20xx滬科版高中物理選修3-2第1章第6節(jié)電磁感應(yīng)的案例分析word學(xué)案(已修改)
2024-12-05 06:58 本頁(yè)面
【正文】 學(xué)案 6 電磁感應(yīng)的案例分析 [學(xué)習(xí)目標(biāo)定位 ] ， 理解反電動(dòng)勢(shì)的作用 .路問(wèn)題的分析方法和解題基本思路 .應(yīng)中的圖像問(wèn)題 ． 1． 閉合電路中電源電動(dòng)勢(shì) E、 內(nèi)電壓 U 內(nèi) 、 外電壓 (路端電壓 )U 外 三者之間的關(guān)系為 E＝ U 內(nèi) ＋ U 外 ， 其中電源電動(dòng)勢(shì) E的大小等于電源 未接入電路 時(shí)兩極間的電勢(shì)差 ． 2． 感應(yīng)電流的方向一般是利 用 楞次定律 或 右手定則 進(jìn)行判斷 ； 閉合電路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) E＝ BLv或 E＝ nΔΦΔt . 1． 反電動(dòng)勢(shì) ： 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí) ， 線圈因 切割磁感線 ， 所以會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) ， 線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)跟加在線圈上的電壓方向 相反 ． 這個(gè)跟外加電壓方向 相反 的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)叫反電動(dòng)勢(shì) ． 2． 在具有反電動(dòng)勢(shì)的電路中 ， 其功率關(guān)系為 IU－ IE 反 ＝ I2R； 式中 IU 是電源供給電動(dòng)機(jī)的功率 (輸入功率 )， IE 反 是電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率 (輸出功率 )， I2R是電動(dòng)機(jī)回路中損失的熱功率 . 一、電磁感應(yīng)中的電路問(wèn)題 在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中 ， 切割磁感線的導(dǎo)體或磁通量發(fā)生變化的回路將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) ． 若回路閉合 ， 則產(chǎn)生感應(yīng)電流 ， 所以電磁感應(yīng)問(wèn)題常與電路知識(shí)綜合考查 ． 解決與電路相聯(lián)系的電磁感應(yīng)問(wèn)題的基本方法是 ： (1)明確哪部分導(dǎo)體或電路產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) ， 該導(dǎo)體或電路就是電源 ， 其他部分是外電路 ． (2)用法拉第電磁感應(yīng)定律確定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小 ， 用楞次定律確定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向 ． (3)畫(huà)等效電路圖 ． 分清內(nèi)外電路 ， 畫(huà)出等效電路圖是解決此類問(wèn)題的關(guān)鍵 ． (4)運(yùn)用閉合電路歐姆定律 、 串并聯(lián)電路特點(diǎn) 、 電功率 、 電熱等公式聯(lián)立求解 ． 例 1 用相同導(dǎo)線繞制的邊長(zhǎng)為 L或 2L的四個(gè)閉合導(dǎo)線框 ， 以相同的速度勻速進(jìn)入右側(cè)勻強(qiáng)磁場(chǎng) ， 如圖 1 所示 ． 在每個(gè)線框進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中 ， M、 N兩點(diǎn)間的電壓分別為 Ua、Ub、 Uc和 ( ) 圖 1 A． UaUbUcUd B． UaUbUdUc C． Ua＝ UbUc＝ Ud D． UbUaUdUc 解析 Ua＝ 34BLv， Ub＝ 56BLv， Uc＝ 34B2 Lv＝ 32BLv， Ud＝ 46B2 Lv＝ 43BLv，故選 B. 答案 B 例 2 如圖 2 所示 ， 有一范圍足夠 圖 2 大的勻強(qiáng)磁場(chǎng) ， 磁感應(yīng)強(qiáng)度 B＝ T， 磁場(chǎng)方向垂直紙面向里 ． 在磁場(chǎng)中有一半徑 r＝ m 的金屬圓環(huán) ， 磁場(chǎng)與圓環(huán)面垂直 ， 圓環(huán)上分別接有燈 L L2， 兩燈的電阻均為 R0＝ 2 Ω.一金屬棒 MN與圓環(huán)接觸良好 ， 棒與圓環(huán)的電阻均忽略不計(jì) ． (1)若棒以 v0＝ 5 m/s 的速率在環(huán)上向右勻速滑動(dòng) ， 求棒滑過(guò)圓環(huán)直徑的瞬間 MN中的電動(dòng)勢(shì)和流過(guò)燈 L1的電流 ； (2)撤去金屬棒 MN， 若此時(shí)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻變化 ， 磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率為ΔBΔt＝4π T/s， 求回路中的電動(dòng)勢(shì)和燈 L1的電功率 ． 解析 (1)等效電路如圖所示． MN中的電動(dòng)勢(shì) E1＝ B2 rv0＝ V MN中的電流 I＝ E1R0/2＝ A 流過(guò)燈 L1的電流 I1＝ I2＝ A (2)等效電路如圖所示 回路中的電動(dòng)勢(shì) E2＝ ΔBΔtπr2 ＝ V 回路中的電流 I′ ＝ E22R0＝ A 燈 L1的電功率 P1＝ I′ 2R0＝ 10－ 2 W 答案 (1) V A (2) V 10－ 2W 二、電磁感應(yīng)中的圖像問(wèn)題 1． 對(duì)于圖像問(wèn)題 ， 搞清物理量之間的函數(shù)關(guān)系 、
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