2017-2018學年高中物理 第一章 電磁感應 習題課 法拉第電磁感應定律的應用課件 教科版選修3-2.ppt

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習題課：法拉第電磁感應定律的應用,第一章電磁感應,1.理解公式E＝n與E＝BLv的區(qū)別和聯(lián)系.2.會分析求解導體繞一端轉動切割磁感線的問題.3.會計算電磁感應中的電荷量.,,目標定位,二、導體轉動切割磁感線產(chǎn)生的感應電動勢的計算,三、電磁感應中的電荷量問題,,欄目索引,,,對點檢測自查自糾,,,,,知識梳理,1.研究對象不同E＝n研究的是整個閉合回路，適用于各種電磁感應現(xiàn)象；E＝BLv研究的是閉合回路上的一部分，即做切割磁感線運動的導體.2.實際應用不同E＝n應用于磁感應強度變化所產(chǎn)生的感應電動勢較方便；E＝BLv應用于導體切割磁感線所產(chǎn)生的感應電動勢較方便.3.E的意義不同E＝n一般求得的是平均感應電動勢；E＝BLv一般用于求瞬時感應電動勢.,典例精析,例1如圖1所示，導軌OM和ON都在紙面內，導體AB可在導軌上無摩擦滑動，若AB以5m/s的速度從O點開始沿導軌勻速右滑，導體與導軌都足夠長，它們每米長度的電阻都是0.2Ω，磁場的磁感應強度為0.2T.求：(1)3s末夾在導軌間的導體長度是多少？此時導體切割磁場產(chǎn)生的感應電動勢多大？回路中的電流約為多少？,圖1,,解析答案,解析夾在導軌間的部分導體切割磁感線產(chǎn)生的電動勢才是電路中的感應電動勢.3s末時刻，夾在導軌間導體的長度為,(2)3s內回路中的磁通量變化了多少？此過程中的平均感應電動勢為多少？,,解析答案,返回,二、導體轉動切割磁感線產(chǎn)生的感應電動勢的計算,,典例精析,例2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以角速度ω做勻速轉動，如圖2所示，磁感應強度為B，求：,解析答案,圖2,(1)ab棒中點速率的平均值；,(2)ab兩端的電勢差；,圖2,(3)經(jīng)時間Δt金屬棒ab所掃過的面積中的磁通量為多少？此過程中平均感應電動勢多大？,,返回,方法總結,解析答案,解析經(jīng)時間Δt金屬棒ab所掃過的扇形面積為ΔS，,,返回,方法總結,,如圖3所示，長為L的導體棒在磁感應強度為B的勻強磁場中以角速度ω繞O點勻速轉動，則OA兩端產(chǎn)生的感應電動勢E＝BωL2.,圖3,三、電磁感應中的電荷量問題,知識梳理,注意：求解電路中通過的電荷量時，一定要用平均感應電動勢和平均感應電流計算.,典例精析,例3如圖4甲所示，有一面積為S＝100cm2的金屬環(huán)，電阻為R＝0.1Ω，環(huán)中磁場隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示，且磁場方向垂直紙面向里，在t1到t2時間內，通過金屬環(huán)的電荷量是多少？,,解析答案,圖4,答案0.01C,針對訓練如圖5所示，將直徑為d、電阻為R的閉合金屬環(huán)從磁感應強度為B的勻強磁場中拉出，在這一過程中，求：(1)磁通量的改變量；,圖5,(2)通過金屬環(huán)某一截面的電荷量.,,返回,解析答案,對點檢測自查自糾,1,2,3,4,,解析答案,1.(公式E＝n的應用)如圖6中畫出的是穿過一個閉合線圈的磁通量隨時間的變化規(guī)律，以下哪些認識是正確的()A．0～0.3s內線圈中的電動勢在均勻增加B．第0.6s末線圈中的感應電動勢是4VC．第0.9s末線圈中的瞬時電動勢比0.2s末的小D．第0.2s末和0.4s末的瞬時電動勢的方向相同,圖6,1,2,3,4,答案B,,解析答案,2.(公式E＝BLv的應用)(多選)如圖7所示，一導線彎成半徑為a的半圓形閉合回路，虛線MN右側有磁感應強度為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，下列結論正確的是()A.CD段直導線始終不受安培力B.感應電動勢一直增大C.感應電動勢最大值Em＝Bav,1,2,3,4,圖7,1,2,3,4,答案CD,解析由F＝BIL可知，當垂直磁感線方向放置的導線中有電流時，導線受到安培力的作用，選項A錯誤，感應電動勢E＝BLv，L為有效長度，先增大后減小，B錯誤；切割磁感線等效長度最大時的感應電動勢最大，故Em＝Bav，C正確；,1,2,3,4,,3.(轉動切割產(chǎn)生的電動勢)如圖8所示，均勻磁場中有一由半圓弧及其直徑構成的導線框，半圓直徑與磁場邊緣重合；磁場方向垂直于紙面向里，磁感應強度大小為B0.使該線框從靜止開始繞過圓心O、垂直于半圓面的軸以角速度ω勻速轉動半周，在線框中產(chǎn)生感應電流.現(xiàn)使線框保持圖中所示位置，磁感應強度大小隨時間線性變化.為了產(chǎn)生與線框轉動半周過程中同樣大小的電流，磁感應強度隨時間的變化率的大小應為(),解析答案,圖8,1,2,3,4,答案C,,1,2,3,4,4.(電磁感應中的電荷量計算)物理實驗中，常用一種叫做“沖擊電流計”的儀器測定通過電路的電荷量.如圖9所示，探測線圈與沖擊電流計串聯(lián)后可用來測定磁場的磁感應強度.已知線圈的匝數(shù)為n，面積為S，線圈與沖擊電流計組成的回路電阻為R.若將線圈放在被測勻強磁場中，開始時線圈平面與磁場垂直，現(xiàn)把探測線圈翻轉180，沖擊電流計測出通過線圈的電荷量為q，由上述數(shù)據(jù)可測出被測磁場的磁感應強度為(),解析答案,圖9,C,返回,本課結束,