线圈平面内的某一圈平面内的某
3、一轴转动时轴转动时 常常 见 单棒棒 模模 型型二二. 导导体体(相相当当于于电电源源切切割割磁磁感感线线时时产产生生感感应电动势大小的计算：应电动势大小的计算：1. 公式：公式：2. 假假设导设导体在磁体在磁场场中中绕绕着着导导体上的某一点体上的某一点转动时转动时，常常 见 单棒棒 模模 型型电动式式发电式式阻尼式阻尼式v0v0F F运运动特点特点最最终特征特征a a逐逐逐逐渐渐渐渐减小减小减小减小的减速运的减速运的减速运的减速运动动动动静止静止静止静止a a逐逐逐逐渐渐渐渐减小减小减小减小的加速运的加速运的加速运的加速运动动动动匀速匀速匀速匀速a a逐逐逐逐渐渐渐渐减小减小减小减小的加速运
4、的加速运的加速运的加速运动动动动匀速匀速匀速匀速根本模型根本模型I=0 (I=0 (或恒定或恒定或恒定或恒定) )I I 恒定恒定恒定恒定I=0I=0常见单棒问题模型常常 见 单棒棒 模模 型型放放电式式a a逐逐逐逐渐渐渐渐减小减小减小减小的加速运的加速运的加速运的加速运动动动动匀速匀速匀速匀速无外力无外力充充电式式a a逐逐逐逐渐渐渐渐减小减小减小减小的加速运的加速运的加速运的加速运动动动动匀速匀速匀速匀速阻尼式单棒1 1电电电电路特点路特点路特点路特点导导体棒相当于体棒相当于体棒相当于体棒相当于电电源。源。源。源。2 2安培力的特点安培力的特点安培力的特点安培力的特点安培力安培力安培力安
5、培力为为阻力，并随速阻力，并随速阻力，并随速阻力，并随速度减小而减小。度减小而减小。度减小而减小。度减小而减小。3 3加速度特点加速度特点加速度特点加速度特点加速度随速度减小而减小加速度随速度减小而减小加速度随速度减小而减小加速度随速度减小而减小v vt tO Ov0v04 4运运运运动动动动特点特点特点特点a a减小的减速运减小的减速运减小的减速运减小的减速运动动动动5 5最最最最终终终终形状形状形状形状静止静止静止静止常常 见 单棒棒 模模 型型 阻阻尼尼式式练习：AB杆受一冲量作用后以初速度 v0=4m/s，沿程度面内的固定轨道运动，经一段时间后而停顿。AB的质量为m=5g，导轨宽为L=
6、0.4m，电阻为R=2，其他的电阻不计，磁感强度B=0.5T，棒和导轨间的动摩擦因数为=0.4，测得杆从运动到停顿的过程中经过导线的电量q=102C，求：上述过程中 (g取10m/s2)(1)AB杆运动的间隔；(2)AB杆运动的时间；(3)当杆速度为2m/s时其加速度为多大？发电式单棒1 1电电电电路特点路特点路特点路特点导导体棒相当于体棒相当于体棒相当于体棒相当于电电源，当速度源，当速度源，当速度源，当速度为为v v时时，电动势电动势E EBlvBlv2 2安培力的特点安培力的特点安培力的特点安培力的特点安培力安培力安培力安培力为为阻力，并随速度增大而增大阻力，并随速度增大而增大阻力，并随速
7、度增大而增大阻力，并随速度增大而增大3 3加速度特点加速度特点加速度特点加速度特点加速度随速度增大而减小加速度随速度增大而减小加速度随速度增大而减小加速度随速度增大而减小4 4运运运运动动动动特点特点特点特点a a减小的加速运减小的加速运减小的加速运减小的加速运动动动动t tv vO Ov vmm常常 见 单棒棒 模模 型型 发电式式5 5最最最最终终终终特征特征特征特征匀速运匀速运匀速运匀速运动动6 6两个极两个极两个极两个极值值值值(1) v=0(1) v=0时时时时, ,有最大加速度：有最大加速度：有最大加速度：有最大加速度：(2) a=0(2) a=0时时时时, ,有最大速度：有最大速
8、度：有最大速度：有最大速度：发电式单棒常常 见 单棒棒 模模 型型 发电式式7 7稳稳稳稳定后的能量定后的能量定后的能量定后的能量转转转转化化化化规规规规律律律律8 8起起起起动过动过动过动过程中的三个程中的三个程中的三个程中的三个规规规规律律律律(1)(1)动动动动量关系：量关系：量关系：量关系：(2)(2)能量关系：能量关系：能量关系：能量关系：(3)(3)瞬瞬瞬瞬时时时时加速度：加速度：加速度：加速度：发电式单棒常常 见 单棒棒 模模 型型 发电式式9 9几种几种几种几种变变变变化化化化(3)(3)拉力拉力拉力拉力变变变变化化化化(4) (4) 导轨导轨导轨导轨面面面面变变变变化化化化
9、竖竖竖竖直或直或直或直或倾倾倾倾斜斜斜斜 (1) (1) 电电电电路路路路变变变变化化化化(2)(2)磁磁磁磁场场场场方向方向方向方向变变变变化化化化 F加沿斜面恒力加沿斜面恒力加沿斜面恒力加沿斜面恒力经过经过定滑定滑定滑定滑轮轮挂挂挂挂一重物一重物一重物一重物 F F B BF假假假假设设匀加速拉杆匀加速拉杆匀加速拉杆匀加速拉杆那么那么那么那么F F大小恒定大小恒定大小恒定大小恒定吗吗？加一开关加一开关加一开关加一开关发电式单棒常常 见 单棒棒 模模 型型 发电式式电动式单棒1 1电电电电路特点路特点路特点路特点导导体体体体为电动边为电动边，运，运，运，运动动后后后后产产生反生反生反生反电动
10、势电动势等效于等效于等效于等效于电电机。机。机。机。2 2安培力的特点安培力的特点安培力的特点安培力的特点安培力安培力安培力安培力为为运运运运动动动动力，并随速度减小而减小。力，并随速度减小而减小。力，并随速度减小而减小。力，并随速度减小而减小。3 3加速度特点加速度特点加速度特点加速度特点加速度随速度增大而减小加速度随速度增大而减小加速度随速度增大而减小加速度随速度增大而减小4 4运运运运动动动动特点特点特点特点a a减小的加速运减小的加速运减小的加速运减小的加速运动动动动 t tv vO Ov vmm常常 见 单棒棒 模模 型型 电动式式5 5最最最最终终终终特征特征特征特征匀速运匀速运匀
11、速运匀速运动动 6 6两个极两个极两个极两个极值值值值(1)(1)最大加速度：最大加速度：最大加速度：最大加速度：(2)(2)最大速度：最大速度：最大速度：最大速度：v=0v=0时时时时,E,E反反反反=0,=0,电电电电流、加速度最大流、加速度最大流、加速度最大流、加速度最大稳稳定定定定时时，速度最大，速度最大，速度最大，速度最大，电电流最小流最小流最小流最小电动式单棒常常 见 单棒棒 模模 型型 电动式式 7 7稳稳稳稳定后的能量定后的能量定后的能量定后的能量转转转转化化化化规规规规律律律律8 8起起起起动过动过动过动过程中的三个程中的三个程中的三个程中的三个规规规规律律律律(1)(1)动
12、动动动量关系：量关系：量关系：量关系：(2)(2)能量关系：能量关系：能量关系：能量关系：(3)(3)瞬瞬瞬瞬时时时时加速度：加速度：加速度：加速度：电动式单棒常常 见 单棒棒 模模 型型 电动式式9 9几种几种几种几种变变变变化化化化(1)(1)导轨导轨导轨导轨不光滑不光滑不光滑不光滑(2)(2)倾倾倾倾斜斜斜斜导轨导轨导轨导轨 (3) (3) 有初速度有初速度有初速度有初速度(4)(4)磁磁磁磁场场场场方向方向方向方向变变变变化化化化v0v0 B B电动式单棒练习：如下图，程度放置的足够长平行导轨MN、PQ的间距为L=0.1m，电源的电动势E10V，内阻r=0.1，金属杆EF的质量为m=1
13、kg，其有效电阻为R=0.4，其与导轨间的动摩擦要素为0.1，整个安装处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B1T，如今闭合开关，求：1闭合开关瞬间，金属杆的加速度；2金属杆所能到达的最大速度；3当其速度为v=20m/s时杆的加速度为多大？忽略其它一切电阻，g=10m/s2 电容放电式：1 1电电电电路特点路特点路特点路特点电电容器放容器放容器放容器放电电，相当于，相当于，相当于，相当于电电源；源；源；源；导导体棒受安培力而运体棒受安培力而运体棒受安培力而运体棒受安培力而运动动。2 2电电电电流的特点流的特点流的特点流的特点电电容器放容器放容器放容器放电时电时，导导体棒在安培力作用下开体棒在安培
14、力作用下开体棒在安培力作用下开体棒在安培力作用下开场场运运运运动动，同，同，同，同时产时产生妨碍放生妨碍放生妨碍放生妨碍放电电的反的反的反的反电动势电动势，导导致致致致电电流流流流减小，直至减小，直至减小，直至减小，直至电电流流流流为为零，此零，此零，此零，此时时UC=BlvUC=Blv3 3运运运运动动动动特点特点特点特点a a渐渐渐渐小的加速运小的加速运小的加速运小的加速运动动动动，最，最，最，最终终终终做匀做匀做匀做匀速运速运速运速运动动动动。4 4最最最最终终终终特征特征特征特征但此但此但此但此时电时电容器容器容器容器带电带电量不量不量不量不为为零零零零t tv vO Ov vmm匀速
15、运匀速运匀速运匀速运动动常常 见 单棒棒 模模 型型 放放电式式电容放电式：5 5最大速度最大速度最大速度最大速度vmvm电电容器充容器充容器充容器充电电量：量：量：量：v vt tO Ov vmm放放放放电终电终了了了了时电时电量：量：量：量：电电容器放容器放容器放容器放电电电电量：量：量：量：对对杆运用杆运用杆运用杆运用动动量定理：量定理：量定理：量定理：常常 见 单棒棒 模模 型型 放放电式式电容放电式：6 6达最大速度达最大速度达最大速度达最大速度过过过过程中的两个关系程中的两个关系程中的两个关系程中的两个关系安培力安培力安培力安培力对导对导体棒的冲量：体棒的冲量：体棒的冲量：体棒的冲
16、量：安培力安培力安培力安培力对导对导体棒做的功：体棒做的功：体棒做的功：体棒做的功：易易错点：以点：以为电容器最容器最终带电量量为零零常常 见 单棒棒 模模 型型 放放电式式电容放电式：7 7几种几种几种几种变变变变化化化化(1)(1)导轨导轨导轨导轨不光滑不光滑不光滑不光滑(2)(2)光滑但磁光滑但磁光滑但磁光滑但磁场场场场与与与与导轨导轨导轨导轨不垂直不垂直不垂直不垂直常常 见 单棒棒 模模 型型 放放电式式电容无外力充电式1 1电电电电路特点路特点路特点路特点导导体棒相当于体棒相当于体棒相当于体棒相当于电电源源源源; ;电电容器被充容器被充容器被充容器被充电电. .2 2电电电电流的特点
17、流的特点流的特点流的特点3 3运运运运动动动动特点特点特点特点a a渐渐渐渐小的减速运小的减速运小的减速运小的减速运动动动动，最，最，最，最终终终终做匀做匀做匀做匀速运速运速运速运动动动动。4 4最最最最终终终终特征特征特征特征但此但此但此但此时电时电容器容器容器容器带电带电量不量不量不量不为为零零零零匀速运匀速运匀速运匀速运动动v0v0v vO Ot tv v导导体棒相当于体棒相当于体棒相当于体棒相当于电电源源源源; ;电电容器被充容器被充容器被充容器被充电电。F F安安安安为为为为阻力，阻力，阻力，阻力，当当当当Blv=UCBlv=UC时时，I=0I=0， F F安安安安=0=0，棒匀速运，棒匀速运，棒匀速运，棒匀速运动动。棒减速棒减速棒减速棒减速, , E E减小减小减小减小UCUC渐渐渐渐大，妨碍大，妨碍大，妨碍大，妨碍电电电电流流流流I I感感感感渐渐渐渐小小小小有有有有I I感感感感常常 见 单棒棒 模模 型型 无无外外力力充充电式式电容无外力充电式5 5最最最最终终终终速度速度速度速度电电容器充容器充容器充容器充电电量：量：量：量：最最最最终导终导体棒的感体棒的感体棒的感体棒的感应电动应电动势势等于等于等于等于电电容两端容两端容两端容两端电压电压：对对杆运用杆运用杆运用杆运用动动量定理：量定理：量定理：量定理：常常 见 单棒棒 模模 型型 无无外外力力充充电式式
