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线圈在磁场中滚动的若干核算pdf

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  维普资讯 中学物理 Vo1.22 No.7 2004年 4月 开关S刚从触点2改接为触点 1.的瞬时,因为 不再有充电电流,则 R。、R,、R 、R 四电阻串 电容器 C上没有充电,南北极间电压为零 ,则 联,回路中电流为: R 、R 上电压应为零.(3)中,开关再接通2, r 瓦 _。· ‘ 电容器将放 电,外电路分为R。、R,和 R 、R 而电容器 C则并联于R 、R 两头,C两头 电压 两个支路,经过两支路的电量分别为 j_。t和 为 uc= U2+U4= ,(R2+R4)=4V, I2t,,与 ,2分配与两支路电阻成反比,故流经 则电容器带电量: 两支路的电量 Q。,和 Q 与两支路的电阻成 Q = CUc=300×10一。×4C= 1.2×10一C. 反 比. 解 (1)因为电容器瞬间充电,R 、R 中 (3)流经两支路的电量Q。。和Q 与两支 无电流,故总电压U等于R,和R,上的电压之 路的电阻成反比,即: 和,依据串联电路特色和欧姆定律,有:U = Q13 R2+R4 40 ,、 Q 一 R1+R3—20一 ‘。 ,尺1+ IR3 又 Q13+Q24= Q = 1.2×10一C. 代人数据.即得流过电流表的电流为: ,= 0.3A. 所 以Q13: :8×10一c. (2)改接为触点 1,并待电路安稳后,C上 【作者单位:(223800)江苏省宿豫中学】 线 圈 在 磁 场 中 转 动 的 若 干 计 算 蔡嘉浩 2003年全国春季高考和2003年全国理科 1.电动势的最大值与线圈的形状及转轴 归纳考试都考到了有关线圈在匀强磁场中转 的方位无关 . 动的核算,有必要在往后物理教育和学习中引 例 1 如图2,半径 r,电阻R直角扇形导 起注重,现就线圈在磁场中滚动的有关核算谈 线 为轴,以角速度 ∞在磁感应强度 些观点. 为B的匀强磁场 中匀速滚动.求线圈滚动一周 一 、 定论的提出 所发生的热量. 如图1面积为S的线圈在磁感应强度为B 的匀强磁场中从图示方位以角速度 匀速转 动,则线圈中发生的电动势为E=BSoJsinoJt, 亩 x—。 其间最大值 E =BSoJ.线圈滚动一周发生热 x I■ x 膏 D’ D’ 量 Q :( )T/R,穿过线圈磁通量为 = √ 图 l 图2 BScoscot0 二、定论的使用 剖析 线圈中感应电动势的最大值和线 中学物理 圈形状及转轴方位无关.E =B&o,S为扇形 e : BL : , 面积 E = , 2 FoA32r4 0 : 一 : R 4R Q=(旁 R/= . 2.磁场改变也可发生感应电动势 例4 如图5,圆形线.线圈在有鸿沟磁场中滚动. 例2 如 图3,正方形线边 r,笔直穿过线圈平面的磁感应强度的改变规 律为B=B。coso)t,求线圈中的感应电动势. 为轴以角速度 匀速滚动,图示中过线圈中心 线左边有匀强磁场,右侧无磁场,磁感应强度 剖析 本题中磁场是改变的,穿过线圈 _ 为B,线圈电阻为 R.求线圈滚动一周经过线丌rcoscot,这和线圈在匀 圈的电量. 强磁场中滚动时穿过线圈中的磁通量是相同 剖析 线转到 的.在回路中应发生正弦交流电,其表达式为 360。,这两个过程中,经过线圈中的磁通量不 E=Bo丌rcosino~t,最大值为E =B0丌r∞. 变,发生的电动势为0.线.留意磁场方向 程 中能发生交流电.所以发生的电量是 例5 如图6蹄形磁铁和铁芯闻的磁场是 均匀地辐 向散布的,不论线圈转到什么视点 , Q=It=素·c= c= 它的平面都跟磁感线平行.已知磁感应强度大 zBL 十.BL 3BL ,1 小为B,矩形线圈边长为 L,电阻为 R,当线圈 ] ‘ 以角速度 ∞匀速滚动时,求线圈中安培力的 三、定论的推行 力矩 . 1.留意线中假如线圈在有鸿沟的磁场 中以圆心0为滚动轴在纸面内以角速度∞匀 速滚动 ,则线圈滚动一周发生的热量为多大? 剖析 如图4因为线圈平面和磁场笔直, 当OB边进入磁场时,OB边切开磁感线发生 不变的电动势,当 OA边也进入磁场时,线 中磁通量不变,不发生电动势.所以在线圈转 动一周过程中,只要一半的时刻发生感应 电 剖析 因为磁场方向一直和线圈平行, 动势. 当线圈滚动时速度方向一直和磁场笔直.所以 线圈发生的感应电动势一直为最大值: E = E = BNo= BL 0.1, F=BEL/R, M = FL = B L ×L = . 【作者单位:(315500)浙江省奉化市奉港 图3 图4 中学】 · 30 ·

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