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電磁感應(yīng)中的功率問題、自感
1、電磁感應(yīng)中的電路問題在電磁感應(yīng)中,切割磁感線的導(dǎo)體或磁通量的變化的回路將產(chǎn)生________.該導(dǎo)體或回路相當于________(它們的電阻為電源的內(nèi)阻),將它們接上電容器,便可使電容器________;將它們接上電阻等用電器,在回路中形成________,便可對用電器供電.因此,電磁感應(yīng)問題往往和電路聯(lián)系在一起,解決這類問題的基本方法是:
(1)用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律確定感應(yīng)電流的大小和方向.
(2)畫出等效電路圖
(3)應(yīng)用全電路歐姆定律、串并聯(lián)電路的性質(zhì)、電功率等公式聯(lián)立求解.
2、自感
①、自感現(xiàn)象:自感現(xiàn)象是一種特殊的電磁感應(yīng)現(xiàn)象,它是由于導(dǎo)體本身的電流發(fā)生________時而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象.自感現(xiàn)象遵循電磁感應(yīng)的所有規(guī)律.
②、自感電動勢的方向:由楞次定律可知,自感電動勢總是________原來導(dǎo)體中電流的變化.當回路中的電流增加時,自感電動勢和原來電流的方向________;當回路中的電流減小時,自感電動勢和原來電流的方向________.自感對電路中的電流變化有________作用,使電流不能________.
③、自感系數(shù):它由線圈________的性質(zhì)決定.線圈越長,單位長度上線圈的匝數(shù)越多,截面積越大,它的自感系數(shù)越________.線圈中插入鐵芯,自感系數(shù)增大很多,自感系數(shù)在國際單位制中的單位是________.
(電磁感應(yīng)中的能量問題)如圖所示,相距為L的光滑平行金屬導(dǎo)軌水平放置,導(dǎo)軌一部分處在以為右邊界勻強磁場中,勻強磁場的磁感應(yīng)強度大小為B,方向垂直導(dǎo)軌平面向下,導(dǎo)軌右側(cè)接有定值電阻R,導(dǎo)軌電阻忽略不計.在距邊界也為L處垂直導(dǎo)軌放置一質(zhì)量為m、電阻r的金屬桿ab.
(1)若ab桿在恒力作用下由靜止開始向右運動3 L距離,其速度一位移的關(guān)系圖象如圖乙所示(圖中所示量為已知量).求此過程中電阻R上產(chǎn)生的焦耳QR及ab桿在剛要離開磁場時的加速度大小a.
(2)若ab桿固定在導(dǎo)軌上的初始位置,使勻強磁場保持大小不變,繞軸勻速轉(zhuǎn)動.若從磁場方向由圖示位置開始轉(zhuǎn)過的過程中,電路中產(chǎn)生的焦耳熱為Q2.則磁場轉(zhuǎn)動的角速度ω大小是多少?
1. C 2. B 3. C 4. ABC 5. AC
6. AD 7. C 8. AB 9. D 10. A
11. 0.63
12. 鎮(zhèn)流器的自感現(xiàn)象 斷開瞬間 只有在電路剛斷開時才能產(chǎn)生很高的自感電動勢使人產(chǎn)生觸電的感覺
13. Br2ω/2 ,0
14. 解:(1)由題意知,帶電粒子從C孔進入,與筒壁碰撞兩次再從C孔射出經(jīng)歷的時間為最短,由,粒子由C孔進入磁場,在磁場中做勻速圓周運動的速度,由,即,得
(2)粒子從的加速度為,,粒子從的時間為;粒子在磁場中運動的時間為,將(1)求得的B值代入,得,求得
15. 解:(1)感應(yīng)電動勢的最大值:
(2)由歐姆定律得電流的最大值:=0.16A
電流的有效值=0.11A
(3)用電器上消耗的電功率:
16. 解:(1)ab脫離EF前,電路中的磁通量的變化為
平均感應(yīng)電動勢為,
有
(2)ab脫離EF時,回路中通過電流最大,即,
ab脫離EF后,電路中不在有電流,并且ab倒下過程中只有小球的重力做功,機械能守恒,即
ab上各處切割磁感線的速度是不同的,其等效切割速度應(yīng)等于ab中點的速度
聯(lián)立解得
17.解:(1)經(jīng)過時間后,MN運動的距離為,由圖可知直導(dǎo)線MN在閉合回路中的有效長度為,
此時感應(yīng)電動勢的瞬時值:(V)
(2)此時閉合回路中的總長度為:
閉合回路中的總電阻:
根據(jù)全電路的歐姆定律,電流大。(A),由右手定律可得電流方向在閉合回路中是逆時針方向
(3)此時MN中不在閉合回路中的導(dǎo)線MP的長度為
產(chǎn)生的電動勢(V)
在閉合回路中的導(dǎo)線PN兩端電壓(V)
所以MN兩端的電壓
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