高二物理感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小的的計(jì)算

1、習(xí)題課感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小的的計(jì)算一、教學(xué)目標(biāo)：.熟練應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小。.培養(yǎng)學(xué)生分析、解決問題的能力二、教學(xué)重點(diǎn)：應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小三、教學(xué)難點(diǎn)：培養(yǎng)學(xué)生分析、解決問題的能力四、教 具：幻燈片、投影儀五、教法：講練結(jié)合六、教學(xué)過程：(一)簡(jiǎn)要復(fù)習(xí)基礎(chǔ)知識(shí)：.提問：法拉第電磁感應(yīng)定律的內(nèi)容是什么寫出計(jì)算公式。答：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比。公式E n(感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小) t.提問：寫出導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小的表達(dá)式，使用這個(gè)公式時(shí)應(yīng)注意什么答：E Blv這個(gè)公式表示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度、導(dǎo)線、導(dǎo)線的

2、運(yùn)動(dòng)方向三者垂直時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)等于磁感應(yīng)強(qiáng)度 B、導(dǎo)線長(zhǎng)度1、導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)速度 v的乘積。(二)例題精講【例1】如圖1所示，是一個(gè)水平放置的導(dǎo)體框架，寬度L=1.50m ,接有電阻 R= Q ,設(shè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)和框架平面垂直 ,T x x x ，金-b圖 T x x x ，金-b圖 1并能無(wú)摩擦地沿框滑動(dòng)，框架及導(dǎo)體ab電阻均不計(jì)，當(dāng)ab以v=4.0m/s的速度向右勻速滑動(dòng)時(shí)，試求：(1)導(dǎo)體ab上的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小(2)回路上感應(yīng)電流的大小(3)要維持ab作勻速運(yùn)動(dòng)，求外力多大分析與解答：已知做切割運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)線長(zhǎng)度、切割速度和磁感應(yīng)強(qiáng)度，可直接運(yùn)用公式E Blv求感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；再由歐姆定律求電流強(qiáng)度，最后

3、由平衡條件判定安培力及外力(1)導(dǎo)體ab上的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小E Blv =(2)導(dǎo)體ab相當(dāng)于電源，由閉合電路歐姆定律得IE- 4.0AR r(3)對(duì)導(dǎo)體ab,所受安培力F安BIL 0.80N,由平衡條件知，外力F F安0.80N.點(diǎn)評(píng)：若求外力 F的功率，則可由功率公式 P=Fv求得，因?yàn)橥饬β屎桶才嗔β氏嗟?，也可以?P=IE=I2R (電路消耗的電功率和外力的機(jī)械功率相等)求得由于導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)過程中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不變，瞬時(shí)值等于平均值，所以也可以用下式求EE B-S t t如果這時(shí)跨接在電阻兩端有一個(gè)電壓表，測(cè)得的就是外電路上的電壓，即RU IR E R r【例題2】如圖2所示，將一條形磁鐵

4、插入某一閉合線圈，第一次用，第二次用。設(shè)插 入方式相同，試求：(1):兩次線圈中的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)之比解：且E解：且E2t1t2tl(2):兩次線圈之中電流之比EE2加 I1 E1 REE2 TOC o 1-5 h z 解：1I2 R E2(3)兩次通過線圈的電荷量之比解：正J-J11q2I 2 t21(4)兩次在R中產(chǎn)生的熱量之比圖圖7圖 圖 4 TOC o 1-5 h z 一.2 _一Q1I12Rt12Q2I；Rt21【例題3】如圖3所示，有一勻強(qiáng)磁場(chǎng) B=X10-3T,在垂直磁場(chǎng)的平面內(nèi)，有一金屬棒AO,繞平行于磁場(chǎng)的 。軸順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，已知棒長(zhǎng) L=0.20m,角速度co =20rad/s

5、,求：棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)有多大分析與解答：棒轉(zhuǎn)過一周后，所用時(shí)間BS,故BSBL分析與解答：棒轉(zhuǎn)過一周后，所用時(shí)間BS,故BSBL2E- 一t22,2, 一t ,OA掃過的面積S8 10 4V。, 2 一L ,切割的磁通量點(diǎn)評(píng)：此題也可以用E Blv進(jìn)行計(jì)算，因?yàn)閺?。一A,各點(diǎn)的線速度是均勻變化的, 故可取棒中點(diǎn)的速度代表棒的平均速度，由 E Blv中 BL ( L/2) BL2 /2,仍可得點(diǎn)評(píng)：此題也可以用到上面的結(jié)果?！纠}4】如圖4所示，矩形線圈由100匝組成，ab邊長(zhǎng)Li=0.40m, ad邊長(zhǎng)L2=0.20m ,在B=的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一兩短邊中點(diǎn)的連線為軸轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速n =50r/s

6、求：(1)線圈從圖4 (a)所示的位置起，轉(zhuǎn)過 1800的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為多大(2)線圈從圖4 (b)所示的位置起，轉(zhuǎn)過 1800的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為多大分析與解答:E2BSn = n 分析與解答:E2BSn = n n 80 Vt 112n 2nE-=n t討論：為什么第一種情況下EW0,而第二種情況下 E=0這是因?yàn)樵诘谝环N情況下,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)只是大小發(fā)生了變化，而方向沒有發(fā)生變化， 故這是因?yàn)樵诘谝环N情況下,平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不為零； 而在第二種情況下， 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和方向均發(fā)生了變化，故平 均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零。（三）課堂練習(xí)與課后作業(yè).如圖5所示，MN為水平面內(nèi)的平行金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌處在豎直向

7、下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)弓雖度為B, ab、cd兩根導(dǎo)體棒長(zhǎng)為L(zhǎng),并以相同的速度 v勻速運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)軌間電阻為R,則MN間電壓為,通過R的電流強(qiáng)度為 。.有一總電阻為 5的閉合導(dǎo)線，其中 1m長(zhǎng)部分直導(dǎo)線在磁感應(yīng)強(qiáng)度為2T的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，以5m/s的速度沿與磁感線成 30o角的方向運(yùn)動(dòng)，如圖 6所示，該直導(dǎo)線產(chǎn)生的圖5No圖6感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為V,磁場(chǎng)對(duì)直導(dǎo)線部分的作用力大小為圖5No圖6.有一面積為S=100cm2的金屬環(huán)，電阻R= Q ,環(huán)中磁場(chǎng)變化規(guī)律如圖7所示，磁場(chǎng)方向垂直環(huán)面向里，則通過金屬環(huán)的電荷量為 Co.如圖8所示,線圈內(nèi)有理想邊界的磁場(chǎng)，當(dāng)磁場(chǎng)均勻增加時(shí)， 有一帶電粒子靜止于平行板（兩板水平放置）電容器中間。若線圈的匝數(shù)為n,面積為S,平行板電容器的板間距離為d,粒子的質(zhì)量為 m,帶電荷量為q,則磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率為 .如圖9所示，處于水平面內(nèi)的長(zhǎng)平行金屬框架內(nèi)接有電阻Ri、R2, Ri=R2=1 框架電阻不計(jì)，垂直框架平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B=，平行框架間距 L=0.5m, 一金屬桿ab沿垂直于框架方向放在框架上，其電阻不計(jì)，金屬桿可以沿框架接觸良好的無(wú)摩擦地滑動(dòng)，試求：(1)金屬桿中點(diǎn)突然