《高中物理 第一章 電磁感應(yīng) 第5節(jié) 電磁感應(yīng)規(guī)律的應(yīng)用課件 粵教版選修32》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高中物理 第一章 電磁感應(yīng) 第5節(jié) 電磁感應(yīng)規(guī)律的應(yīng)用課件 粵教版選修32（36頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、第五節(jié)電磁感應(yīng)規(guī)律的應(yīng)用知識點(diǎn)1 法拉第電機(jī)1法拉第發(fā)電機(jī)的原理圖：如圖 151 所示，在 OA 間接上負(fù)載，就可以進(jìn)行正常工作圖 1512電機(jī)工作時(shí)電動勢的大小：_.注意：只適用于導(dǎo)體旋轉(zhuǎn)的方向垂直于磁場方向，且 L 為有效長度3電勢高低的判斷方法：由楞次定律，電荷由 AO 聚集，OA 相當(dāng)于電源，因此 O 點(diǎn)電勢高知識點(diǎn)2 電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化1能量轉(zhuǎn)化：電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，外力克服安培力做功轉(zhuǎn)化成電能；電能通過電流做功，轉(zhuǎn)化成其他形式的能2能量守恒：外力克服安培力做的功與產(chǎn)生的電能相等知識點(diǎn)3 導(dǎo)體在磁場中做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的計(jì)算1電動勢計(jì)算式：在勻速轉(zhuǎn)動時(shí)，電動勢等于平均值，于2適

2、用條件：只在勻強(qiáng)磁場中導(dǎo)體作切割磁感線運(yùn)動時(shí)產(chǎn)生的電動勢ENBS3可以利用公式_計(jì)算閉合線圈在磁場中繞某個(gè)軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢【例題】如圖 152 所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B 的勻強(qiáng)磁場中，有半徑為 r 的光滑半圓形導(dǎo)體框架，OC 為一能繞 O 在框架上滑動的導(dǎo)體棒，OC 之間連一個(gè)電阻 R，導(dǎo)體框架與導(dǎo)體電阻均不計(jì)，若要使 OC 能以角速度勻速轉(zhuǎn)動，則外力做功的功率是()圖 152AB22r4/RBB22r4/(2R)CB22r4/(4R)DB22r4/(8R)答案：C1如圖 153 所示，ab 為一金屬桿，它處在垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場中，可繞 a 點(diǎn)在紙面內(nèi)轉(zhuǎn)動；S 為以 a 為圓心

3、位于紙面內(nèi)的金屬圓環(huán)；在桿轉(zhuǎn)動過程中，桿的 b 端與金屬環(huán)保持良好接觸；A 為電流表，其一端與金屬環(huán)相連，一端與a點(diǎn)良好接觸當(dāng)桿沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動時(shí)，某時(shí)刻 ab 桿的位置如圖，則此時(shí)刻()圖 153A有電流通過電流表，方向由 cd；作用于 ab 的安培力向右B有電流通過電流表，方向由 cd；作用于 ab 的安培力向左C有電流通過電流表，方向由 dc；作用于 ab 的安培力向右D無電流通過電流表，作用于 ab 的安培力為零解析：當(dāng)導(dǎo)體桿ab 順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動時(shí)，切割磁感線，由法拉第電磁感應(yīng)定律知產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，由右手定則可知將產(chǎn)生由a 到 b 的感應(yīng)電流，安培表的d 端與 a 端相連，c 端與 b

4、 端相連，則通過安培表的電流是由 c 到 d，而導(dǎo)體桿在磁場中會受到磁場力的作用，由左手定則可判斷出磁場力的方向?yàn)樗较蛴?，阻礙導(dǎo)體桿的運(yùn)動，所以 A 正確答案:A知識點(diǎn)4 電路中各點(diǎn)電勢高低的比較當(dāng)導(dǎo)體作切割磁感線運(yùn)動時(shí)會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，在導(dǎo)體內(nèi)部各點(diǎn)的電勢高低的判斷，可以根據(jù)電源內(nèi)部電流從低電勢向高電勢流動確定(1)利用法拉第電磁感應(yīng)定律計(jì)算感應(yīng)電動勢；(2)利用閉合電路歐姆定律和電路的串并聯(lián)知識計(jì)算電路中各部分的電壓；(3)利用電勢的有關(guān)知識判斷電路中各點(diǎn)電勢的高低【例題】如圖 154 所示，有一夾角為的金屬角架，角架所圍區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B，方向與角架所在平面垂直

5、，一段直導(dǎo)線 ab，從角頂 c 貼著角架以速度v 向右勻速運(yùn)動，求：圖 154(1)t 時(shí)刻角架的瞬時(shí)感應(yīng)電動勢(2)t 時(shí)間內(nèi)角架的平均感應(yīng)電動勢是多少？解析：導(dǎo)線ab 從頂點(diǎn)c 向右勻速運(yùn)動，切割磁感線的有效長度de 隨時(shí)間變化，設(shè)經(jīng)時(shí)間t，ab 運(yùn)動到de 的位置，則decetan vttan (1)t 時(shí)刻的瞬時(shí)感應(yīng)電動勢為：EBLvBv2ttan (2)t 時(shí)間內(nèi)平均感應(yīng)電動勢為：答案：見解析2如圖 155 所示，有一勻強(qiáng)磁場 B1.0103T，在垂直磁場的平面內(nèi)，有一金屬棒 AO，繞平行于磁場的 O 軸順時(shí)針轉(zhuǎn)動，已知棒長 L0.20 m，角速度20 rad/s，求：(1)O、A

6、哪一點(diǎn)電勢高？(2)棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢有多大？答案：(1)A (2)E4104 V 圖 155(1)正確使用電功率的公式_; 知識點(diǎn)5 利用電功率、電功及歐姆定律解答電路中有關(guān)能量問題利用電功率、電功、能量守恒定律可計(jì)算電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的能量問題(2)利用能量守恒定律正確處理電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的能量轉(zhuǎn)化問題U2RI2RPIU【例題】如圖 156 所示，在 B0.5 T 的勻強(qiáng)磁場中，垂直于磁場方向水平放置著兩根相距為 h0.1 m 的平行金屬導(dǎo)軌 MN 和 PQ，導(dǎo)軌的電阻不計(jì)，在兩根導(dǎo)軌的端點(diǎn) N、Q 之間連接一個(gè) R0.3 的電阻導(dǎo)軌上跨放著一根長為 L0.2 m，每米長的電阻為 r0 2.0

7、的金屬棒 ab，金屬棒與導(dǎo)軌垂直放置，交點(diǎn)為 c、d，當(dāng)金屬棒以速度 v4.0 m/s 向左勻速運(yùn)動時(shí)，試求：(1)電阻 R 中的電流大小(2)Ucd 和 Uab.圖 156解析：(1)cd 段導(dǎo)線切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為0.120.5(0.20.1)4.00.32 V.答案：見解析3如圖 157 甲所示，直角坐標(biāo)系 Oxy 的 1、3 象限內(nèi)有勻強(qiáng)磁場，第 1 象限內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 2B，第 3 象限內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 B，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向均垂直于紙面向里現(xiàn)將半徑為l，圓心角為 90的扇形導(dǎo)線框OPQ 以角速度繞O點(diǎn)在紙面內(nèi)沿逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動，導(dǎo)線框回路電阻為 R.圖 157(1)求

8、導(dǎo)線框中感應(yīng)電流最大值(2)在圖乙中畫出導(dǎo)線框勻速轉(zhuǎn)動一周的時(shí)間內(nèi)感應(yīng)電流 I隨時(shí)間 t 變化的圖象(規(guī)定與圖甲中線框的位置相對應(yīng)的時(shí)刻為 t0)(3)求線框勻速轉(zhuǎn)動一周產(chǎn)生的熱量由閉合電路歐姆定律得，回路電流為I1E1R解：(1)線框從圖甲位置開始(t0)進(jìn)出第 1 象限的過程中，故感應(yīng)電流最大值為Im聯(lián)立以上各式解得I1Bl2R同理可求得線框進(jìn)出第 3 象限的過程中，回路電流大小為I2Bl22RBl2R.(2)It 圖象如圖2 所示：圖 2公式E題型1T的理解【例題】一電阻為 R 的金屬圓環(huán)，放在勻強(qiáng)磁場中，磁場與圓環(huán)所在平面垂直，如圖 158 甲所示已知通過圓環(huán)的磁通量隨時(shí)間 t 的變化

9、關(guān)系如圖乙所示，圖中的最大磁通量0和變化周期 T 都是已知量，求：(1)在 t0 到 tT/4 的時(shí)間內(nèi)，通過金屬圓環(huán)某橫截面的電荷量 q.(2)在 t0 到 t2 T 的時(shí)間內(nèi)，金屬環(huán)所產(chǎn)生的電熱 Q.圖 158規(guī)律總結(jié)：可以利用磁通量與時(shí)間的關(guān)系通過求圖線的斜率得到感應(yīng)電動勢，再利用電動勢就能求出某段時(shí)間內(nèi)的電量和金屬環(huán)中產(chǎn)生的焦耳熱.答案：見解析1如圖 159 所示，半徑為 r 的金屬環(huán)，繞通過某直徑的軸 OO以角速度轉(zhuǎn)動，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B.從金屬環(huán)的平面與磁場方向重合開始計(jì)時(shí)，則在轉(zhuǎn)過 30的過程中，環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的平均值是多大？圖 1592如圖 1510 所示，固定在

10、勻強(qiáng)磁場中的正方形導(dǎo)線框 abcd，各邊長為 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，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B 方向垂直紙面向里現(xiàn)有一與 ab 段的材料、粗細(xì)、長度都相同的電阻絲 PQ 架在導(dǎo)線框上，以恒定速度 v 從 ad 滑向 bc.當(dāng) PQ 滑過 L/3 的距離時(shí)，通過 aP 段電阻絲的電流強(qiáng)度是多大？方向如何？圖 1510題型2公式ET的應(yīng)用【例題】如圖 1511 所示，質(zhì)量為 m、邊長為 L 的正方形線框，在有界勻強(qiáng)磁場上方 h 高處由靜止開始自由下落，線框的總電阻為 R，磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B 的勻強(qiáng)磁場寬度為 2L.線框下落過程中，ab 邊始終與

11、磁場邊界平行且處于水平方向已知 ab邊剛穿出磁場時(shí)線框恰好做勻速運(yùn)動，求：(1)cd 邊剛進(jìn)入磁場時(shí)的速度(2)線框穿過磁場的過程中產(chǎn)生的焦耳熱圖 1511答案：見解析3金屬桿 ab 放在光滑的水平金屬導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌組成閉合矩形回路，長L10.8 m，寬L20.5 m，回路的總電阻R0.2，回路處在豎直方向的勻強(qiáng)磁場中，金屬桿用水平繩通過定滑輪連接質(zhì)量 M0.04 kg 的木塊，木塊放在水平面上，如圖 1512所示，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度從 B01 T開始隨時(shí)間均勻增強(qiáng)，5 s 末木塊將離開水平面，不計(jì)一切摩擦，g10 m/s2，求回路中的電流圖 15124如圖 1513 所示，光滑導(dǎo)體棒 bc 固定在豎直放置的足夠長的平行金屬導(dǎo)軌上，構(gòu)成框架abcd，其中 bc 棒電阻為 R，其余電阻不計(jì)一不計(jì)電阻的導(dǎo)體棒 ef 水平放置在框架上，且始終保持良好接觸，能無摩擦地滑動，質(zhì)量為 m，長度為 L.整個(gè)裝置處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B 的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直框面若用恒力 F 向上拉 ef，則當(dāng) ef 勻速上升時(shí)，速度多大？圖 1513解：當(dāng)桿向上運(yùn)動時(shí)，桿ef 受力如圖3 所示由牛頓第二定律知FmgF安ma，得到aFmgF安m大，F(xiàn)安變大，從而a 變小當(dāng)v 達(dá)到某一值，則a0，此后桿ef 做勻速運(yùn)動因此，桿ef 做加速度越來越小的加速運(yùn)動，當(dāng)a0 時(shí)最終勻速上升圖3