《(通用)高中物理 第1章 電磁感應(yīng)與現(xiàn)代生活 微型專題2 法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用課件 滬科選修3-2》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《(通用)高中物理 第1章 電磁感應(yīng)與現(xiàn)代生活 微型專題2 法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用課件 滬科選修3-2(29頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、微型專題2法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用第1章電磁感應(yīng)與現(xiàn)代生活目標定位1.知道公式En 與EBLv的區(qū)別和聯(lián)系,能夠應(yīng)用兩個公式求解感應(yīng)電動勢.2.掌握導(dǎo)體棒轉(zhuǎn)動切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的計算.3.掌握電磁感應(yīng)電路中電荷量求解的基本思路和方法.內(nèi)容索引知識探究新知探究 點點落實達標檢測當(dāng)堂檢測 鞏固反饋知識探究1.En 適用于任何情況,但一般用于求平均感應(yīng)電動勢,當(dāng)t0時,E可為瞬時值.2.EBLv是法拉第電磁感應(yīng)定律在導(dǎo)體垂直切割磁感線時的具體表達式.(1)當(dāng)v為平均速度時,E為平均感應(yīng)電動勢.(2)當(dāng)v為瞬時速度時,E為瞬時感應(yīng)電動勢.3.當(dāng)回路中同時存在兩部分導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢時
2、,總感應(yīng)電動勢在兩者方向相同時相加,方向相反時相減.(方向相同或相反是指感應(yīng)電流在回路中的方向).一、En 和EBLv的選用技巧例例1如圖1所示,導(dǎo)軌OM和ON都在紙面內(nèi),導(dǎo)體AB可在導(dǎo)軌上無摩擦滑動,ABON,若AB以5 m/s的速度從O點開始沿導(dǎo)軌勻速向右滑動,導(dǎo)體與導(dǎo)軌都足夠長,它們每米長度的電阻都是0.2,磁場的磁感應(yīng)強度為0.2 T.問:答案解析圖1(1)3 s末夾在導(dǎo)軌間的導(dǎo)體長度是多少?此時導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢多大?回路中的電流為多少?解析解析夾在導(dǎo)軌間的部分導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的電動勢才是電路中的感應(yīng)電動勢.3 s末,夾在導(dǎo)軌間導(dǎo)體的長度為:(2)3 s內(nèi)回路中的磁通量
3、變化了多少?此過程中的平均感應(yīng)電動勢為多少?答案解析二、電磁感應(yīng)中的電荷量問題注意:注意:求解電路中通過的電荷量時,一定要用平均感應(yīng)電動勢和平均感應(yīng)電流計算.例例2面積S0.2 m2、n100匝的圓形線圈,處在如圖2所示的磁場內(nèi),磁場方向垂直于線圈平面,磁感應(yīng)強度B隨時間t變化的規(guī)律是B0.02t T,R3,C30 F,線圈電阻r1,求:答案解析圖2答案答案方向由ba0.4 C(1)通過R的電流方向和4 s內(nèi)通過導(dǎo)線橫截面的電荷量;解析解析由楞次定律可得線圈中電流的方向為逆時針,通過R的電流方向為ba,答案解析答案答案9106 C(2)電容器的電荷量.UCURIR0.13 V0.3 V,QCU
4、C301060.3 C9106 C.例例3如圖3所示,足夠長的平行光滑金屬導(dǎo)軌水平放置,寬度L0.4 m,一端連接R1 的電阻.導(dǎo)軌所在空間存在豎直向下的勻強磁場,磁感應(yīng)強度B1 T.導(dǎo)體棒MN放在導(dǎo)軌上,其長度恰好等于導(dǎo)軌間距,與導(dǎo)軌接觸良好.導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻均可忽略不計.在平行于導(dǎo)軌的拉力F作用下,導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌向右勻速運動,速度v5 m/s,求:圖3(1)感應(yīng)電動勢E和感應(yīng)電流I;答案解析解析解析由法拉第電磁感應(yīng)定律可得,感應(yīng)電動勢EBLv10.45 V2 V答案答案2 V2 A(2)若將MN換為電阻r1 的導(dǎo)體棒,其他條件不變,求導(dǎo)體棒兩端的電壓U.答案解析答案答案1 V導(dǎo)體棒兩端電壓
5、UIR1 V.(3)MN仍為電阻r1 的導(dǎo)體棒,某時刻撤去拉力F,導(dǎo)體棒又向右運動了2 m,求該過程通過R的電荷量.答案解析答案答案0.4 C如圖4所示,一長為l的導(dǎo)體棒在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中繞O點以角速度勻速轉(zhuǎn)動,則導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E Bl2.公式推導(dǎo)見例4.三、轉(zhuǎn)動切割產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的計算圖4例例4長為l的金屬棒ab以a點為軸在垂直于勻強磁場的平面內(nèi)以角速度勻速轉(zhuǎn)動,如圖5所示,磁感應(yīng)強度為B.求:(1)ab棒各點速率的平均值.答案解析圖5(2)ab兩端的電勢差.答案解析(3)經(jīng)時間t金屬棒ab所掃過面積中磁通量為多少?此過程中平均感應(yīng)電動勢多大?答案解析達標檢測1.(En 與
6、與EBLv的選用技巧的選用技巧)(多選)如圖6所示,一導(dǎo)線彎成半徑為a的半圓形閉合回路.虛線MN右側(cè)有磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場.方向垂直于回路所在的平面.回路以速度v向右勻速進入磁場,直徑CD始終與MN垂直.從D點到達邊界開始到C點進入磁場為止,下列結(jié)論正確的是A.感應(yīng)電流方向不變B.CD段直導(dǎo)線始終不受安培力C.感應(yīng)電動勢最大值EmBavD.感應(yīng)電動勢平均值答案1234圖6解析解析解析在閉合回路進入磁場的過程中,通過閉合回路的磁通量逐漸增大,根據(jù)楞次定律可知感應(yīng)電流的方向始終為逆時針方向,A正確.根據(jù)左手定則可判斷,CD段受安培力向下,B不正確.當(dāng)半圓形閉合回路進入磁場一半時,這時有效切割長
7、度最大為a,所以感應(yīng)電動勢最大值EmBav,C正確.12342.(電磁感應(yīng)中的電荷量問題電磁感應(yīng)中的電荷量問題)(多選)如圖7所示是測量通電螺線管內(nèi)部磁感應(yīng)強度的一種裝置:把一個很小的測量線圈放在待測處(測量線圈平面與螺線管軸線垂直),將線圈與可以測量電荷量的沖擊電流計G串聯(lián),當(dāng)將雙刀雙擲開關(guān)K由位置1撥到位置2時,測得通過測量線圈的電荷量為q.已知測量線圈的匝數(shù)為N,截面積為S,測量線圈和G串聯(lián)回路的總電阻為R.下列判斷正確的是答案解析圖7A.在此過程中,穿過測量線圈的磁通量的變化量qRB.在此過程中,穿過測量線圈的磁通量的變化量C.待測處的磁感應(yīng)強度的大小為BD.待測處的磁感應(yīng)強度的大小為
8、B123412343.(轉(zhuǎn)動切割產(chǎn)生的動生電動勢轉(zhuǎn)動切割產(chǎn)生的動生電動勢)如圖8所示,直角三角形金屬框abc放置在勻強磁場中,磁感應(yīng)強度大小為B,方向平行于ab邊向上.當(dāng)金屬框繞ab邊以角速度逆時針轉(zhuǎn)動時,a、b、c三點的電勢分別為a、b、c.已知bc邊的長度為l.下列判斷正確的是1234圖8A.ac,金屬框中無電流B.bc,金屬框中電流方向沿abcaC.Ubc Bl2,金屬框中無電流D.Uac Bl2,金屬框中電流方向沿acba答案解析解析解析金屬框abc平面與磁場方向平行,轉(zhuǎn)動過程中磁通量始終為零,所以無感應(yīng)電流產(chǎn)生,選項B、D錯誤;轉(zhuǎn)動過程中bc邊和ac邊均切割磁感線,產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,由右手定則判斷ac,bc,選項A錯誤;12344.(En 與與EBLv的選用技巧的選用技巧)可繞固定軸OO轉(zhuǎn)動的正方形線框的邊長為L,不計摩擦和空氣阻力,線框從水平位置由靜止釋放,到達豎直位置所用的時間為t,此時ab邊的速度為v.設(shè)線框始終處在豎直向下、磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中,如圖9所示,試求:(1)這個過程中回路中的感應(yīng)電動勢;圖91234解析答案(2)到達豎直位置瞬間回路中的感應(yīng)電動勢.解析答案1234答案答案BLv解析解析線框到達豎直位置時回路中的感應(yīng)電動勢EBLv.