高中物理第1章第3節(jié)法拉第電磁感應(yīng)定律課時(shí)作業(yè)教科版選修3-2(參考版)
2024-12-12 20:16本頁面
【正文】 l2ω ＝ 12Bl2ω . 點(diǎn)評 當(dāng)導(dǎo)體棒轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁感線時(shí)，若棒上各處磁感應(yīng)強(qiáng)度 B相同，則可直接應(yīng)用公式E＝ 12Bl2ω . 【方法技巧練】 電動(dòng)勢公式 E＝ nΔ ΦΔ t和 E＝ BLvsin α 的選用技巧 5．如圖 4所示，兩根相距為 l的平行直導(dǎo)軌 abdc， bd間連有一固定電阻 R，導(dǎo)軌電阻可忽略不計(jì)． MN為放在 ab和 dc上的一導(dǎo)體桿，與 ab垂直，其電阻也為 強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為 B，磁場方向垂直于導(dǎo)軌所在平面 (指向圖中紙面內(nèi) )．現(xiàn)對MN施力使它沿導(dǎo)軌方向以速度 v做勻速運(yùn)動(dòng)．令 U表示 MN兩端電壓的大小，則 U＝ ________. 圖 4 答案 Blv2 解析 此回路的感應(yīng)電動(dòng)勢有兩種求法 (1)因 B、 l、 v兩兩垂直可直接選用 E＝ Blv 得 E＝ vBl (2)可由法拉第電磁感應(yīng)定律 E＝ Δ ΦΔ t求解 因在 Δ t時(shí)間內(nèi)，桿掃過的面積 Δ S＝ lvΔ t 所以回路磁通量的變化 Δ Φ ＝ BΔ S＝ BlvΔ t 由 E＝ Δ ΦΔ t得 E＝ Blv 題目中的導(dǎo)體棒相當(dāng)于電源，其電動(dòng)勢 E＝ Blv，其內(nèi)阻等于 R，則 U＝ Blv2 . 方法總結(jié) 求解導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生大小不變的感應(yīng)電動(dòng)勢的問題時(shí)，兩個(gè)公式都可使用． 6．如圖 5所示， A、 B兩個(gè)閉合線圈用同樣的導(dǎo)線制成，匝數(shù)都為 10匝，半徑 rA＝ 2rB，圖示區(qū)域內(nèi)有磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻減小的勻強(qiáng)磁場，則 A、 B線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢之比為 EA∶EB＝ ________，線圈中的感應(yīng)電流之比為 IA∶ IB＝ ________. 圖 5 答案 1∶ 1 1∶ 2 解析 A、 B兩環(huán)中磁通量的變化率相同 ，線圈匝數(shù)相同， 由 E＝ nΔ ΦΔ t可得 EA∶ EB＝ 1∶ 1；又因?yàn)?R＝ ρ lS，故 RA∶ RB＝ 2∶ 1，所以 IA∶ IB＝ 1∶ 2. 方法總結(jié) 當(dāng)導(dǎo)體和磁場間無相對運(yùn)動(dòng)時(shí)，磁通量的變化完全是由磁場的變化引起的，感應(yīng)電動(dòng)勢的計(jì)算只能采用公式 E＝ nΔ ΦΔ t. 7．如圖 6所示，用一阻值為 R 的均勻細(xì)導(dǎo)線圍成的金屬環(huán)半徑為 a，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B，垂直穿過金屬環(huán)所在平面．電阻為 R2的導(dǎo)體桿 AB，沿環(huán)表面以速度 v 向右滑至環(huán)中央時(shí)，桿的端電壓為 ( ) 圖 6 A． Bav 答案 C 解析 當(dāng)電阻為 R2的導(dǎo)體桿 AB沿環(huán)表面以速度 v向右滑至環(huán)中央時(shí)，這個(gè)回路的總電動(dòng)勢為： E＝ R4，桿的端電壓為 UAB＝ E ＝ (12sin 30176。 S 特別提醒 ① 對 Φ 、 Δ Φ 、 Δ ΦΔ t而言，穿過一匝線圈和穿過 n 匝是一樣的，而感應(yīng)電動(dòng)勢則不一樣，感應(yīng)電動(dòng)勢與匝數(shù)成正比． ② 磁通量和磁通量的變化率的大小沒有直接關(guān)系， Φ 很大時(shí)， Δ ΦΔ t可能很小，也可能很大； Φ ＝ 0時(shí)， Δ ΦΔ t可能不為零． 2．下列說法正確的是 ( ) A．線圈中磁通量變化越大，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢一定越大 B．線圈中磁通量越大，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢一定越大 C．線圈處在磁場越強(qiáng)的位置，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢一定越大 D．線圈中磁通量變化得越快，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢越大 答案 D 解析 線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢 E＝ nΔ ΦΔ t，即 E 與 Δ ΦΔ t成正比，與 Φ 或 Δ Φ 的大小無直接關(guān)系．磁通量變化得越快，即 Δ ΦΔ t越大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢越大，故只有 D正確． 點(diǎn)評 正確理解決定感應(yīng)電動(dòng)勢大小的因素是磁通量的變化率，這是分析本題的關(guān)鍵
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