20xx滬科版高中物理選修3-2第1章第4節(jié)探究感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小word學(xué)案-資料下載頁(yè)
2024-11-18 16:22本頁(yè)面
【導(dǎo)讀】[學(xué)習(xí)目標(biāo)定位]Φ、磁通量的變化量ΔΦ和磁通量的變化率ΔΦΔt.掌握法拉第電磁感應(yīng)定律，并能夠運(yùn)用法拉第電磁感應(yīng)定律定量計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小.3.當(dāng)導(dǎo)線切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)時(shí)，E＝BLv，E＝BLvsin_θ(v⊥L，①Φ很大時(shí)，ΔΦΔt可能很小，也可能很大；②Φ＝0時(shí)，ΔΦΔt可能不為0.磁感應(yīng)強(qiáng)度B不變，線圈面積S均勻變化：E＝nB·ΔSΔt.根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得E＝ΔΦΔt＝BLv.圖3甲中的有效切割長(zhǎng)度為：L＝cdsinθ；弱均無(wú)關(guān)系，它由磁通量的變化率決定，故選D.例2一個(gè)200匝、面積為20cm2的線圈，放在磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的方向與線圈平面成30°E＝nΔΦΔt＝200×8×10－3V＝V.例3如圖5甲所示，平行導(dǎo)軌MN、PQ水平放置，電阻不計(jì)，兩導(dǎo)軌間距d＝10cm，導(dǎo)體棒ab、cd放在導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌垂直．每根棒在導(dǎo)軌間的部分，電阻均為R＝Ω.則T＝F＝BId＝×10－5N.解析由E＝nΔΦΔt知：ΔΦΔt恒定，n＝1，所以E＝2V.
【正文】 B 解析 根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律 E＝ ΔΦΔt，設(shè)初始時(shí)刻磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B0，線框面積為 S0，則第一種情況下的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為 E1＝ ΔBSΔt ＝ ?2B0－ B0?S01 ＝ B0S0；第二種情況下的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為 E2＝ BΔSΔt ＝2B0?S0－ S02 ?1 ＝ B0S0，所以?xún)煞N情況下線框中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相等，比值為 1，故選項(xiàng) B正確 ． ， 穿過(guò)線圈的磁通量 Φ 隨時(shí)間 t的變化圖像如圖 5 所示 ， 則 ( ) 圖 5 A． 在 t＝ 0 時(shí) ， 線圈中磁通量最大 ， 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也最大 B． 在 t＝ 1 10－ 2 s 時(shí) ， 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大 C． 在 t＝ 2 10－ 2 s 時(shí) ， 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零 D． 在 0～ 2 10－ 2 s 時(shí)間內(nèi) ， 線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值為零 答案 BC 解析 由法拉第電磁感應(yīng)定律知 E∝ ΔΦΔt，故 t＝ 0及 t＝ 2 10－ 2 s時(shí)刻， E＝ 0， A錯(cuò)，C對(duì) ． t＝ 1 10－ 2 s， E最大， B對(duì) .0～ 2 10－ 2 s， ΔΦ≠ 0， E≠ 0， D錯(cuò) ． 11． 如圖 6甲所示 ， 環(huán)形線圈的匝數(shù) n＝ 1000， 它的兩個(gè)端點(diǎn) a和 b間接有一理想電壓表 ， 線圈內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度 B的變化規(guī)律如圖乙所示 ， 線圈面積 S＝ 100 cm2， 則 Uab＝ ________，電壓表示數(shù)為 ________ V. 圖 6 答案 50 V 50 解析 由 B－ t圖像可知 ΔBΔt＝ 5 T/s 由 E＝ nΔBΔtS 得： E＝ 1000 5 100 10－ 4 V＝ 50 V 題組四 綜合應(yīng)用 12． 在范圍足夠大磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B＝ T 的 、 方向豎直向 圖 7 下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中 ， 有一水平放置的光滑框架 ， 寬度為 l＝ m， 如圖 7 所示 ， 框架上放置一質(zhì)量為 kg、 電阻為 1 Ω的金屬桿 cd， 框架電阻不計(jì) ． 若 cd桿以恒定加速度 a＝ 2 m/s2由靜止開(kāi)始做勻變速運(yùn)動(dòng) ， 則 ： (1)在 5 s 內(nèi)平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是多少 ？ (2)第 5 s 末 ， 回路中的電流多大 ？ (3)第 5 s 末 ， 作用在 cd桿上的水平外力多大 ？ 答案 (1) V (2) A (3) N 解析 (1)5 s內(nèi)的位移 x＝ 12at2＝ 25 m， 5 s內(nèi)的平均速度 v ＝ xt＝ 5 m/s， (也可用 v ＝ 0＋ 2 52 m/s＝ 5 m/s求解 ) 故平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) E＝ Bl v ＝ V. (2)第 5 s末： v＝ at＝ 10 m/s，此時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)： E′ ＝ Blv， 則回路電流為 I＝ E′R ＝ BlvR ＝ 101 A＝ A. (3)桿做勻加速運(yùn)動(dòng)，則 F－ F 安 ＝ ma，即 F＝ BIl＋ ma＝ N. 8 所示 ， 傾角為 α的光滑導(dǎo)軌上端接一定值電阻 ， Ⅰ 和 Ⅱ 是邊長(zhǎng)都為 L 的兩正方形磁場(chǎng)區(qū)域 ， 其區(qū)域內(nèi)的磁場(chǎng)方向都垂直于導(dǎo)軌平面向上 ， 區(qū)域 Ⅰ 中磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1， 恒定不變 ， 區(qū)域 Ⅱ 中磁場(chǎng)隨時(shí)間按 B2＝ kt的規(guī)律變化 ， 一質(zhì)量為 m、 電阻為 r的金屬桿穿過(guò)區(qū)域 Ⅰ 垂直地跨放在兩導(dǎo)軌上 ， 并恰能保持靜止 ． 試求 ： 圖 8 (1)通過(guò)金屬桿的電流大小 ； (2)定值電阻的阻值為多大 ？ 答案 (1)mgsin αB1L (2) kB1L3mgsin α－ r 解析 (1)對(duì)金屬桿： mgsin α＝ B1IL 解得： I＝ mgsin αB1L (2)E＝ ΔΦΔt＝ ΔBΔtL2＝ kL2 I＝ ER＋ r 故： R＝ EI－ r＝ kB1L3mgsin α－ r
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