高中物理 第一章 电磁感应 习题课 法拉第电磁感应定律的应用课件 教科版选修32.ppt

习题课 法拉第电磁感应定律的应用 第一章电磁感应 1 理解公式e n与e blv的区别和联系 2 会分析求解导体绕一端转动切割磁感线的问题 3 会计算电磁感应中的电荷量 目标定位 二 导体转动切割磁感线产生的感应电动势的计算 三 电磁感应中的电荷量问题 栏目索引 对点检测自查自纠 知识梳理 1 研究对象不同e n研究的是整个闭合回路 适用于各种电磁感应现象 e blv研究的是闭合回路上的一部分 即做切割磁感线运动的导体 2 实际应用不同e n应用于磁感应强度变化所产生的感应电动势较方便 e blv应用于导体切割磁感线所产生的感应电动势较方便 3 e的意义不同e n一般求得的是平均感应电动势 e blv一般用于求瞬时感应电动势 典例精析 例1如图1所示 导轨om和on都在纸面内 导体ab可在导轨上无摩擦滑动 若ab以5m s的速度从o点开始沿导轨匀速右滑 导体与导轨都足够长 它们每米长度的电阻都是0 2 磁场的磁感应强度为0 2t 求 1 3s末夹在导轨间的导体长度是多少 此时导体切割磁场产生的感应电动势多大 回路中的电流约为多少 图1 解析答案 解析夹在导轨间的部分导体切割磁感线产生的电动势才是电路中的感应电动势 3s末时刻 夹在导轨间导体的长度为 2 3s内回路中的磁通量变化了多少 此过程中的平均感应电动势为多少 解析答案 返回 二 导体转动切割磁感线产生的感应电动势的计算 典例精析 例2长为l的金属棒ab以a点为轴在垂直于匀强磁场的平面内以角速度 做匀速转动 如图2所示 磁感应强度为b 求 解析答案 图2 1 ab棒中点速率的平均值 2 ab两端的电势差 图2 3 经时间 t金属棒ab所扫过的面积中的磁通量为多少 此过程中平均感应电动势多大 返回 方法总结 解析答案 解析经时间 t金属棒ab所扫过的扇形面积为 s 返回 方法总结 如图3所示 长为l的导体棒在磁感应强度为b的匀强磁场中以角速度 绕o点匀速转动 则oa两端产生的感应电动势e b l2 图3 三 电磁感应中的电荷量问题 知识梳理 注意 求解电路中通过的电荷量时 一定要用平均感应电动势和平均感应电流计算 典例精析 例3如图4甲所示 有一面积为s 100cm2的金属环 电阻为r 0 1 环中磁场随时间变化的规律如图乙所示 且磁场方向垂直纸面向里 在t1到t2时间内 通过金属环的电荷量是多少 解析答案 图4 答案0 01c 针对训练如图5所示 将直径为d 电阻为r的闭合金属环从磁感应强度为b的匀强磁场中拉出 在这一过程中 求 1 磁通量的改变量 图5 2 通过金属环某一截面的电荷量 返回 解析答案 对点检测自查自纠 1 2 3 4 解析答案 1 公式e n的应用 如图6中画出的是穿过一个闭合线圈的磁通量随时间的变化规律 以下哪些认识是正确的 a 0 0 3s内线圈中的电动势在均匀增加b 第0 6s末线圈中的感应电动势是4vc 第0 9s末线圈中的瞬时电动势比0 2s末的小d 第0 2s末和0 4s末的瞬时电动势的方向相同 图6 1 2 3 4 答案b 解析答案 2 公式e blv的应用 多选 如图7所示 一导线弯成半径为a的半圆形闭合回路 虚线mn右侧有磁感应强度为b的匀强磁场 方向垂直于回路所在的平面 回路以速度v向右匀速进入磁场 直径cd始终与mn垂直 从d点到达边界开始到c点进入磁场为止 下列结论正确的是 a cd段直导线始终不受安培力b 感应电动势一直增大c 感应电动势最大值em bav 1 2 3 4 图7 1 2 3 4 答案cd 解析由f bil可知 当垂直磁感线方向放置的导线中有电流时 导线受到安培力的作用 选项a错误 感应电动势e blv l为有效长度 先增大后减小 b错误 切割磁感线等效长度最大时的感应电动势最大 故em bav c正确 1 2 3 4 3 转动切割产生的电动势 如图8所示 均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框 半圆直径与磁场边缘重合 磁场方向垂直于纸面向里 磁感应强度大小为b0 使该线框从静止开始绕过圆心o 垂直于半圆面的轴以角速度 匀速转动半周 在线框中产生感应电流 现使线框保持图中所示位置 磁感应强度大小随时间线性变化 为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流 磁感应强度随时间的变化率的大小应为 解析答案 图8 1 2 3 4 答案c 1 2 3 4 4 电磁感应中的电荷量计算 物理实验中 常用一种叫做 冲击电流计 的仪器测定通过电路的电荷量 如图9所示 探测线圈与冲击电流计串联后可用来测定磁场的磁感应强度 已知线圈的匝数为n 面积为s 线圈与冲击电流计组成的