粤教版物理选修3-2《第一章电磁感应》知识点总结要点(3)

2019-04-23 19:18

广东德庆莫中 选修3-2第一章知识点总结 可见镇流器的自感电动势总是阻碍电流的变化,所以镇流器就起到了限流的作用。

降压:由于电感镇流器本身是一个线圈,有电阻。日光灯正常工作后,镇流器与灯管串

联,起到分压的作用,所以实际上日光灯正常工作时加在灯管两端的电压会受到镇流器的降压作用而降到120V(与功率有关)以下。

七、涡流现象及其应用 .

涡流现象: 定义 特点 应用 在整块导体内部发生电磁感应而产生感应电流的现象. 电流在金属块内自成闭合回路,整块金属的电阻很小,涡流往往很强. (1)涡流热效应的应用:如电磁灶(即电磁炉)、高频感应炉等. (2)涡流磁效应的应用:如涡流制动、涡流金属探测器、安检门等. 电动机、变压器等设备中应防止铁芯中涡流过大而导致浪费能量,损坏电器。 (1)途径一:增大铁芯材料的电阻率。 (2)途径二:用相互绝缘的硅钢片叠成的铁芯代替整个硅钢铁芯,增大回路电阻,削弱涡流。 防止 涡流现象的规律:导体的外周长越长,交变磁场的频率越高,涡流就越大。

▲▲▲▲▲电磁感应中的力学问题▲▲▲▲▲

电磁感应中通过导体的感应电流,在磁场中将受到安培力的作用,从而影响其运动状态,故电磁感应问题往往跟力学问题联系在一起,这类问题需要综合运用电磁感应规律和力学的相关规律解决。

一、处理电磁感应中的力学问题的思路 ——先电后力。

1、先作“源”的分析 ——分离出电路中由电磁感应所产生的电源,求出电源参数E和r ; 2、再进行“路”的分析 ——画出必要的电路图(等效电路图),分析电路结构,弄清串并联

关系,求出相关部分的电流大小,以便安培力的求解。

3、然后是“力”的分析 ——画出必要的受力分析图,分析力学所研究对象(常见的是金属杆、

导体线圈等)的受力情况,尤其注意其所受的安培力。

4、接着进行“运动”状态分析 ——根据力和运动的关系,判断出正确的运动模型。

5、最后运用物理规律列方程并求解 ——注意加速度a = 0时,速度v达到最大值的特点。

导体受力运动产生感应电动势→感应电流→通电导体受安培力→合外力变化→加速度变化→速度变化→周而复始地循环,循环结束时,加速度等于零,导体达到稳定运动状态,抓住a = 0 ,速度v达最大值这一特点。 二、分析和运算过程中常用的几个公式:

1、关键是明确两大类对象(电学对象,力学对象)及其互相制约的关系.

?BΔΦnBΔS1

?S 电学对象:内电路:(电源 E = n或E= ,E =n) E = Blυ 、 E = Bl2ω

ΔtΔt2?t全电路:E=I(R+r)

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广东德庆莫中 选修3-2第一章知识点总结 力学对象:受力分析:是否要考虑F安2、可推出电量计算式 q?I?t??BIL

运动分析:研究对象做什么运动

E???t?n RR 【例1】如图所示,两条互相平行的光滑金属导轨位于水平面内,距离为l=0.2m,在导轨的一

端接有阻值为R=0.5Ω的电阻,在x≥0处有一与水平面垂直的均匀磁场,磁感强度B=0.5T。一质量为m=0.1kg的金属直杆垂直放置在导轨上,并以v0=2m/s的初速度进人磁场,在安培力和一垂直于杆的水平外力F的共同作用下作匀变速直线运动,加速度大小为a=2m/s2,方向与初速度方向相反。设导轨和金属杆的电阻都可以忽略,且接触良好,求: (1)电流为零时金属杆所处的位置;

(2)保持其他条件不变,而初速度v0取不同值,求开始时F的方向与初速度v0取值的关系。 【解析】:(1)感应电动势E=Blv,则感应电流 I?2v0I=0时,v=0 ,此时,S??1(m)

2aE . RmRaB则电流为零时金属杆距离x轴原点1m远的右端。 (2)初始时刻,金属直杆切割磁感线速度最大, 产生的感应电动势和感应电流最大: Im?Blv0

Rv0开始时,有 F安B2l2v0?BIml?

R0x

【例2】如图,ef、gh为水平放置的足够长的平行光滑导轨,导轨间距为L=1m,导轨左端连接一个R=2Ω的电阻,将一根质量为0.2kg的金属棒cd垂直地放置导轨上,且与导轨接触良好,导轨与金属棒的电阻均不计,整个装置放在磁感应强度为B=2T的匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面向下。现对金属棒施加一水平向右的拉力F ,使棒从静止开始向右运动。 (1)若施加的水平外力恒为F=8N,则金属棒达到的稳定速度v1是多少? (2)若施加的水平外力的功率恒为P=18W,则金属棒达到的稳定速度v2是多少?

(3)若施加的水平外力的功率恒为P=18W,则金属棒从开始运动到速度v3=2m/s的过程中电

阻R产生的热量为8.6 J,则该过程所需的时间是多少?

B2l2v0 F +F安=ma ? F=ma -F安=ma?

RmaR所以,当F>0即vo<=10 m/s 时,F的方向与x轴正方向相反;

B2l2EB2L2v解:(1)由E=BLv、I?和F=BIL得F?

RR当F=8N时,代入数据解得v1=4m/s .

22e c F f

PRBLv(2)由F?和P=Fv ,得 v2?

RBL- 12 -

g d h 广东德庆莫中 选修3-2第一章知识点总结 代入数据后解得v2=3m/s

121mv3?Q?0.2?22?8.612(3)根据能量守恒,有Pt?mv3?Q,得t?2?2s?0.5s

2P18

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