《动生现象分析》学习任务单

1、动生现象分析学习任务单【学习目标】1 从“运动和相互作用观念”出发认识动生电动势。2. 了解动生电动势的产生与洛伦兹力的关系。3. 从两个角度了解转动切割时产生的动生电动势大小。【课前预习任务】1人教版选修3-2第四章电磁感应第5节电磁感应的两类现象2. 复习法拉第电磁感应定律3. 复习楞次定律和右手切割定则4. 复习左手定则【课上学习任务】一、导体棒直线切割问题分析分析讨论：如图6-1所示，闭合导体线框MNPQ处于匀强磁场中，磁感应 强度是B,其中一部分导体ab长L,正在以速度牛匀速切割磁感线，试分析下 列问题：QX pX-X I X xfxX &图6-1（1）回路中哪一段导体相当于电源？（

2、2）该电源产生的感应电流方向如何？ M、N哪一点电势高？（3）试画出图6-1对应的等效电路。（4）试推导该回路产生的感应电动势大小？（5）若轨道宽度仍未厶导体棒MN按下列方式运动，如图6-3甲、乙，回路 中产生的感应电动势大小如何表示？甲乙图6-3（6）上述儿种情况下，导体棒MN所受安培力方向如何?例1如图6-7所示,水平面上有两根相距0.5m的足够长的平行金属导轨MN 和PQ,它们的电阻不计，在M和P之间接有R=3.QQ.的定值电阻，质量w = 0.01kg 导体棒长ab=0.5m,其电阻为r=1.0G,与导轨接触良好。整个装置处于方向竖直 向下的匀强磁场中，5=0.4To使ab在恒定外力F

3、作用下从静止开始运动，最终 导体棒以v=10m / s的速度向右做匀速运动。试分析以下问题：（1）闭合导体回路中，哪一段导体相当于电源？其正负极分别是哪一端？（2）稳定后闭合导体回路中的电流多少？（3）稳定后ab两点间的电压多少？（4）稳定后维持ab做匀速运动的外力多少？（5）稳定后外力做功的功率是多少？（6）稳定后ab向右运动lm的过程中,外力做的功是多少？（7）稳定后回路中产生的热量0是多少？（8）试分析说明导体棒从静止到达到匀速运动之前的运动规律？（9）撤去外力后，回路中还能产生多少焦耳热G?二、动生电动势与洛伦兹力的关系下面我们从微观上思考下面的问题。为了研究方便，我们假定导体回路中

4、自由移动的电荷带正电：（1）试画出图6-1情景中导体棒内自III电荷相对于屏幕运动的大致方向？（2）上述回路中正电荷定向移动过程中所受洛伦兹力的方向？三、导体棒转动切割磁感线问题分析分析讨论：如图6-13所示，长为Z的铜杆OA以O为轴在垂直于匀强磁场 的平面内以角速度。匀速转动，磁场的磁感应强度为疗，求杆OA杆产生的感应 电动势大小，并判断O、A两点电势的高低。例2. 一直升飞机停在北半球的地磁极上空，该处地磁场的方向竖直向下, 磁感应强度为直升飞机螺旋桨叶片的长度为/，螺旋桨转动的频率为/，顺着 地磁场的方向看螺旋桨，螺旋桨按顺时针方向转动.螺旋桨叶片的近轴端为a, 远轴端为b,如图6-15所示.如果忽略a到转轴中心线的距离，用表示每个 叶片中的感应电动势，则（）图 6-15A. E = nfl2B,且a点电势低于b点电势B. E = 211 fl2B,且a点电势低于b点电势C. E = irfl2B,且a点电势高于b点电势D. E = 2nfl2B,且a点电势高于b点电势例3.如图6-17所示，竖直平面内有一金属圆环，半径为a,总电阻为R（指 剪开拉直时的电阻），磁感应强度为3的匀强磁场垂直穿过环平面。环的最高点 A用狡链连接长度为加、电阻为的导体棒AB, AB由水平位置