大学生物理竞赛电磁学(二).ppt

《大学生物理竞赛电磁学(二).ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、物理竞赛辅导电磁学(二)法拉第电磁感应定律楞次定律:闭合回路中感应电流的方向，总是使它所激发的磁场来阻止引起感应电流的磁通量的变化。电磁感应复习※动生电动势整个导体回路或其中一部分，以及一段孤立导体在稳恒磁场中运动时，所产生的感应电动势。abab均匀磁场l典型装置××××××××××××××××××××××××例.半径为R的铜盘，在均匀磁场中以角速度w转动，求盘上沿半径方向产生的感应电动势。wOA解：>0感应电动势的方向O→AOA※感生电动势根据法拉第电磁感应定律当回路L及其所围面积保持不变，则有感生电动势：由于磁场随时间变化而引起的感应电动势。动生电动势:导体在稳恒磁场中运动时,所产生感应

2、电动势。感生电场的计算（1）原则（2）特殊空间均匀的磁场被限制在圆柱体内，磁感强度方向平行柱轴，如长直螺线管内部的场。磁场随时间变化感生电场具有柱对称分布。具有某种对称性才有可能计算出来×××××××××××××××解：设场点距轴心为r,根据对称性，取以O为心，过场点的圆周环路L，方向如图例.空间均匀的磁场限制在半径为R的圆柱内，的方向平行柱轴，且有求：E感生分布LrRLO“-”表示E与L方向相反例.在光滑的水平面上，有一可绕竖直的固定轴O自由转动的刚性扇形封闭导体回路OABO,其半径OA=L，回路总电阻为R，在OMN区域内为均匀磁场B，已知OA边进入磁场时的角速度为，则此时导体回

3、路内的电流i=___,因此导体回路所受的电磁阻力矩M=__。MNOABNAOB方向：OA竞赛题讲解例.如图一矩形管，画斜线的前后两侧面为金属板，其他两面（上下面）为绝缘板，用导线将两金属板相连，金属板和导线的电阻可忽略不计。今有电阻率为的水银流过矩形管，流速为v0.设管中水银的流速与管两端压强差成正比，已知流速为v0时的压强差为P0。在垂直于矩形管上下平面的方向上加均匀磁场，磁感应强度为B。求加磁场后水银的流速vab解：设加磁场后水银的流速v水银中产生感应电动势ab例.一金质圆环以其边缘为支点直立在两磁极间,环的底部受两个固定挡的限制,使其不能滑动,现环受一扰动偏离竖直面0.1弧度,并开

4、始倒下.已知B=0.5T,环半径r1=4cm,截面半径r2=1mm,金的电导率=4.0107/·m,设环重F=0.075N,并可以认为环倒下的过程中重力矩时时都与磁力矩平衡，求环倒下所需的时间t.BSNBSN例.1)取回路ABOA，通过回路的磁通量为由运动学知识可知EinEout解：长直密绕螺线管内B=0niRrro..o´ABd解：该磁场可视为大圆柱磁场B与空腔内磁场–B的叠加空腔内的感应电场由这两部分产生r1E1E2r2r1E1E2r2OO´yxOO´EL300例：均匀电场空腔内的感应电场由这两部分产生电场相减,任意一点A该磁场可视为大圆柱磁场B与小圆柱磁场B相减两式相比得由射

5、高得qE=ma.....R例:解：1）在稳恒电路的任一节点处，流入节点的电流强度之和等于流出节点的电流强度之和——节点电流定律(基尔霍夫第一定律)2）在稳恒电路中，沿任何闭合回路一周的电势降落的代数和等于零。——回路电压定律(基尔霍夫第二定律)欧姆定律的微分形式直流电路例：10根电阻同为R的电阻丝连成如图所示的网络，试求：A，B两点间的等效电阻RAB.ARRRRRRRRRRBABCDFE由对称性知AC与BE，AF与BD电流相同III1I2设：总电流为I,由节点电流关系得其他电流I-I1I2-I1I-I2I1I-I1I-I2-I1由对称性I-I2=I2由AC间电压2RI1=R(I-I1）+R(

6、I2-I1)例：如图电路，每两点间实线所示短导线的电阻为1，则A,B两端点间的电阻为ABCDOABCDO据对称性可将原电路等效成下图实线与虚线电路的并联，两电路的电阻相同例：在图面内两固定直导线正交，交点相连接，磁感应强度为B的均匀磁场与图面垂直，一边长为a的正方形导线框在正交直导线上以匀速v滑动，滑动时导线框的A,B两点始终与水平直导线接触，竖直直导线则与导线框的其他部分接触。已知直导线单位长的电阻值均为r，试问：1）导线框的C,D两点移至竖直导线上时，流过竖直导线CD段的感应电流是多少？2）此时导线框所受的总安培力为多大？aABCDABCDCD2ar2arI左I右ICD2ar2arI左

7、I右I2）导线框所受磁场力大小就等于CD段导线所受磁场力的大小（也可根据I左，I右具体计算各边受力）例：半径为20cm的圆柱形空间内的均匀磁场B随时间作线性变化B=kt（k=225/T/s）.用分别为30与60的半圆弧形电阻接成圆环同轴地套在圆柱形空间外，下图为其截面图。两半圆弧电阻连接处M,N点用30的直电阻丝MON相连。求（1）电势差UMN;（2）在环外用多大阻值的电阻丝连接M,N点可使直电阻丝M