电磁感应规律的应用

1、2.3电磁感应规律的应用1.了解法拉第发电机的构造及工作原理. 2.会计算导体棒转动切割产生的感应电动势.3.了解航母阻拦技术的工作原理，并能用其解决相关问题.学习目标一、超速“电子眼”1.工作原理：铜棒旋转做切割磁感线运动产生了感应电动势，如果通过导线与铜棒组成闭合回路，则回路中将产生感应电流.如果将很多根铜棒连成一体组成一个导体圆盘，在磁场中持续转动，则产生的感应电流将更大，这就是发电机的雏形.2.能量转化：作为世界上第一台发电机，法拉第圆盘发电机揭开了机械能转化为电能的序幕.二、法拉第发电机3.思考分析：如图所示，铜棒Oa长为L，磁场的磁感应强度为B，铜棒在垂直于匀强磁场的平面上绕O点以

2、角速度匀速转动，则铜棒切割磁感线产生 .4.转动切割磁感线产生的电动势以导体棒的一端为轴转动切割磁感线，由vr可知各点线速度随半径按线性规律变化，切割速度用中点的线速度替代，即v .感应电动势E .感应电动势例1:如图是法拉第研制成的世界上第一台发电机模型的原理图.将铜盘放在磁场中，让磁感线垂直穿过铜盘，图中a、b导线与铜盘的中轴线处在同一平面内，转动铜盘，就可以使闭合电路获得电流.若图中铜盘半径为r，匀强磁场的磁感应强度为B，回路总电阻为R，匀速转动的铜盘的角速度为，则电路的功率是( )答案：C1.工作原理：对于电磁阻拦模型，可把飞机与金属棒看成一个整体，其在磁场中做切割磁感线运动时会受到安

3、培力的阻碍作用，相对于利用阻拦索阻拦而言，电磁阻拦减少了对阻拦索的依赖，提高了飞机着舰的安全性和可靠性.三、航母阻拦技术例2：航母阻拦技术中飞机着陆可简化为如图所示的模型，一水平放置的光滑平行导轨上放一质量为m的金属杆，导轨间距为L，导轨的一端连接一阻值为R的电阻，金属杆与导轨的电阻不计，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面.现给金属杆一个水平向右的初速度v0，让其自由滑行，导轨足够长，则金属杆滑行过程所受安培力F、运动速度v、加速度a、位移x的有关图像，可能正确的是( )解析：金属杆向右运动切割磁感线时产生感应电动势，回路中产生感应电流，杆将受到安培力阻碍而做减速运动，速度减小，安培力大小

4、随之减小，则加速度减小，故杆做加速度减小的减速运动直到停止，由于速度不是均匀减小的，所以安培力和加速度都不是均匀减小的，选项A、C错误.因为金属杆受到向左的安培力，速度是减小的，所以xt图线不会是一条直线，选项D错误.答案：D如图所示，长为L的导体棒Oa以O为圆心，以角速度在磁感应强度为B的匀强磁场中匀速转动，感应电动势大小可用两种方法分析：(1)用EBLv求解四、导体转动切割磁感线产生的电动势的计算例3：如图所示，半径为r的金属圆盘在垂直于盘面的匀强磁场(磁感应强度为B)中，绕O轴以角速度沿逆时针方向匀速转动，则通过电阻R的电流的方向和大小是(金属圆盘的电阻不计) ( )解析：根据法拉第电磁

5、感应定律，圆盘相当于电源，由右手定则可知电流方向为由边缘指向圆心，所以电阻R中的电流方向为由d到c，选项D正确.答案：D1.1831年10月28日，法拉第在一次会议上展示了他发明的圆盘发电机(图甲)它是利用电磁感应的原理制成的，是人类历史上第一台发电机.图乙是这个圆盘发电机的示意图：铜盘安装在水平的铜轴上，它的边缘正好在两磁极之间，两块铜片C、D分别与转动轴和铜盘的边缘接触，使铜盘转动，电阻R中就有电流通过.以下说法不正确的是( )随堂检测A.在金属盘上将有从铜片D流向铜片C的电流B.铜片D的电势高于铜片C的电势C.盘面可视为无数幅条组成，任何时刻都有幅条切割磁感线D.铜盘转动的速度越大，流过

6、电阻R的电流越大解析：根据右手定则可知，电流从D点流出，流向C点，因此在金属盘上的电流方向为从C流向D，由于圆盘在切割磁感线，相当于电源，所以D处的电势比C处高，故A错误，B正确；可将圆盘看成无数个沿着半径方向的幅条组成，因此在任何时刻都有幅条切割磁感线，故C正确；根据法拉第电磁感应定律，则有EBLv，所以转动的速度越大，产生的电动势越大，流过电阻R的电流越大，故D正确.答案：D2.随着电磁技术的日趋成熟，新一代航母已经准备采用全新的电磁阻拦技术.它的原理是飞机着舰时利用电磁作用力使它快速停止.其原理简化为如图所示模型.两平行光滑金属导轨间距为L，放在磁感应强度为B，方向如图所示的匀强磁场中，

7、电阻阻值为R，质量为m、电阻阻值为r的金属棒垂直于导轨放在轨道上，质量为M的飞机着舰时迅速钩住导体棒，且关闭动力系统并立即达到共同速度v，飞机和金属棒很快停下来.(1)此航母阻拦技术中飞机减速靠的是什么力？并计算该力大小.(2)试分析飞机的运动性质.解析：(1)安培力；金属棒切割磁感线产生感应电动势，EBLv(2)把飞机和金属棒看作整体，根据牛顿第二定律有飞机做速度不断减小，加速度也不断减小的减速运动，直至停止.答案：见解析3.如图所示，直角三角形金属框abc放置在匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向平行于ab边向上.当金属框绕ab边以角速度逆时针转动(俯视)时，a、b、c三点的电势分别为a、b、c.已知bc边的长度为l.下列判断正确的是( )A.ac，金属框中无电流B.bc