第一篇:高二物理感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)_知識(shí)精講_北師大版
高二物理感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 知識(shí)精講 北師大版
【本講教育信息】
一.教學(xué)內(nèi)容:
感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)
1.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)
在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)叫感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源。
2.產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的條件
穿過(guò)電路中的磁通量發(fā)生變化或?qū)w切割磁感線
3.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小
(1)法拉第電磁感應(yīng)定律
內(nèi)容:電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小,跟穿過(guò)這一電路中的磁通量的變化率成正比,即E?n?? ?t
說(shuō)明:
????? ①公式中,n為線圈匝數(shù),是磁通量的變化率(是磁通量,是磁通 ?t
量的變化量)。
???的大小取決于???的大小無(wú)關(guān)。②定律表明:的大小,與和?t
???t均勻變化時(shí),求 ③用公式E?n求出的是?t時(shí)間內(nèi)的平均電動(dòng)勢(shì)。當(dāng)?t
出的平均電動(dòng)勢(shì)等于瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì);當(dāng)?t?0時(shí),求出的電動(dòng)勢(shì)才是瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì)。
?B??④若??僅由B的變化引起,則E?nS;若僅由S的變化引起,則 ?t
?SE?nB。
?t
(2)導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算
E?Blv
說(shuō)明:
①公式中,v是導(dǎo)體切割磁感線的運(yùn)動(dòng)速度,l是作切割磁感線運(yùn)動(dòng)的那部分導(dǎo)體的長(zhǎng)度,B是被切割磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度。
②公式E=Blv僅適用導(dǎo)體各點(diǎn)以相同速度在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中切割磁感線且B、l、v互相垂直的情況。
i.當(dāng)B、l、v三者不互相垂直時(shí),可將三者向互相垂直的方向投影后,代入公式計(jì)算。
ii.當(dāng)切割磁感線運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)線不是直線時(shí),可求出此導(dǎo)線兩端在垂直于速度方向的投影值(有效長(zhǎng)度)再代入公式計(jì)算。
iii.當(dāng)一段導(dǎo)體繞其一端在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中旋轉(zhuǎn)對(duì)磁感線作正切割時(shí),必須求得導(dǎo)體上各點(diǎn)v,再代入公式計(jì)算。的平均速度
二.重點(diǎn)、難點(diǎn)
???、磁通量的變化量??與磁通量的變化率1.磁通量?t
有何區(qū)別?
磁通量與時(shí)刻對(duì)應(yīng),磁通量的變化量是兩個(gè)時(shí)刻穿過(guò)這個(gè)面的磁通量之差,即
????2??1。磁通量的變化量與時(shí)間t2?t1對(duì)應(yīng);磁通量的變化率是單位時(shí)間內(nèi) ??磁通量的變化量,計(jì)算式是。磁通量變化率的大小不是單純由磁通量的變化 ?t
量決定,還跟發(fā)生這個(gè)變化所用的時(shí)間有關(guān),它描述的是磁通量變化的快慢,以上三個(gè)量的區(qū)別很類(lèi)似于速度v、速度變化量?v與速度的變化率(加速度a)?v?t三者的區(qū)別。
根據(jù)以上三個(gè)量的對(duì)比,可以發(fā)現(xiàn):穿過(guò)一個(gè)平面的磁通量大,磁通量的變化不一定大,磁通量的變化率也不一定大;穿過(guò)一個(gè)平面的磁通量的變化量大,磁通量不一定大,磁通量的變化率也不一定大;穿過(guò)一個(gè)平面的磁通量的變化率大,磁通量和磁通量的變化量都不一定大。
2.怎樣正確理解公式E=n??? ?t???(1)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E的大小決定于穿過(guò)電路的磁通量的變化率,而與 ?t的大小、??的大小沒(méi)有必然的關(guān)系,與電路的電阻R無(wú)關(guān);感應(yīng)電流的大小與 E和回路總電阻R有關(guān)。
??(2)磁通量的變化率,是??t圖象上某點(diǎn)切線的斜率。?t
??與E?Blv有什么區(qū)別和聯(lián)系? ?t
???t時(shí)間內(nèi)的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),E(1)區(qū)別:一般來(lái)說(shuō),E?n求出的是?t
3.公式E?n與某段時(shí)間或某個(gè)過(guò)程相對(duì)應(yīng);E=Blv求出的是瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),E與某個(gè)時(shí)刻或某個(gè)位置相對(duì)應(yīng)。
另外,E?n??求得的電動(dòng)勢(shì)是整個(gè)回路的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),而不是回路中某?t部分導(dǎo)體的電動(dòng)勢(shì)。整個(gè)回路的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零時(shí),其回路中某段導(dǎo)體的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不一定為零。如圖所示,正方形導(dǎo)線框abcd垂直于磁感線在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速向右運(yùn)動(dòng)時(shí),由于???0,故整個(gè)回路的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E?0。但是ad和bc邊由于做切割磁感線運(yùn)動(dòng),?t仍分別產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)Ead=Ebc=Blv。對(duì)整個(gè)回路來(lái)說(shuō),Ead和Ebc方向相反,所以回路的總電動(dòng)勢(shì)E=0,感應(yīng)電流也為零。雖然E=0,但仍存在電勢(shì)差,Uad=Ubc=Blv,相當(dāng)于兩個(gè)相同的電源ad和bc反接。
(2)聯(lián)系:公式E?n
??①和公式E?Blv②是統(tǒng)一的。當(dāng)公式①中的 ?t
?t?0時(shí),則E為瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),只是由于高中數(shù)學(xué)知識(shí)所限,我們現(xiàn)在不 v能這樣求瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。公式②中的v若代表平均速度,則求出的E為平均 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),實(shí)際上②式中的lv?般說(shuō)來(lái),用公式①E?n??求平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)更方便,用公式②E?Blv(v ?t?S?S,所以公式②E?Blv?B。只是一 ?t?t
代表瞬時(shí)速度)求瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)更方便。
4.產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)及感應(yīng)電流的條件有何不同?
不論電路是否閉合,只要穿過(guò)電路的磁通量發(fā)生變化,就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。在產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)時(shí),如果電路是閉合的,就產(chǎn)生感應(yīng)電流,感應(yīng)電流的大小可由閉合電路歐姆定律求出。
【典型例題】
例1.如圖所示,在水平面內(nèi)固定兩根光滑的平行金屬軌道,長(zhǎng)度l=0.20m的金屬直導(dǎo)桿與軌道垂直放置在兩軌道之上,導(dǎo)桿質(zhì)量為0.2kg,電阻0.05Ω,電路電阻R=0.15Ω,其它電阻不計(jì),磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.50T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與導(dǎo)軌平面垂直,ab導(dǎo)桿在水平向右的恒力F=0.2N作用下,由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。求:
(1)分析ab桿運(yùn)動(dòng)情況
(2)ab勻速運(yùn)動(dòng)的速度
(3)a、b兩點(diǎn)哪點(diǎn)電勢(shì)高?電勢(shì)差最大為多少?
(4)在F力作用下,電路能量轉(zhuǎn)化怎樣進(jìn)行的?
(5)當(dāng)v=2m/s時(shí),桿的加速度多大?
(6)ab勻速運(yùn)動(dòng)后,若撤去拉力F,之后電阻R上產(chǎn)生的焦?fàn)枱釣槎嗌伲?/p>
解析:(1)在F恒力作用下,由靜止開(kāi)始加速
F?F安Ev??E??Blv?I???F安??BIl?a?? R?rm
當(dāng)a=0,即F安=F時(shí),速度最大,之后勻速運(yùn)動(dòng),即桿先做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)后做勻速直線運(yùn)動(dòng)。
EBlvml?Bl?F時(shí) R?rR?rF(R?r)0.2?(015.?0.05)?m/s?4m/s
勻速運(yùn)動(dòng)速度vm?B2l20.52?0.22?a??b(3)ab桿相當(dāng)于電源,a端為正極,故電勢(shì)
(2)當(dāng)F安?BIl?B
Uab?IR?BlvmE0.5?0.2?4R?R??015.V?0.3V R?rR?r015.?0.0
5(4)加速過(guò)程中,外力F做功W,將其它形式能一部分通過(guò)克服安培力做功轉(zhuǎn)化成電能(電能通過(guò)電流做功又轉(zhuǎn)化成焦耳熱能),同時(shí)還增加桿的動(dòng)能。
即W?EkE電能?Q
勻速運(yùn)動(dòng)中,外力F做功,將其它形式能完全轉(zhuǎn)化為電能
E
2即W?IEt?Q或Fvm?IE?
R?r
(5)當(dāng)v=2m/s時(shí)
Blvl?01.N R?rF?F安'?05.m/s2
?a'?m
F安'?BIl?B
(6)撤去F,導(dǎo)體桿做減速運(yùn)動(dòng)直到停止,這一過(guò)程中,通過(guò)克服安培力做功,將動(dòng)能完全轉(zhuǎn)化成電能,又通過(guò)電流做功完全轉(zhuǎn)化成回路焦?fàn)枱帷?/p>
?Q?12mvm?16.J 2
又Q=QR+Qr
QR:Qr?R:r
?QR?QR?12.J R?r
例2.如圖所示,MN、PQ是兩根足夠長(zhǎng)的固定平行金屬導(dǎo)軌,兩導(dǎo)軌間的距離為L(zhǎng),導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為θ,在整個(gè)導(dǎo)軌平面內(nèi)都有垂直于導(dǎo)軌平面斜向上方的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,在導(dǎo)軌的M、P端連接一個(gè)阻值為R的電阻,一根垂直于導(dǎo)軌放置的金屬棒ab,質(zhì)量為m,從靜止釋放開(kāi)始沿導(dǎo)軌下滑,求ab棒的最大速度。(要求畫(huà)出ab棒的受力圖,已知ab與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,導(dǎo)軌和金屬棒的電阻不計(jì))
解析:這道題考查了電磁感應(yīng)規(guī)律與力學(xué)規(guī)律的綜合應(yīng)用。
ab下滑做切割磁感線運(yùn)動(dòng),產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向及受力如圖所示:
當(dāng)ab下滑的加速度a=0時(shí),ab棒的速度最大,設(shè)為vm,此時(shí)
E?BLvm
F?BIL,f??N??mgcos?
B2L2vm
mgsin???mgcos??
Rmg(sin???cos?)R
所以vm? 22BL
例3.先后以速度v和2v勻速地把同一線圈從同一磁場(chǎng)中的同一位置拉出有界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的過(guò)程中,如圖所示。那么,在先后兩種情況下,以下說(shuō)法正確的是()
A.線圈中感應(yīng)電流的大小之比為1:2
B.線圈中產(chǎn)生的熱量之比為1:2
C.沿運(yùn)動(dòng)方向作用在線圈上的外力之比為1:2
D.沿運(yùn)動(dòng)方向作用在線圈上的外力的功率之比為1:2
E.通過(guò)線框截面電量之比為1:2
分析:此題是一個(gè)判斷電磁感應(yīng)問(wèn)題與力學(xué)的綜合題。在將線框勻速拉出磁場(chǎng)區(qū)域過(guò)程中,線框運(yùn)動(dòng)速度不同,因此討論問(wèn)題的關(guān)鍵就是找到題目所涉及的幾個(gè)物理量和線框運(yùn)動(dòng)速度間的關(guān)系。
BLv,可見(jiàn)在線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流與線框運(yùn)動(dòng)速度成RL正比。而根據(jù)Q?I2Rt,拉出磁場(chǎng)的時(shí)間為t?,可以得出電流產(chǎn)生的熱與線框運(yùn)動(dòng)速
v
解析:根據(jù)電磁感應(yīng)定律I?度也是成正比的。而沿運(yùn)動(dòng)方向作用在線圈上的外力與磁場(chǎng)對(duì)電流的安培力大小相等,即B2L2vF?BIL?,可見(jiàn),安培力也是與線框運(yùn)動(dòng)速度成正比。作用在線圈上的外力的功RB2L2v2率則為P?Fv?,可見(jiàn)外力的功率與運(yùn)動(dòng)速度平方成正比。
R
電量q=It即電量相同。
∴正確答案為:ABC
說(shuō)明:(1)勻速運(yùn)動(dòng)中,F(xiàn)安=F
(2)外力F做功將能量全部轉(zhuǎn)化為電能(又通過(guò)電流做功全部轉(zhuǎn)化為熱能)
即FL?IEt?IRt;Fv?IE?IR
(3)通過(guò)線框截面的電量q?It?22E??1N??t?N??t? R?tRR
即給定回路,只要穿過(guò)回路的磁通量變化量相同,通過(guò)截面的電量也相同。
例4.如圖所示,豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B0=0.5T,以△B/△t=0.1T/s在增加。水平導(dǎo)軌不計(jì)電阻和摩擦阻力,寬為0.5m。在導(dǎo)軌上L=0.8m處擱一導(dǎo)體,電阻R0=0.1
Ω,并用水平細(xì)繩通過(guò)定滑輪吊著質(zhì)量為M=0.2kg的重物,電阻R=0.4Ω,則經(jīng)過(guò)多少時(shí)間能吊起重物(g=10m/s2)?
分析:當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B增大時(shí),穿過(guò)abcd回路的磁通量將增大,依楞次定律可判知,回路面積有縮小趨勢(shì),cd桿受水平向左的安培力(或先判斷電流方向,再用左手定則判定安培力方向),由于磁通量均勻增大,故回路電動(dòng)勢(shì)一定,回路電流大小一定,但由于B增大,故安培力隨時(shí)間均勻增大,當(dāng)安培力等于重力時(shí),物體正好要離開(kāi)地面。
解:回路產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì):
E????B?B?S?L?cd?01.?0.8?0.5?0.04V ?t?t?t
回路電流:
E0.04??0.08A
R?R00.4?01.cd桿受水平向左的安培力F安?BIl
I?
當(dāng)F安=mg,即BIL=mg時(shí),物體將被吊起
mg0.2?10??50T IL0.08?0.5?B?B?B0?50?05.?49.5T
?B?495s
?t?01.即B?
即經(jīng)過(guò)495s時(shí)間能吊起重物。
例5.如圖所示,水平放置的兩條光滑軌道上有可自由移動(dòng)的金屬棒PQ、MN,當(dāng)PQ在外力作用下運(yùn)動(dòng)時(shí),MN在磁場(chǎng)力作用下向右運(yùn)動(dòng),則PQ所做的運(yùn)動(dòng)可能是()
A.向右勻加速運(yùn)動(dòng)
B.向左勻加速運(yùn)動(dòng)
C.向右勻減速運(yùn)動(dòng)
D.向左勻減速運(yùn)動(dòng)
解析:MN棒中有感應(yīng)電流,受安培力作用而向右運(yùn)動(dòng),由左手定則可判斷出MN中電流的方向是由M流至N,此電流在L1中產(chǎn)生磁場(chǎng)的方向是向上的。
若PQ向右運(yùn)動(dòng),由右手定則及安培定則可知L2產(chǎn)生磁場(chǎng)的方向也是向上的。由于L1產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向與L2產(chǎn)生磁場(chǎng)的方向相同,可知L2產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁通量是減少的,故PQ棒做的是向右的勻減速運(yùn)動(dòng),C選項(xiàng)是可能的。
若PQ棒向左運(yùn)動(dòng),則它產(chǎn)生的感應(yīng)電流在L2中產(chǎn)生的磁場(chǎng)是向下的,與L1產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向是相反的,由楞次定律可知L2中的磁場(chǎng)是增強(qiáng)的,故PQ棒做的是向左的勻加速運(yùn)動(dòng)。B選項(xiàng)是可能的。
答案:BC
說(shuō)明:本題也可以這樣做:假設(shè)PQ桿向右做勻加速運(yùn)動(dòng),則PQ中電流方向由Q→P,且逐漸增大,故L1中磁場(chǎng)方向向上,且磁通量增大,由楞次定律可判知MN桿中電流方向由N→M,根據(jù)左手定則其受安培力向左,即MN將向左運(yùn)動(dòng),與題設(shè)相反。故要產(chǎn)生MN向右運(yùn)動(dòng)的效果,PQ應(yīng)向右勻減速或向左勻加速運(yùn)動(dòng)。
例6.如圖所示,金屬桿a在離地h高處從靜止開(kāi)始沿弧形軌道下滑,導(dǎo)軌平行的水平部分有豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B,水平部分導(dǎo)軌上原來(lái)放有一金屬桿b。已知桿a的質(zhì)量為ma,且與b桿的質(zhì)量為mb之比為ma:mb=3:4,水平導(dǎo)軌足夠長(zhǎng),不計(jì)摩擦,求:
(1)a和b的最終速度分別是多大?
(2)整個(gè)過(guò)程中回路釋放的電能是多少?
(3)若已知a、b桿的電阻之比Ra:Rb=3:4,其余電阻不計(jì),整個(gè)過(guò)程中,a、b上產(chǎn)生的熱量分別是多少?
解析:(1)a下滑h高度過(guò)程中,機(jī)械能守恒
magh?12mava2?1?
a進(jìn)入磁場(chǎng)后,回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流,a、b都受安培力作用,a做減速運(yùn)動(dòng),b做加速運(yùn)動(dòng),經(jīng)一段時(shí)間,a、b速度達(dá)到相同之后,回路的磁通量不發(fā)生變化,感應(yīng)電流為零,安培力為零,二者勻速運(yùn)動(dòng),勻速運(yùn)動(dòng)的速度即為a、b的最終速度,設(shè)為v,由過(guò)程中a、b系統(tǒng)所受合外力為零,動(dòng)量守恒得
mava?(ma?mb)v?2?
由<1><2>解得最終速度
v?32gh 7
(2)由能量守恒知,回路中產(chǎn)生的電能等于a、b系統(tǒng)機(jī)械能的損失,所以
E?magh?14(ma?mb)v2?magh 27
(3)回路中產(chǎn)生的熱量Qa+Qb=E,在回路中產(chǎn)生電能過(guò)程中,雖然電流不恒定,但由于Ra與Rb串聯(lián),通過(guò)a、b電流總是相等的,所以應(yīng)有
QaRa3?? QbRb4Qa
3即?
Qa?Qb7Q3312magh
即a?,所以Qa?E?E7749416magh
Qb?E?749
【模擬試題】
1.閉合電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小,應(yīng)是()
A.電路中磁通量越大,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)就越大
B.電路中磁通量變化的越大,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)就越大
C.電路中磁通量變化的越快,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)就越大
D.電路中某一瞬間的磁通量等于零時(shí),則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也一定等于零
2.如圖所示,導(dǎo)體框ACB和導(dǎo)體棒MN均由同種金屬制成,且接觸良好,當(dāng)MN沿導(dǎo)軌AC和BC勻速向右運(yùn)動(dòng)時(shí),下列判斷正確的是()
A.導(dǎo)體桿MN與導(dǎo)體框接觸的兩點(diǎn)間產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)逐漸增大
B.閉合電路中的電流強(qiáng)度逐漸減小
C.閉合電路中的電流強(qiáng)度不變
D.閉合電路中的電功率逐漸增大
3.如圖所示,將一半徑為R的圓形導(dǎo)線水平放入豎直向下的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)區(qū)域?yàn)閳A形,區(qū)域半徑為r(R>r),若磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,則穿過(guò)線圈的磁通量為_(kāi)_______,若該線圈有N匝,則磁通量為_(kāi)____________,若磁感應(yīng)強(qiáng)度B均勻增加,且N匝線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為_(kāi)_______
?B為定值,?t
4.如圖所示,為地磁場(chǎng)磁感線的示意圖,在北半球地磁場(chǎng)的豎直分量豎直向下。飛機(jī)在我國(guó)上空勻速巡航機(jī)翼保持水平,飛行高度不變。由于地磁場(chǎng)的作用,金屬機(jī)翼上有電勢(shì)差,設(shè)飛行員左方機(jī)翼末端處的電勢(shì)為U1,右方機(jī)翼末端處的電勢(shì)為U2,則()
A.若飛機(jī)由西向東飛,U1比U2高
B.若飛機(jī)由東向西飛,U2比U1高
C.若飛機(jī)由南向北飛,U1比U2高
D.若飛機(jī)由北向南飛,U2比U1高
5.如圖所示,一圓環(huán)與外切正方形線圈均由相同的絕緣導(dǎo)線制成,并各自形成閉合電路,勻強(qiáng)磁場(chǎng)布滿整個(gè)方形線圈,當(dāng)磁場(chǎng)均勻變化時(shí),線圈和圓環(huán)中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)之比為_(kāi)______,感應(yīng)電流之比為_(kāi)_______;若勻強(qiáng)磁場(chǎng)只布滿圓環(huán),則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)之比為_(kāi)____,感應(yīng)電流之比為_(kāi)_______。
6.如圖所示的線框,如果繞OO’軸以角速度?勻速轉(zhuǎn)動(dòng),穿過(guò)線圈的磁通量為?,產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E,則下列說(shuō)法正確的是()
A.??0時(shí),E最大
B.??0時(shí),E=0
C.?最大時(shí),E?0
D.?最大時(shí),E也最大
7.在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,放一電阻不計(jì)的平行金屬導(dǎo)軌,導(dǎo)軌跟大線圈M相連,如圖所示,導(dǎo)軌上放一根直導(dǎo)線ab,磁感線垂直軌道所在平面,欲使M所包圍的小閉合線圈N產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流,則導(dǎo)線ab的運(yùn)動(dòng)可能是()
A.勻速向右運(yùn)動(dòng)
B.加速向右運(yùn)動(dòng)
C.減速向右運(yùn)動(dòng)
D.加速向左運(yùn)動(dòng)
8.如圖所示,兩平行導(dǎo)軌框架相距0.25m,電阻R?0.2?,其余電阻均不計(jì),當(dāng)處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,已知B?04.T,方向垂直紙面向里,若使回路中產(chǎn)生1A的感應(yīng)電流,則導(dǎo)體ab棒在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)速度大小為_(kāi)________
9.有一勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.2T,方向垂直紙面向里,一個(gè)長(zhǎng)0.4m的導(dǎo)線AB以5m/s的速度向左勻速地在導(dǎo)軌CD、EF上滑動(dòng),導(dǎo)線AB和導(dǎo)軌的電阻不計(jì),電阻R為1?,如圖所示,則導(dǎo)線AB中_________端電勢(shì)較高,感應(yīng)電流的大小為_(kāi)______,流經(jīng)電阻R上的電流方向?yàn)開(kāi)________,磁場(chǎng)對(duì)導(dǎo)線AB的作用力大小為_(kāi)_______,方向_______。
10.如圖所示的裝置中,導(dǎo)軌處于垂直紙面向里的磁場(chǎng)中,金屬環(huán)處于垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)(圖中未畫(huà))中,要使放于導(dǎo)電軌道上的金屬棒ab在磁場(chǎng)中向右滑動(dòng),則要穿過(guò)金屬環(huán)的磁場(chǎng)應(yīng)()
A.方向向紙外,且均勻增加
B.方向向紙外,且均勻減小
C.方向向紙里,且均勻增加
D.方向向紙里,且均勻減小
.?,環(huán)處于一變化的磁場(chǎng)中,其變化規(guī)
11.有一面積為100cm的金屬環(huán),其電阻R?01律按圖所示規(guī)律進(jìn)行,已知環(huán)面與磁場(chǎng)方向垂直,求當(dāng)在?t?0.2s時(shí)間內(nèi)磁場(chǎng)發(fā)生變化時(shí),引起環(huán)上產(chǎn)生感應(yīng)電流的大小為_(kāi)_________,方向?yàn)開(kāi)_______。
212.以下四種情況中,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,M、N軌道間距為d,軌道及桿電阻不計(jì),外電阻為R,當(dāng)桿運(yùn)動(dòng)速度v相同時(shí),通過(guò)R上的電流()
A.A、C中電流相同
B.B、C電流相同
C.B中電流最小
D.D中電流最大
13.如圖所示,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為04.T,R?100?,C?100?F,ab長(zhǎng)20cm,當(dāng)ab以v?10m/s的速度向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),電容器上板帶_______電,電荷量為_(kāi)____C
14.一個(gè)面積S?4?10m、匝數(shù)n?100匝的線圈放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直于線圈平面,磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖所示,則下列判斷正確的是()
A.在開(kāi)始的2s內(nèi)穿過(guò)線圈的磁通量變化率等于0.08Wb/s
B.在開(kāi)始的2s內(nèi)穿過(guò)線圈的磁通量的變化量等于零
C.在開(kāi)始的2s內(nèi)線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)等于8V
D.在第3s末線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)等于零
?22
15.如圖所示,半徑為r的n匝線圈套在邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形abcd之外,勻強(qiáng)磁場(chǎng)局限在正方形區(qū)域內(nèi)且垂直穿過(guò)正方形面積,當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度以?B/?t的變化率均勻變化時(shí),線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小為_(kāi)_______。
16.為了探測(cè)海洋中水的運(yùn)動(dòng),科學(xué)家有時(shí)依靠水流通過(guò)地磁場(chǎng)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)測(cè)水的.?10T,兩個(gè)電極插入相距2.0m的水流中,且兩流速,假設(shè)某處地磁場(chǎng)的豎直分量為05.?10V,則水電極所在的直線與水流方向垂直,如果與兩極相連的靈敏電壓表示數(shù)為50流的速度為_(kāi)______m/s。
17.如圖所示,在磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,有長(zhǎng)為0.5m的導(dǎo)體AB在金屬框架上,以10m/s的速度向右滑動(dòng),磁場(chǎng)方向與金屬框架平面垂直,電阻R1?R2?19?,導(dǎo)體AB的電阻R3?05.?,其他電阻不計(jì),求通過(guò)AB的電流是多大?AB兩端電壓多少?
?5?4
18.如圖所示,長(zhǎng)為L(zhǎng)的金屬桿OA繞過(guò)O點(diǎn)垂直于紙面的固定軸沿順時(shí)針?lè)较騽蛩俎D(zhuǎn)動(dòng),角速度為?,一勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于紙面向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,磁場(chǎng)范圍足夠大,求OA桿產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小。
19.如圖所示裝置中,線圈A、B彼此絕緣繞在一鐵芯上,B的兩端接有一電容器;A的兩端與放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的導(dǎo)電軌道連接,軌道上放有一根金屬桿ab,要使電容器上板帶正電,金屬桿ab在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的情況可能是()
①向右減速滑行
②向右加速滑行
③向左減速滑行
④向左加速滑行
A.①④
B.②③
C.①②
D.③④
?
20.如圖所示,光滑的金屬框架與水平成??30角,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B?05.T,.m,質(zhì)量m?0.01kg,具有的電阻方向與框架平面垂直向上,金屬導(dǎo)體ab長(zhǎng)l?01R?01.?,其余部分電阻不計(jì),則穩(wěn)定時(shí),ab導(dǎo)線的最大速度是多少?
21.如圖所示,MN為裸金屬桿,在重力的作用下,貼著豎直平面內(nèi)的光滑金屬長(zhǎng)直導(dǎo)軌下滑,導(dǎo)軌的間距L?10cm,導(dǎo)軌的上端接有R?0.5?的電阻,導(dǎo)軌和金屬桿的電阻不計(jì),整個(gè)裝置處于B?05.T的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,當(dāng)桿穩(wěn)定勻速下落時(shí),每秒有0.02J的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為電能,則這時(shí)MN桿的下落速度v的大小等于多少?
.?、質(zhì)量為0.05kg的長(zhǎng)方形金屬框abcd,以10m/s
22.在光滑絕緣水平面上,電阻為01的初速度向磁感應(yīng)強(qiáng)度B?05.T、方向垂直水平面向下、范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)滑去,當(dāng)金屬框進(jìn)入磁場(chǎng)到達(dá)如圖所示位置時(shí),已產(chǎn)生了1.6J的熱量。(1)在圖中ab邊上標(biāo)出感應(yīng)電流和安培力方向,并求出圖示位置時(shí)金屬框的動(dòng)能。(2)求圖示位置時(shí)金屬框中感應(yīng)電流的功率。(已知ab邊長(zhǎng)L?01.m)
23.如圖(a)所示,一對(duì)平行光滑軌道放置在水平面上,兩軌道間距l(xiāng)?0.20m,電阻R?1.0?;有一導(dǎo)體桿靜止地放在軌道上,與兩軌道垂直,桿及軌道的電阻皆可忽略不計(jì),整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B?050.T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直軌道面向里?,F(xiàn)用一外力F沿軌道方向拉桿,使桿做勻加速運(yùn)動(dòng),測(cè)得力F與時(shí)間t的關(guān)系如圖(b)所示,求桿的質(zhì)量m和加速度a
(a)
(b)
24.如圖所示,面積為0.2m2的100匝的圓形線圈處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直于線圈平面,已知磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化規(guī)律為B?2?0.2t(T),定值電阻R1?6?,線圈電阻為R2?4?,試求:
??
(1)回路的磁通量變化率?t是多少?
(2)回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E是多少?
(3)回路中的感應(yīng)電流強(qiáng)度I是多少?
25.固定在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的正方形導(dǎo)線框abcd,各邊長(zhǎng)為l,其中ab邊是一段電阻為R的均勻電阻絲,其余三邊均為電阻可忽略的銅導(dǎo)線,磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度為B,方向垂直紙面向里,現(xiàn)有一與ab段的材料、粗略、長(zhǎng)度都相同的電阻絲PQ架在導(dǎo)線框上,如圖所示,以恒定速度v從ad滑向bc,當(dāng)PQ滑過(guò)l的距離時(shí),通過(guò)aP段電阻絲的電流是多大?
[參考答案]
1.C 2.ACD
3.B?r2;B?r2;N?r
4.AC
5.4:?;11:;11:;?:4
?B ?t
6.A
7.CD
8.2m/s
9.B端;0.4A;E?C;0.032N;水平向右
10.AD ?2
11.5?10;逆時(shí)針?lè)较?/p>
12.ACD ?5
13.正;8?10
14.AC 2
15.nL?B ?t
16.0.5
17.0.1A;0.95V
18.提示:設(shè)OA桿轉(zhuǎn)動(dòng)一周,磁通量的變化量(即OA桿掃過(guò)面積內(nèi)磁感線的條數(shù))為???B?L2
轉(zhuǎn)動(dòng)一周歷時(shí)?t??2?? ????B?L21??B?L2
所以感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小為E?2??t2?
說(shuō)明:本題也可用E?BLv,但v須取平均速度E?BL?L2?1B?L2 2
19.B
20.2m/s
21.2m/s
22.(1)感應(yīng)電流由b?a;安培力方向向左;0.9J;(2)9W
23.m?01.kg;a?10m/s
24.(1)0.04wb/s
(2)4V
(3)0.4A
25.提示:當(dāng)PQ滑過(guò)l時(shí):PQ中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E?BLv,安相當(dāng)于電源,其內(nèi)阻
21312R?R123?2R。由r?R,此時(shí)外電阻RaP?R,RbP?R,是并聯(lián)關(guān)系,R總?333R926BLvEBLv9BLv合電路歐姆定律得I?。通過(guò)aP段的電流為IaP?I?。??2311RR?r11RR?R9
第二篇:《感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)》教案2
感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與電磁感應(yīng)定律
【教學(xué)依據(jù)】
教材 【教學(xué)流程】
1.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì):創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情景→設(shè)計(jì)問(wèn)題→遷移類(lèi)比→回答問(wèn)題→定義概念
2.法拉第電磁感應(yīng)定律:創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情景→提出問(wèn)題→設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)→進(jìn)行實(shí)驗(yàn)→分析與論證→交流與評(píng)估→總結(jié)規(guī)律→規(guī)律應(yīng)用 【學(xué)情分析】
此部分知識(shí)較抽象,而現(xiàn)在學(xué)生的抽象思維能力還比較弱。所以在這節(jié)課的教學(xué)中,應(yīng)該注重體現(xiàn)新課程改革的要求,注意新舊知識(shí)的聯(lián)系,同時(shí)緊扣教材,通過(guò)實(shí)驗(yàn)、類(lèi)比、等效的手段和方法,來(lái)化難為簡(jiǎn)、循序漸進(jìn),力求通過(guò)引導(dǎo)、啟發(fā),使同學(xué)們能利用已掌握的舊知識(shí),來(lái)理解所要學(xué)習(xí)的新規(guī)律,力求通過(guò)明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象啟發(fā)同學(xué)們主動(dòng)起來(lái),從而活躍大腦,激發(fā)興趣,變被動(dòng)記憶為主動(dòng)認(rèn)知?!救S目標(biāo)】
1.知識(shí)與技能:
①知道感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的含義,能區(qū)分磁通量、磁通量的變化量和磁通量的變化率; ②理解法拉第電磁感應(yīng)定律的內(nèi)容和表達(dá)式,會(huì)用法拉第電磁感應(yīng)定律解答有關(guān)問(wèn)題. 2.過(guò)程與方法:
①通過(guò)演示實(shí)驗(yàn),定性分析感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與磁通量變化快慢之間的關(guān)系。培養(yǎng)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)條件的控制能力和對(duì)實(shí)驗(yàn)的觀察能力;
②通過(guò)法拉第電磁感應(yīng)定律的建立,進(jìn)一步定量揭示電與磁的關(guān)系,培養(yǎng)學(xué)生類(lèi)比推理能力和通過(guò)觀察、實(shí)驗(yàn)尋找物理規(guī)律的能力;
??③使學(xué)生明確電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電路,通過(guò)對(duì)公式E=n的理解,引導(dǎo)學(xué)生推導(dǎo)出
?tE=BLv,并學(xué)會(huì)初步的應(yīng)用,提高推理能力和綜合分析能力。
3.情感態(tài)度與價(jià)值觀:
通過(guò)介紹法拉第電磁感應(yīng)定律的建立過(guò)程,培養(yǎng)學(xué)生形成正確的科學(xué)態(tài)度、養(yǎng)成科學(xué)的研究方法。
相當(dāng)于是電源。有電源那么就會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)。
本節(jié)課我們就來(lái)一起探究感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。
此處的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),意圖為在講“感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)”這一概念時(shí),通過(guò)“設(shè)計(jì)問(wèn)題――推理”模式來(lái)進(jìn)行概念教學(xué)。以引導(dǎo)方式來(lái)復(fù)習(xí)閉合電路中電動(dòng)勢(shì)的概念,知道閉合回路中有電流的條件是閉合回路中有電動(dòng)勢(shì)。閉合電路中提供電動(dòng)勢(shì)的裝置是電源。法拉第通過(guò)多年的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)當(dāng)穿過(guò)閉合回路的磁通量發(fā)生變化時(shí),回路中也會(huì)產(chǎn)生電流。我們把此時(shí)的電流叫感應(yīng)電流。雖然回路中沒(méi)有電源,但根據(jù)有電流的條件可知肯定有電動(dòng)勢(shì),把在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)就定義叫感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。
2.探究影響感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小的因素:
問(wèn)題情景設(shè)置一:剛才的實(shí)驗(yàn)中,磁鐵插入過(guò)程中,除了觀察到電流的有無(wú)以外,你還觀察到了電流大小有什么特點(diǎn)嗎?電流大小能說(shuō)明感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小嗎?是什么因素在起影響作用呢?做幾次試試看!
安排此處的內(nèi)容可激發(fā)學(xué)生探究感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小的影響因素的熱情,因?yàn)轱@然每次插入的速度不同時(shí)電流表指針的偏轉(zhuǎn)角度并不相同。這里教師不要急于去說(shuō),對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)這些是未知的卻可以用簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)定性顯示的。有利于培養(yǎng)學(xué)生的探究熱情和能力。
學(xué)生活動(dòng):實(shí)驗(yàn)二,按圖<1>所示裝置將相同的磁鐵以不同的速度從同一位置插入同一個(gè)線圈中,觀察并比較電流計(jì)指針的偏轉(zhuǎn)情況。
教師追問(wèn):看到了什么現(xiàn)象?說(shuō)明了什么?
問(wèn)題情景設(shè)置二:利用學(xué)生已經(jīng)很熟悉的控制變量思想,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步通過(guò)實(shí)驗(yàn)定性探究,如果控制以相同的速度插入,再用不同磁性的磁鐵試試看!
此處的設(shè)計(jì)在于培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)奶骄烤窈蛯じ笤吹乃季S品質(zhì)。學(xué)生活動(dòng):實(shí)驗(yàn)三,按圖<3>所示裝置用磁性不同的條形磁鐵分別從同一位置以相同的速度插入同一個(gè)線圈中,觀察并比較電流計(jì)指針的偏轉(zhuǎn)情況。
教師追問(wèn):兩次插入過(guò)程中磁通量變化是否相同?所用時(shí)間是否相同?看到了什么現(xiàn)象?說(shuō)明了什么?
教師活動(dòng):引導(dǎo)學(xué)生歸納,電流計(jì)的指針偏角大,說(shuō)明產(chǎn)生的電流大,而電流大的原因是電路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大。實(shí)驗(yàn)(2)由于兩次穿過(guò)磁通量變化相同,穿過(guò)越快,時(shí)
①內(nèi)容:電路中感應(yīng)動(dòng)勢(shì)的大小,跟穿過(guò)這一電路的磁通量的變化率成正比。
??????②表達(dá)式:E∝n,E=Kn,(取適當(dāng)?shù)膯挝坏肒=1),則E=n
?t?t?t教師活動(dòng):E=n合線圈的時(shí)間。4.課堂練習(xí)
1.一個(gè)100匝的線圈,在0.5s內(nèi)穿過(guò)它的磁通量從0.01Wb增加到0.09Wb。則線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是 V(16 V)
2.有一個(gè)50匝的線圈,如果穿過(guò)它的磁通量的變化率為0.5Wb/s,則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是 V(25V)
3.下列說(shuō)法正確的是(D)
A、線圈中磁通量變化越大,線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一定越大 B、線圈中的磁通量越大,線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一定越大 C、線圈處在磁場(chǎng)越強(qiáng)的位置,線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一定越大 D、線圈中磁通量變化得越快,線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大
4.如圖所示,把矩形單匝線圈abcd放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,線框平面和磁感線垂直。設(shè)線圈可動(dòng)部ab的長(zhǎng)度為L(zhǎng),以速度v向右勻速平動(dòng),當(dāng)ab運(yùn)動(dòng)到圖示虛線位置時(shí),(1)ab運(yùn)動(dòng)Δt秒內(nèi),回路中的磁通量的變化量如何表示?(2)在這段時(shí)間內(nèi)線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為多少?
問(wèn)題研究:(啟發(fā)學(xué)生推導(dǎo))導(dǎo)體ab向右運(yùn)動(dòng)時(shí),ab棒切割磁感線,同時(shí)穿過(guò)abcd面的磁通量增加,線框中必然要產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。設(shè)經(jīng)過(guò)極短的時(shí)間Δt,導(dǎo)體ab運(yùn)動(dòng)的距離為vΔt,穿過(guò)線框abcd的磁通量的變化量為BLvΔt,線圈匝數(shù)n=1,代入公式:E=nΔΦ/??公式中的n是線圈的匝數(shù),ΔΦ是磁通量的變化量,Δt是穿過(guò)閉?tΔt中,得到E=BLv。
這里可用等效的思想幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)E=BLv,ab棒向右運(yùn)動(dòng),等效于abcd面積增大,而磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度不變,因此磁通量發(fā)生變化。
5.一個(gè)匝數(shù)為100、面積為10cm2的線圈垂直磁場(chǎng)放置,在1s內(nèi)穿過(guò)它的磁場(chǎng)從1T增加到9T。求線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。
解:由電磁感應(yīng)定律可得E=nΔΦ/Δt① ΔΦ= ΔB×S②
第三篇:高二物理電動(dòng)勢(shì)教案2
電動(dòng)勢(shì)
1.教學(xué)目標(biāo)
1.在物理知識(shí)方面的要求: 1.鞏固產(chǎn)生恒定電流的條件; 2.理解、掌握電動(dòng)勢(shì)的概念。
1.在物理方法上的要求:
初步培養(yǎng)從能量和能量轉(zhuǎn)化的觀點(diǎn)分析物理問(wèn)題的方法。1.重點(diǎn)、難點(diǎn)分析
重點(diǎn)和難點(diǎn)都是電動(dòng)勢(shì)的概念。2.教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)
1.復(fù)習(xí)提問(wèn)
在電場(chǎng)中(以勻強(qiáng)電場(chǎng)為例),一檢驗(yàn)電荷從靜止開(kāi)始,只在電場(chǎng)力作用下,將如何運(yùn)動(dòng)?在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,什么力做功,能量如何轉(zhuǎn)化?
欲使檢驗(yàn)電荷逆著所受電場(chǎng)力的方向運(yùn)動(dòng),需要什么條件?在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,什么力做功?能量如何轉(zhuǎn)化?
目的:為引入非靜電力做功和電動(dòng)勢(shì)的概念做鋪墊。2.引入新課
有兩個(gè)導(dǎo)體A和B,其電勢(shì)分別為UA和UB,若UA>UB,當(dāng)用一導(dǎo)線將A、B兩導(dǎo)體相連接時(shí),有什么現(xiàn)象發(fā)生?
為保持導(dǎo)線上產(chǎn)生恒定電流的條件是:(1)有可以自由移動(dòng)的電荷;(2)在導(dǎo)體兩端有恒定的電勢(shì)差。
下面我們就是要研究如何維持導(dǎo)體兩端有恒定的電勢(shì)差。3.主要教學(xué)過(guò)程
1.正電荷從電勢(shì)高的導(dǎo)體A流向電勢(shì)低的導(dǎo)體B,使得導(dǎo)體A正電荷減少,其電勢(shì)降低;導(dǎo)體B的正電荷增加,其電勢(shì)升高,導(dǎo)體A、B的電勢(shì)差逐漸減少。此過(guò)程中是電場(chǎng)力做功,電勢(shì)能減少,電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量。2.欲使持導(dǎo)體A、B的電勢(shì)差恒定,需想辦法將從導(dǎo)體A流向?qū)wB的正電荷從導(dǎo)體B不斷地移回導(dǎo)體A,使導(dǎo)體A的電勢(shì)UA不降低,導(dǎo)體B的電勢(shì)UB不升高,即A、B兩導(dǎo)體間的電勢(shì)差UAB= UAUB保持恒定。
3.在上述過(guò)程中,電場(chǎng)力做負(fù)功,電勢(shì)能增加,是其他形式的能量轉(zhuǎn)化為電能的過(guò)程。也就是說(shuō)一定是某種力克服電場(chǎng)力做正功,這種力一定不是靜電場(chǎng)中的電場(chǎng)力,我們將這種力稱為非靜電力。我們將具有這種性質(zhì)的裝置叫做電源。
電源中的非靜電力可以將正電荷從電源的負(fù)極(電勢(shì)低處)移向電源的正極(電勢(shì)高處),維持電源兩極間有恒定的電勢(shì)差。
從能量轉(zhuǎn)化的角度說(shuō),由于有非靜力做功,其他形式的能量轉(zhuǎn)化為電能。4.為了定量地描述電源內(nèi)非靜電力做功的本領(lǐng),我們引入電動(dòng)勢(shì)的概念。
將電量為q的正電荷,從電源的負(fù)極移向電源的正極的過(guò)程中,電源的非靜電力所做的功W非與被移送的電荷的電量q的比值W非/q叫做電源的電動(dòng)勢(shì)E,即 E= W非/q 在國(guó)際單位制中,電動(dòng)勢(shì)的單位是焦/庫(kù),即伏特,與電勢(shì)、電勢(shì)差的單位相同。電動(dòng)勢(shì)是描寫(xiě)電源性質(zhì)的一個(gè)物理量,它是描寫(xiě)電源內(nèi)非靜電力做功本領(lǐng)的物理量。功是能量轉(zhuǎn)化的量度,從能量轉(zhuǎn)化的角度,也可以說(shuō)電源的電動(dòng)勢(shì)等于電源內(nèi)移動(dòng)單位電荷時(shí)其他形式的能量轉(zhuǎn)化為電能的多少。
5.不同類(lèi)型的電源中,非靜電力的來(lái)源不同。例如在化學(xué)電池中,非靜電力是某種化學(xué)作用;在發(fā)電機(jī)中,非靜電力是一種電磁作用。在化學(xué)電池中,非靜電力做功,是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的過(guò)程,在發(fā)電機(jī)中,非靜電力做功是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的過(guò)程。
6.非靜電力將正電荷從負(fù)極移向正極的過(guò)程中,在電源內(nèi)部,電流牟方向是從負(fù)極到正極,即從電勢(shì)低處流向電勢(shì)高處。在電源內(nèi)有電流,電源對(duì)電流有阻礙作用,所以電源內(nèi)有電阻,叫做電源的內(nèi)電阻r。電源的內(nèi)阻r也是描寫(xiě)電源性質(zhì)的一個(gè)物理量。
1.課堂小結(jié)
1.電源是保持兩極間有恒定電勢(shì)差的裝置,它的主要性質(zhì)是電源內(nèi)的非靜電力做功,從能量轉(zhuǎn)化的角度,將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能。2.描寫(xiě)電源的性質(zhì)的物理量有電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻。
3.在電源內(nèi)部電流方向是從電勢(shì)低處流向電勢(shì)高處。
1.布置作業(yè)
書(shū)面作業(yè)(略)
思考題:當(dāng)電源不接外電路時(shí)(斷路時(shí)),非靜電力與電場(chǎng)力有什么關(guān)系?當(dāng)電源接上外電路時(shí),在電源內(nèi)部非靜電力做的功W非與在外電路中電場(chǎng)力做的功W非有什么關(guān)系? 目的:為下節(jié)課講閉合電路歐姆定律做鋪墊。
第四篇:高二物理《感應(yīng)電動(dòng)機(jī)》教案
教學(xué)目標(biāo)
一、知識(shí)目標(biāo)
1、知道電磁驅(qū)動(dòng)現(xiàn)象.2、知道三相交變電流可以產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng),知道這就是感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的原理.3、知道感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的基本構(gòu)造:定子和轉(zhuǎn)子.4、知道感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn),知道能使用感應(yīng)電動(dòng)機(jī)是三相交變電流的突出優(yōu)點(diǎn).二、能力目標(biāo)
1、培養(yǎng)學(xué)生對(duì)知識(shí)進(jìn)行類(lèi)比分析的能力.2、培養(yǎng)學(xué)生接受新事物、解決新問(wèn)題能力.3、努力培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手操作能力.三、情感目標(biāo)
1、通過(guò)讓學(xué)生了解我國(guó)在磁懸浮列車(chē)方面的研究進(jìn)展,激發(fā)他們的愛(ài)國(guó)熱情和立志學(xué)習(xí)、報(bào)效祖國(guó)的情感.2、在觀察電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造的過(guò)程中,使學(xué)生養(yǎng)成對(duì)新知識(shí)和新事物的探索熱情.教學(xué)建議
1、由于感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的突出優(yōu)點(diǎn),使它應(yīng)用十分廣泛、本節(jié)對(duì)它做了簡(jiǎn)單的介紹,以開(kāi)闊學(xué)生眼界,增加實(shí)際知識(shí).但作為選學(xué)內(nèi)容,對(duì)學(xué)生沒(méi)有太高的要求,做些介紹就可以了.2、可以通過(guò)回憶前一章習(xí)題中提到的電磁驅(qū)動(dòng)現(xiàn)象,本節(jié)的關(guān)鍵是通過(guò)演示、講解使學(xué)生明白三相交變電流也可以產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng),做到電磁驅(qū)動(dòng),這就是感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的原理.這有利于新舊知識(shí)的聯(lián)系和加強(qiáng)學(xué)生學(xué)以致用的意識(shí).有條件的可以看實(shí)物或帶學(xué)生參觀,以增加實(shí)際知識(shí).3、課本中的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的內(nèi)容,簡(jiǎn)要地介紹了感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)原理,其中的核心內(nèi)容是旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)概念.建議教師如果可能的話,應(yīng)找一臺(tái)電動(dòng)機(jī),拆開(kāi)了讓學(xué)生看一看各個(gè)部分的形狀.三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用很廣泛,最好能讓學(xué)生看一些實(shí)際例子.教學(xué)設(shè)計(jì)示例
感應(yīng)電動(dòng)機(jī)
教學(xué)準(zhǔn)備:幻燈片、感應(yīng)電動(dòng)機(jī)模型、學(xué)生電源、旋轉(zhuǎn)磁鐵
教學(xué)過(guò)程:
一、知識(shí)回顧
電磁驅(qū)動(dòng)現(xiàn)象說(shuō)明
二、新課教學(xué):
感應(yīng)電動(dòng)機(jī)
1、過(guò)回憶紹電磁驅(qū)動(dòng)現(xiàn)象:在U形磁鐵中間放一個(gè)鋁框,如果轉(zhuǎn)動(dòng)磁鐵,造成一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng).鋁框就隨著轉(zhuǎn)動(dòng).這種電磁驅(qū)動(dòng)現(xiàn)象.告訴學(xué)生感應(yīng)電動(dòng)機(jī)就是應(yīng)用該原理來(lái)工作的.2、旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生方法:
旋轉(zhuǎn)磁鐵可以得到旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)
在線圈中通入三相交流電也可以得到旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng).3、感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)介紹
定子:固定的電樞稱為定子
轉(zhuǎn)子:中間轉(zhuǎn)動(dòng)的鐵心以及鐵心上鑲嵌的銅條叫轉(zhuǎn)子
4、鼠籠式電動(dòng)機(jī)模型介紹
感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子是由鐵芯和嵌在鐵芯上的閉合導(dǎo)體構(gòu)成的.閉合導(dǎo)體是由嵌在鐵芯凹槽中的銅條(或鋁條)和兩個(gè)銅環(huán)(或鋁環(huán))連在一起制成的,形狀像個(gè)鼠籠,所以這種電動(dòng)機(jī)也叫鼠籠式感應(yīng)電動(dòng)機(jī).5、感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向控制
由于感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造簡(jiǎn)單,因此如果要改變轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)方向,只需要把定子上的任意兩組線圈的電流互換一下就就可以通過(guò)改變旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向來(lái)改變轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng).這種電動(dòng)機(jī)在制造、使用和保養(yǎng)上都比較簡(jiǎn)單,被廣泛應(yīng)用在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上。
第五篇:導(dǎo)線切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)(xiexiebang推薦)
第六講
上課時(shí)間:2014年9月23日
星期二 課
時(shí):兩課時(shí) 總課時(shí)數(shù):12課時(shí)
教學(xué)目標(biāo):1.掌握導(dǎo)線切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)計(jì)算方法,2.掌握導(dǎo)體切割磁感線時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。
3.掌握導(dǎo)體切割磁感線時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小的表達(dá)式。會(huì)計(jì)算B、l、v三者相互垂直的情況下,導(dǎo)體切割磁感線時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小。
教學(xué)重點(diǎn): 本節(jié)重點(diǎn)是導(dǎo)體切割磁感線時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小的計(jì)算 教學(xué)難點(diǎn): 本節(jié)重點(diǎn)是導(dǎo)體切割磁感線時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小的計(jì)算
教
具:電子白板 教學(xué)過(guò)程:
一、組織教學(xué)
檢查學(xué)生人數(shù),填寫(xiě)教室日志,組織學(xué)生上課秩序。
二、復(fù)習(xí)導(dǎo)入
1.磁場(chǎng)中的幾個(gè)基本物理量。
2.電磁力的大小計(jì)算公式及方向的判定。
三、講授新課:
(一)電磁感應(yīng)
電流和磁場(chǎng)是不可分的,有電流就能產(chǎn)生磁場(chǎng),同樣,變化的磁場(chǎng)也能產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)和電流。通常把利用磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的現(xiàn)象稱為電磁感應(yīng)現(xiàn)象。
在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)叫做感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。用字母e表示,國(guó)際單位伏特,簡(jiǎn)稱伏,用符號(hào)V表示。直導(dǎo)體切割磁感線時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì);螺旋線圈中磁感線發(fā)生變化時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。
(二)直導(dǎo)體切割磁感線時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)
直導(dǎo)體切割磁感線時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小可用下面公式計(jì)算: e=BLvsinθ
式中:e---感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),單位伏特,簡(jiǎn)稱伏,用符號(hào)V表示。
B――為磁感應(yīng)強(qiáng)度,單位為特斯拉,簡(jiǎn)稱特,用符號(hào)T表示。
L――導(dǎo)體在垂直于磁場(chǎng)方向上的長(zhǎng)度,單位為米,用符號(hào)m表示。
v----導(dǎo)體切割磁感線速度,單位為米/秒,用符號(hào)m/s表示。θ-----為速度v方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度B方向間的夾角。
上式說(shuō)明:閉合電路中的一段導(dǎo)線在磁場(chǎng)中作切割磁感線時(shí),導(dǎo)線內(nèi)所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度、導(dǎo)線的有效長(zhǎng)度和導(dǎo)線切割磁感線的有效速度的乘積成正比。
由上式可知:當(dāng)B⊥v時(shí),θ=90, sin90o=1,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e最大,最大為BLv;當(dāng)θ=0時(shí),sin0o=0,感應(yīng)電
o
o動(dòng)勢(shì)e最小為0.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向可用右手定則來(lái)判斷:平伸右手,大拇指與其余四指垂直,并與手掌在同一平面內(nèi),手心對(duì)準(zhǔn)N極,讓磁感線垂直穿入手心,大拇指指向?qū)w運(yùn)動(dòng)的方向,則其余四指所指的方向就是感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向。
產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的實(shí)質(zhì):穿過(guò)回路的磁通量發(fā)生變化。
穿過(guò)閉合回路的磁通量發(fā)生變化,就會(huì)在回路中產(chǎn)生電流,該電流稱為感應(yīng)電流。注意:1.公式用于勻強(qiáng)磁場(chǎng)
2.公式中v為瞬時(shí)速度,e為瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì);v為平均速度,e為平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。
3.若導(dǎo)線棒是曲線,則公式中的L為切割磁感線的導(dǎo)體棒的有效長(zhǎng)度,有效長(zhǎng)度的長(zhǎng)度為曲線兩端點(diǎn)的邊線長(zhǎng)度。v⊥L時(shí),導(dǎo)體兩端點(diǎn)之間的距離。4.穿過(guò)回路的磁通量發(fā)生變化就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),電路不閉合時(shí)沒(méi)有感應(yīng)電流,但感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)仍存在。5.切割磁感線時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源。
(三)例題講解
例題
一、如圖1所示電路,閉合電路一部分導(dǎo)體ab處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,ab的長(zhǎng)度為L(zhǎng),以速度v勻速切割磁感線向右運(yùn)動(dòng),求產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)?判斷感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向。
解析:速度v方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度B方向間的夾角為 90, e=BLv。
方向用右手定則判斷:b為低電位,a為高電位。
o
圖1
圖2 例題
二、如圖2所示電路,閉合電路的一部分導(dǎo)體處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,導(dǎo)體以v斜向切割磁感線,求產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。
解析:可以把速度v分解為兩個(gè)分量:垂直于磁感線的分量v1和平行于磁感線的分量v2,后者不切割磁感線,不產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。前者切割磁感線,產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為
e=BLv1=BLvsinθ
(四)、思考練習(xí)
1.在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中,產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是什么?
答:穿過(guò)閉合回路的磁通量發(fā)生變化,就會(huì)在回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流。2.有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生,就會(huì)有感應(yīng)電流產(chǎn)生嗎?
3.關(guān)于感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流,下列說(shuō)法正確的是()。
A.導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí),一定有感應(yīng)電流產(chǎn)生 B.導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí),一定有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生
C.穿過(guò)電路的磁通量發(fā)生變化時(shí),就一定有感應(yīng)電流產(chǎn)生
D.穿過(guò)電路的磁通量發(fā)生變化時(shí),一定產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),不一定產(chǎn)生感應(yīng)電流
4.在均勻磁場(chǎng)中,有一矩形線圈平面與磁場(chǎng)方向垂直,當(dāng)線圈在磁場(chǎng)中平移但不離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí),矩形線圈中將()。
A.產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)
B.產(chǎn)生感應(yīng)電流
C.無(wú)電磁感應(yīng)現(xiàn)象
D.無(wú)法確定
5.運(yùn)動(dòng)導(dǎo)體切割磁感線而產(chǎn)生最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)時(shí),導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)方向與磁感線的夾角為()。
ooooA.0
B.4
5C.90
D.180
6.下列各種情況中的導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大的是()
A.A B.B
C.C
D.D v⊥L時(shí),導(dǎo)體兩端點(diǎn)之間的距離。
A、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=BLv.
B、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=BLv C、設(shè)導(dǎo)體與磁場(chǎng)下邊界的夾角為θ,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=BLv/sinθ
D、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=BLv. 故C正確 故選C
四、課堂小結(jié)
1.電磁感應(yīng)現(xiàn)象
2.直導(dǎo)體切割磁感線時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)
五、布置作業(yè):
練習(xí)題
六、課后反思:
直導(dǎo)體切割磁感線時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)導(dǎo)學(xué)案
(一)電磁感應(yīng)
電流和磁場(chǎng)是不可分的,有電流就能產(chǎn)生磁場(chǎng),同樣,變化的磁場(chǎng)也能產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)和電流。通常把利用磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的現(xiàn)象稱為電磁感應(yīng)現(xiàn)象。
在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)叫做感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。用字母e表示,國(guó)際單位伏特,簡(jiǎn)稱伏,用符號(hào)V表示。兩種產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的情況:直導(dǎo)體切割磁感線時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì);螺旋線圈中磁感線發(fā)生變化時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。
(二)直導(dǎo)體切割磁感線時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)
直導(dǎo)體切割磁感線時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小可用下面公式計(jì)算: e=BLvsinθ
式中:e---感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),單位伏特,簡(jiǎn)稱伏,用符號(hào)V表示。
B――為磁感應(yīng)強(qiáng)度,單位為特斯拉,簡(jiǎn)稱特,用符號(hào)T表示。
L――導(dǎo)體在垂直于磁場(chǎng)方向上的長(zhǎng)度,單位為米,用符號(hào)m表示。
v----導(dǎo)體切割磁感線速度,單位為米/秒,用符號(hào)m/s表示。θ-----為速度v方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度B方向間的夾角。
上式說(shuō)明:閉合電路中的一段導(dǎo)線在磁場(chǎng)中作切割磁感線時(shí),導(dǎo)線內(nèi)所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度、導(dǎo)線的有效長(zhǎng)度和導(dǎo)線切割磁感線的有效速度的乘積成正比。
由上式可知:當(dāng)B⊥v時(shí),θ=90, sin90o=1,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e最大,最大為BLv;當(dāng)θ=0時(shí),sin0o=0,感應(yīng)電
o
o動(dòng)勢(shì)e最小為0.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向可用右手定則來(lái)判斷:平伸右手,大拇指與其余四指垂直,并與手掌在同一平面內(nèi),手心對(duì)準(zhǔn)N極,讓磁感線垂直穿入手心,大拇指指向?qū)w運(yùn)動(dòng)的方向,則其余四指所指的方向就是感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向。
產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的實(shí)質(zhì):穿過(guò)回路的磁通量發(fā)生變化。
穿過(guò)閉合回路的磁通量發(fā)生變化,就會(huì)在回路中產(chǎn)生電流,該電流稱為感應(yīng)電流。注意:1.公式用于勻強(qiáng)磁場(chǎng)
2.穿過(guò)回路的磁通量發(fā)生變化就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),電路不閉合時(shí)沒(méi)有感應(yīng)電流,但感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)仍存在。
3.切割磁感線時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源。
(三)例題講解
例題
一、如圖1所示電路,閉合電路一部分導(dǎo)體ab處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,ab的長(zhǎng)度為L(zhǎng),以速度v勻速切割磁感線向右運(yùn)動(dòng),求產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)?判斷感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向。
解析:速度v方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度B方向間的夾角為 90, e=BLv。
方向用右手定則判斷:b為低電位,a為高電位。
o
圖1
圖2 例題
二、如圖2所示電路,閉合電路的一部分導(dǎo)體處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,導(dǎo)體以v斜向切割磁感線,求產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。
解析:可以把速度v分解為兩個(gè)分量:垂直于磁感線的分量v1和平行于磁感線的分量v2,后者不切割磁感線,不產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。前者切割磁感線,產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為
e=BLv1=BLvsinθ
練習(xí)題
1.在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中,產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的條件是什么?
2.在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中,產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是什么?
3..有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生,就會(huì)有感應(yīng)電流產(chǎn)生嗎?
4.關(guān)于感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流,下列說(shuō)法正確的是()。
A.導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí),一定有感應(yīng)電流產(chǎn)生 B.導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí),一定有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生
C.穿過(guò)電路的磁通量發(fā)生變化時(shí),就一定有感應(yīng)電流產(chǎn)生
D.穿過(guò)電路的磁通量發(fā)生變化時(shí),一定產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),不一定產(chǎn)生感應(yīng)電流
5.在均勻磁場(chǎng)中,有一矩形線圈平面與磁場(chǎng)方向垂直,當(dāng)線圈在磁場(chǎng)中平移但不離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí),矩形線圈中將()。
A.產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)
B.產(chǎn)生感應(yīng)電流
C.無(wú)電磁感應(yīng)現(xiàn)象
D.無(wú)法確定
6.運(yùn)動(dòng)導(dǎo)體切割磁感線而產(chǎn)生最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)時(shí),導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)方向與磁感線的夾角為()。A.0o
B.45o
C.90o
D.180o
7.下列各種情況中的導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大的是()
A.A B.B
C.C
D.D 8.均勻磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B為0.8T,直導(dǎo)體在磁場(chǎng)中有效長(zhǎng)度L為20cm,導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向夾角為30o,導(dǎo)線以10m/s 的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng),如圖3所示,求直導(dǎo)體上感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和方向。
練習(xí)題答案
1.在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中,產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的條件是什么? 答:穿過(guò)回路的磁通量發(fā)生變化。
2.在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中,產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是什么? 答:穿過(guò)閉合回路的磁通量發(fā)生變化。
3..有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生,就會(huì)有感應(yīng)電流產(chǎn)生嗎? 答:不一定。
4.關(guān)于感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流,下列說(shuō)法正確的是(D)。
A.導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí),一定有感應(yīng)電流產(chǎn)生 B.導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí),一定有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生
C.穿過(guò)電路的磁通量發(fā)生變化時(shí),就一定有感應(yīng)電流產(chǎn)生
D.穿過(guò)電路的磁通量發(fā)生變化時(shí),一定產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),不一定產(chǎn)生感應(yīng)電流
5.在均勻磁場(chǎng)中,有一矩形線圈平面與磁場(chǎng)方向垂直,當(dāng)線圈在磁場(chǎng)中平移但不離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí),矩形線圈中將(C)。
A.產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)
B.產(chǎn)生感應(yīng)電流
C.無(wú)電磁感應(yīng)現(xiàn)象
D.無(wú)法確定
6.運(yùn)動(dòng)導(dǎo)體切割磁感線而產(chǎn)生最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)時(shí),導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)方向與磁感線的夾角為(C)。A.0o
B.45o
C.90o
D.180o
7.下列各種情況中的導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大的是(C)
A.A B.B
C.C
D.D 8.均勻磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B為0.8T,直導(dǎo)體在磁場(chǎng)中有效長(zhǎng)度L為20cm,導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向夾角為30o,導(dǎo)線以10m/s 的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng),如圖3所示,求直導(dǎo)體上感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和方向。