20xx粵教版高中物理選修3-2第一章第五節(jié)電磁感應(yīng)規(guī)律的應(yīng)用-文庫(kù)吧資料
2024-11-25 03:12本頁(yè)面
【正文】 又 T ＝2πω，解得 Q ＝5π ωB 2 l 44 R. 公式 E＝ 題型 1 ΔΦ ΔT 的理解 【 例題 】 一電阻為 R 的金屬圓環(huán)，放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng) 與圓環(huán)所在平面垂直，如圖 1－ 5－ 8 甲所示．已知通過(guò)圓環(huán)的 磁通量隨時(shí)間 t 的變化關(guān)系如圖乙所示，圖中的最大磁通量 Φ0 和變化周期 T 都是已知量，求： (1)在 t＝ 0 到 t＝ T/4 的時(shí)間內(nèi)，通過(guò)金屬圓環(huán)某橫截面的電 荷量 q. (2)在 t＝ 0 到 t＝ 2 T 的時(shí)間內(nèi)，金屬環(huán)所產(chǎn)生的電熱 Q. 圖 1－ 5－ 8 解析： ( 1 ) 由磁通量隨時(shí)間變化的圖線可知在 t ＝ 0 到 t ＝ T /4時(shí)間內(nèi)環(huán)中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) E 1 ＝Δ ΦΔ t，環(huán)中的電流為 I 1 ＝ E 1 / R 則在這段時(shí)間內(nèi)通過(guò)金屬環(huán)某橫截面的電量 q ＝ I 1 t ，聯(lián)立求解得 q ＝Φ 0R. ( 2 ) 在 t ＝ T /4 到 t ＝ T /2 和在 t ＝ 3 T /4 到 t ＝ T 時(shí)間內(nèi)，環(huán)中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) E2＝ 0 在 t ＝ T /2 和在 t ＝ 3 T /4 時(shí)間內(nèi)，環(huán)中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) E3＝4 Φ0T 由歐姆定律可知在以上時(shí)段內(nèi)，環(huán)中的電流為 I3＝4 Φ0TR 在 t ＝ 0 到 t ＝ 2 T 時(shí)間內(nèi)金屬環(huán)所產(chǎn)生的電熱 Q ＝ 2( I21Rt1＋ I23Rt3) ，其中 t1＝T4， t2＝T4 聯(lián)立求解得 Q ＝ 16Φ20RT. 規(guī)律總結(jié)： 可以利用磁通量與時(shí)間的關(guān)系通過(guò)求圖線的斜 率得到感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，再利用電動(dòng)勢(shì)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(jiàn)解析 1．如圖 1－ 5－ 9 所示，半徑為 r 的金屬環(huán)，繞通過(guò)某直徑 的軸 OO′以角速度 ω轉(zhuǎn)動(dòng)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為 環(huán)的平面與磁場(chǎng)方向重合開(kāi)始計(jì)時(shí)，則在轉(zhuǎn)過(guò) 30176。2πT ＝12 BL 2 ω . 【 例題 】 如圖 1－ 5－ 2 所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B 的勻強(qiáng)磁 場(chǎng)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(dòng)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 ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，則外力做功的 功率是 ( ) 圖 1－ 5－ 2 A． B2ω2r4/R B． B2ω2r4/(2R) C． B2ω2r4/(4R) D． B2ω2r4/(8R) 答案： C 解析： 利用公式 E ＝12Bω L2可知，其中 L ＝ r ；再結(jié)合功率計(jì)算公式 P ＝ UI ＝U2R，即可得出結(jié)果． 1．如圖 1－ 5－ 3 所示， ab 為一金屬桿，它處在垂直于紙 面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，可繞 a 點(diǎn)在紙面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)； S 為以 a 為圓 心位于紙面內(nèi)的金屬圓環(huán)；在桿轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)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
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