电动势的计算
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1、当以导体棒的一端为转轴时
(B⊥L) 2、当以导体棒的中点为轴转动时 E=0 (B⊥L)
3、当以导体棒上任意一点为轴转动时 (B⊥L) 【说明】:L1与L2是导体棒的两段长度,且L1>L2)
例3、 如图所示为法拉第圆盘发电机。半径为r的导体圆 盘绕竖直轴以角速度ω旋转,匀强磁场B竖直向上,电 刷a与圆盘表面接触,接触点距圆心为r/2 ,电刷b与圆 盘边缘接触,两电刷间接有阻值为R的电阻,忽略圆盘 电阻与接触电阻,求通过电阻R的电流强度的大小和方 向。
例4、如图所示,边长为L的正方形 线框abcd的面积为S=0.1m2,匝数为 N=100匝,线框绕ad边的中点和bc边 的中点的连线由图所示位置开始以 ω=100πrad/S做匀速转动,磁感应 强度为B=0.1T。线圈内电阻不计与外 电阻R=10πΩ构成闭合电路,求: (1)感应电动势的峰值; (2)闭合电路电流的瞬时表达式; (3)若在A、B两点接入一理想电压 表,则电压表的读数为多少?
例4【解析】(1)()(3)(交流电)
一、定义式:
1、当B变,S不变时
(适用于求平均感应电动势)
2、当S变,B不变时,
注意
当B和S都变化时
例1、有一面积为S=100cm2的金属环,电阻为R=0.1Ω, 环中磁场变化规律如图所示,磁场方向垂直环面向里,则在 0.1s-0.2s内金属环中产生的感应电动势 、通过金 属环的电流 、通过金属环的电荷量为________.
例2【解析】
(1)棒ab上产生的感应电动势: E=BLV
(2)通过电阻R的电流:I
E BLV Rr Rr
,
BLV R ab间的电压: U IR Rr
(3)金属棒ab所受安培力: 所加外力为:
B 2 L2V F F1 BIL Rr
B 2 L2V F1 BIL Rr
B 2 L2V 2t W Fs FVt 在时间t内,外力做功: Rr B 2 L2V 2 P FV 功率为: Rr
(4)ab上生热:
Q1 I 2 rt ( BLV 2 ) rt Rr
电阻R上生热:
Q2 ( BLV 2 ) Rt Rr
三、导体棒转动切割磁感线:
【解析】 导体圆盘绕竖直轴旋转可 以等效为许多沿半径方向 的导体棒绕轴转动,整个 圆盘产生的电动势相当于 沿半径方向导体棒作为等 效电源并联产生的电动势。
例3【解析】
产生的电动势为:
通过R的电流为:
通过R的电流方向:
a→b
四、线圈转动切割磁感线(交流电) 在匀强磁场中,一闭合线圈绕垂直磁场方向的轴匀速 转动时,产生的是正弦式交流电。 1、电动势的瞬时值 2、电动势的最大值 3、电动势的平均值 4、电动势的有效值 (只适合正弦式交流电) (从中性面开始计时)
“感应电动势”的有关计算
有关 “电磁感应”的知识是高中物理中的 重要内容,也是高考的高频考点。而感应电 动势的计算是电磁感应问题的基础,所以掌 握感应电动势的计算是非常必要的。下面, 我们就一起来探讨感应电动势的几种计算方 法。
类 型
一、定义式:
二、
导体棒平动切割磁
感线:E=BLV
三、导体棒转动割磁感线: 四、 线圈转动切割磁感线:
【解析】
q=It=0.1×0.1C=0.01C
二、导体棒平动切割磁感线:E=BLV
注意
1、条件:B⊥L⊥v
2、L是导体棒的有效长度
3、适应于:求平均电动势和瞬时电 动势。
例2:如图所示,裸金属线组成滑框,金属棒ab可 滑动,其电阻为r,长为L,串接电阻R,匀强磁 场为B,当ab以V向右匀速运动过程中,求: (1)棒ab产生的感应电动势E? (2)通过电阻R的电流I , ab间的电压U? (3)若保证ab匀速运动,所加外力F的大小,在时 间t秒内的外力做功W大小 ,功率P? (4)时间t秒内棒ab生热 Q1 ,电阻R上生热Q2 ?
(B⊥L) 2、当以导体棒的中点为轴转动时 E=0 (B⊥L)
3、当以导体棒上任意一点为轴转动时 (B⊥L) 【说明】:L1与L2是导体棒的两段长度,且L1>L2)
例3、 如图所示为法拉第圆盘发电机。半径为r的导体圆 盘绕竖直轴以角速度ω旋转,匀强磁场B竖直向上,电 刷a与圆盘表面接触,接触点距圆心为r/2 ,电刷b与圆 盘边缘接触,两电刷间接有阻值为R的电阻,忽略圆盘 电阻与接触电阻,求通过电阻R的电流强度的大小和方 向。
例4、如图所示,边长为L的正方形 线框abcd的面积为S=0.1m2,匝数为 N=100匝,线框绕ad边的中点和bc边 的中点的连线由图所示位置开始以 ω=100πrad/S做匀速转动,磁感应 强度为B=0.1T。线圈内电阻不计与外 电阻R=10πΩ构成闭合电路,求: (1)感应电动势的峰值; (2)闭合电路电流的瞬时表达式; (3)若在A、B两点接入一理想电压 表,则电压表的读数为多少?
例4【解析】(1)()(3)(交流电)
一、定义式:
1、当B变,S不变时
(适用于求平均感应电动势)
2、当S变,B不变时,
注意
当B和S都变化时
例1、有一面积为S=100cm2的金属环,电阻为R=0.1Ω, 环中磁场变化规律如图所示,磁场方向垂直环面向里,则在 0.1s-0.2s内金属环中产生的感应电动势 、通过金 属环的电流 、通过金属环的电荷量为________.
例2【解析】
(1)棒ab上产生的感应电动势: E=BLV
(2)通过电阻R的电流:I
E BLV Rr Rr
,
BLV R ab间的电压: U IR Rr
(3)金属棒ab所受安培力: 所加外力为:
B 2 L2V F F1 BIL Rr
B 2 L2V F1 BIL Rr
B 2 L2V 2t W Fs FVt 在时间t内,外力做功: Rr B 2 L2V 2 P FV 功率为: Rr
(4)ab上生热:
Q1 I 2 rt ( BLV 2 ) rt Rr
电阻R上生热:
Q2 ( BLV 2 ) Rt Rr
三、导体棒转动切割磁感线:
【解析】 导体圆盘绕竖直轴旋转可 以等效为许多沿半径方向 的导体棒绕轴转动,整个 圆盘产生的电动势相当于 沿半径方向导体棒作为等 效电源并联产生的电动势。
例3【解析】
产生的电动势为:
通过R的电流为:
通过R的电流方向:
a→b
四、线圈转动切割磁感线(交流电) 在匀强磁场中,一闭合线圈绕垂直磁场方向的轴匀速 转动时,产生的是正弦式交流电。 1、电动势的瞬时值 2、电动势的最大值 3、电动势的平均值 4、电动势的有效值 (只适合正弦式交流电) (从中性面开始计时)
“感应电动势”的有关计算
有关 “电磁感应”的知识是高中物理中的 重要内容,也是高考的高频考点。而感应电 动势的计算是电磁感应问题的基础,所以掌 握感应电动势的计算是非常必要的。下面, 我们就一起来探讨感应电动势的几种计算方 法。
类 型
一、定义式:
二、
导体棒平动切割磁
感线:E=BLV
三、导体棒转动割磁感线: 四、 线圈转动切割磁感线:
【解析】
q=It=0.1×0.1C=0.01C
二、导体棒平动切割磁感线:E=BLV
注意
1、条件:B⊥L⊥v
2、L是导体棒的有效长度
3、适应于:求平均电动势和瞬时电 动势。
例2:如图所示,裸金属线组成滑框,金属棒ab可 滑动,其电阻为r,长为L,串接电阻R,匀强磁 场为B,当ab以V向右匀速运动过程中,求: (1)棒ab产生的感应电动势E? (2)通过电阻R的电流I , ab间的电压U? (3)若保证ab匀速运动,所加外力F的大小,在时 间t秒内的外力做功W大小 ,功率P? (4)时间t秒内棒ab生热 Q1 ,电阻R上生热Q2 ?