高二物理《电磁感应定律应用》教案

-1-江苏省苏州市蓝缨学校高二物理《电磁感应定律应用》教案【基本概念与基本规律】5．比较感生电动势与动生电动势感生电动势动生电动势含义由于磁场发生变化而在回路中产生的感应电动势表示长为l的导体（无论闭合与否）做切割磁感线运动时产生的感应电动势大小tnEBLvE非静电力感应电场力洛仑兹力方向只能用楞次定律判别可以用右手定则，也可用楞次定律判别6．注意区别：磁通量、磁通量的变化、磁通量的变化率t。⑴是状态量，是闭合回路在某时刻（某位置）穿过回路的磁感线的条数，当磁场与回路平面垂直时，BS。⑵是过程量，是表示回路从某一时刻变化到另一时刻磁通量的增量，即12。⑶t表示磁通量的变化快慢，即单位时间内磁通量的变化，称磁通量的变化率。⑷上述三个物理量的大小没有直接关系，这一点与运动学中v、v，tv三者相似。-2-【例1】（2006天津）在竖直向上的匀强磁场中，水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈，规定线圈中感应电流的正方向如图1所示，当磁场的磁感应强度B随时间t如图2变化时，图3中正确表示线圈中感应电动势E变化的是（）【例2】如图所示，一边长为L的正方形金属框，质量为m，电阻为R，用细线把它悬挂在一个有界的磁场边缘，金属框的上半部处于磁场内，下半部处于磁场外，磁场随时间均匀变化且满足B＝kt规律．已知细线所能承受的最大拉力T＝2mg，求从t＝0时刻起，经多长时间细线会被拉断．二、导体切割磁感线产生感应电动势计算1．导体切割磁感线产生感应电动势的大小：sinBlvE⑴上式适用导体平动，l垂直v、B。⑵公式中L是导体切割磁感线的有效长度。θ是v与B的方向夹角，若θ=90°(v⊥B)时，则E=BLv；若θ=0°(v∥B)时，则E=0。2．切割运动的若干图景：①部分导体在匀强磁场中的相对平动切割②部分导体在匀强磁场中的匀速转动切割图1图2图3-3-③闭合线圈在匀强磁场中转动切割【例4】（2006四川）如图所示，接有灯泡L的平行金属导轨水平放置在匀强磁场中，一导体杆与两导轨良好接触并做往复运动，其运动情况与弹簧振子做简谐运动的情况相同。图中O位置对应于弹簧振子的平衡位置，P、Q两位置对应于弹簧振子的最大位移处。若两导轨的电阻不计，则（）A．杆由O到P的过程中，电路中电流变大B．杆由P到Q的过程中，电路中电流一直变大C．杆通过O处时，电路中电流方向将发生改变D．杆通过O处时，电路中电流最大【例6】如图所示，匀强磁场方向垂直于线圈平面，先后两次将线框从同一位置匀速地拉出有磁场。第一次速度v1=v，第二次速度v2=2v，在先、后两次过程中（）A．线圈中感应电流之比为1：2B．线圈中产生热量之比为1：2C．沿运动方向作用在线框上的外力的功率之比为1：2D．流过任一横截面的电量之比为1：2【例8】如图所示，两根平行金属导轨固定在水平桌面上，每根导轨每米的电阻为r0＝0.10Ω/m，导轨的端点P、Q用电阻可忽略的导线相连，两导轨间的距离l=0.20m．有随时间变化的匀强磁场垂直于桌面，已知磁感强度B与时间t的关系为B=kt，比例系数k=0.020T/s．一-4-电阻不计的金属杆可在导轨上无摩擦地滑动，在滑动过程中保持与导轨垂直．在t=0时刻，金属杆紧靠在P、Q端，在外力作用下，杆以恒定的加速度从静止开始向导轨的另一端滑动，求在t＝6.0s时金属杆所受的安培力．三、电磁感应现象的电路问题在电磁感应现象中,有些问题往往可以归结为电路问题,在这类问题中,切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路就相当于电源,这部分的电阻相当于电源的内阻，其余部分相当于外电路。解这类问题时，一般先画出等效电路图，然后应用电路的有关规律进行分析计算．【例9】如图所示，两个互连的金属圆环，粗金属环的电阻是细金属环电阻的二分之一。磁场垂直穿过粗金属环所在区域，当磁感应强度随时间均匀变化时，在粗环内产生的感应电动势为E，则a、b两点间的电势差为（）A．2EB．3EC．32ED．E【例10】粗细均习的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，其边界与正方形线框的边平行。现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场，如图所示，则在移出过程中线框的一边a、b两点间电势差绝对值最大的是()【例11】（2006上海）如图所示，平行金属导轨与水平面成θ角，导轨与固定电阻R1和R2相连，匀强磁场垂直穿过导轨平面．有一导体棒ab，质量为m，导体棒的电阻与固定电阻R1和R2的阻值均相等，与导轨之间的动摩擦因数为μ，导体棒ab沿导轨向上滑动，当上滑的速度为v时，受到安培力的大小为F．此时（）A．电阻R1消耗的热功率为Fv／3B．电阻R2消耗的热功率为Fv／6C．整个装置因摩擦而消耗的热功率为μmgvcosθD．整个装置消耗的机械功率为（F＋μmgcosθ）v