20xx滬科版高中物理選修3-213探究感應(yīng)電動勢的大小(完整版)
【正文】 法拉第電磁感應(yīng)定律的數(shù)學(xué)表達式 : E = kΔ ??Δ ??,當(dāng)使用國際單位時 k= 1 。?? S?? t?? B?? t 角 ,若磁感應(yīng)強度在 0 . 0 5 s 內(nèi)由 0 . 1 T 增加到 0 . 5 T 。 答案 : 4 10 4 8 10 3 1 . 6 探究一 探究二 探究三 題后反思 此類問題易出現(xiàn)兩點錯誤 :① 計算磁通量時忘記磁場方向和平面的夾角 。衛(wèi)星懸繩發(fā)電的實驗原理是什么 ? 發(fā)電電壓大小跟哪些因素有關(guān)呢 ? 提示 發(fā)電原理是閉合回路的部分導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢 ,因素與導(dǎo)體長度、速度、磁感應(yīng)強度以及切割方向與磁場方向的夾角有關(guān)。則感應(yīng)電動勢 E = BL v s i n θ 。 探究一 探究二 探究三 ( 5 ) 當(dāng)導(dǎo)體繞一端轉(zhuǎn)動時如圖所示 ,由于導(dǎo)體上各點的速度不同 ,是線性增加的 ,所以導(dǎo)體運動的平均速度為 ?? =0 + ?? ??2=?? ??2,由公式 E = B L ??得 , E = B 解析 :解法一 :棒上各處速率不等 ,故不能直接用公式 E = B L v 求解 ,由v= ω r 可知 ,棒上各點線速度跟半徑成正比 ,故可用棒的中點的速度作為平均切割速度代入公式計算 ,由 ?? =?? ??2有 E = B L ?? =12BL2ω 解法二 :設(shè)經(jīng)過 Δ t 時間 ab 棒掃過的扇形面積為 Δ S 則 Δ S=12L ω Δ t L =12L2ω Δ t 變化的磁通量為 Δ Φ =B Δ S=12BL2ω Δ t 所以 E = nΔ ??Δ ??=12BL2ω ( n= 1) 所以 ab 兩端的電勢差為12BL2ω 。 探究一 探究二 探究三 例題 3 ( 2 0 1 4 R 并 =53 V ≈ 1 . 7 V 答案 : ( 1 ) 2 . 5 V B → A 方向 ( 2 ) 1 . 7 V 探究一 探究二 探究三 ?? 變式訓(xùn)練 2 ?? 如圖所示 ,均勻磁場中有一由半圓弧及其直徑構(gòu)成的導(dǎo)線框 ,半圓直徑與磁場邊緣重合 。在風(fēng)力作用下 ,風(fēng)杯帶動與其固定在一起的永磁鐵轉(zhuǎn)動 ,線圈中的感應(yīng)電流隨風(fēng)速的變化而變化。 1 2 3 4 5 解析 : ( 1 ) 由法 拉第電磁感應(yīng)定律 E = nΔ ??Δ ??= n SΔ ??Δ ??= 1 500 20 10 4 2 V = 6 V 。 若風(fēng)速變?yōu)?v2,且 v2v1,則感應(yīng)電流的峰值 Im a x、周期 T 和電動勢 E 的變化情況是 ( ) A . Im a x變大 , T 變小 B . Im a x變大 , T 不變 C . Im a x變小 , T 變小 D . Im a x不變 , E 變大 答案 : A 1 2 3 4 5 4 . 如右圖所示 ,導(dǎo)體 AB 的長為 2 R ,繞 O 點以角速度 ω 勻速轉(zhuǎn)動 , OB 為 R ,且 O B A 三點在一條直線上 ,有一磁感應(yīng)強度為 B 的勻強磁場充滿轉(zhuǎn)動平面且與轉(zhuǎn)動平面垂直 ,那么 AB 兩端的電勢差為 ( ) A .12B ω R2 B . 2 B ω R2 C . 4 B ω R2 D . 6 B ω R2 解析 :把題中問題轉(zhuǎn)化為 OA 、 OB 棒的同軸切割問題 ,則 E 感 =UAO=12?? ???? ??2ω , E 感 39。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(zhuǎn)動半周 ,在線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流 。求 : ( 1 ) 導(dǎo)體棒 AB 產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢 E 和 AB 棒上的感應(yīng)電流方向 。 E = B L v僅適用于導(dǎo)體切割類感應(yīng)電動勢
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