高二物理感应电动势大小的的计算

1、习题课感应电动势大小的的计算一、教学目标：.熟练应用法拉第电磁感应定律计算感应电动势的大小。.培养学生分析、解决问题的能力二、教学重点：应用法拉第电磁感应定律计算感应电动势的大小三、教学难点：培养学生分析、解决问题的能力四、教 具：幻灯片、投影仪五、教法：讲练结合六、教学过程：(一)简要复习基础知识：.提问：法拉第电磁感应定律的内容是什么写出计算公式。答：感应电动势的大小跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。公式E n(感应电动势的大小) t.提问：写出导体做切割磁感线运动时产生感应电动势大小的表达式，使用这个公式时应注意什么答：E Blv这个公式表示，在匀强磁场中，当磁感应强度、导线、导线的

2、运动方向三者垂直时，感应电动势等于磁感应强度 B、导线长度1、导线运动速度 v的乘积。(二)例题精讲【例1】如图1所示，是一个水平放置的导体框架，宽度L=1.50m ,接有电阻 R= Q ,设匀强磁场和框架平面垂直 ,T x x x ，金-b图 T x x x ，金-b图 1并能无摩擦地沿框滑动，框架及导体ab电阻均不计，当ab以v=4.0m/s的速度向右匀速滑动时，试求：(1)导体ab上的感应电动势的大小(2)回路上感应电流的大小(3)要维持ab作匀速运动，求外力多大分析与解答：已知做切割运动的导线长度、切割速度和磁感应强度，可直接运用公式E Blv求感应电动势；再由欧姆定律求电流强度，最后

3、由平衡条件判定安培力及外力(1)导体ab上的感应电动势的大小E Blv =(2)导体ab相当于电源，由闭合电路欧姆定律得IE- 4.0AR r(3)对导体ab,所受安培力F安BIL 0.80N,由平衡条件知，外力F F安0.80N.点评：若求外力 F的功率，则可由功率公式 P=Fv求得，因为外力功率和安培力功率相等，也可以用 P=IE=I2R (电路消耗的电功率和外力的机械功率相等)求得由于导体运动过程中感应电动势不变，瞬时值等于平均值，所以也可以用下式求EE B-S t t如果这时跨接在电阻两端有一个电压表，测得的就是外电路上的电压，即RU IR E R r【例题2】如图2所示，将一条形磁铁

4、插入某一闭合线圈，第一次用，第二次用。设插 入方式相同，试求：(1):两次线圈中的平均感应电动势之比解：且E解：且E2t1t2tl(2):两次线圈之中电流之比EE2加 I1 E1 REE2 TOC o 1-5 h z 解：1I2 R E2(3)两次通过线圈的电荷量之比解：正J-J11q2I 2 t21(4)两次在R中产生的热量之比图图7图 图 4 TOC o 1-5 h z 一.2 _一Q1I12Rt12Q2I；Rt21【例题3】如图3所示，有一匀强磁场 B=X10-3T,在垂直磁场的平面内，有一金属棒AO,绕平行于磁场的 。轴顺时针转动，已知棒长 L=0.20m,角速度co =20rad/s

5、,求：棒产生的感应电动势有多大分析与解答：棒转过一周后，所用时间BS,故BSBL分析与解答：棒转过一周后，所用时间BS,故BSBL2E- 一t22,2, 一t ,OA扫过的面积S8 10 4V。, 2 一L ,切割的磁通量点评：此题也可以用E Blv进行计算，因为从 。一A,各点的线速度是均匀变化的, 故可取棒中点的速度代表棒的平均速度，由 E Blv中 BL ( L/2) BL2 /2,仍可得点评：此题也可以用到上面的结果。【例题4】如图4所示，矩形线圈由100匝组成，ab边长Li=0.40m, ad边长L2=0.20m ,在B=的匀强磁场中，一两短边中点的连线为轴转动，转速n =50r/s

6、求：(1)线圈从图4 (a)所示的位置起，转过 1800的平均感应电动势为多大(2)线圈从图4 (b)所示的位置起，转过 1800的平均感应电动势为多大分析与解答:E2BSn = n 分析与解答:E2BSn = n n 80 Vt 112n 2nE-=n t讨论：为什么第一种情况下EW0,而第二种情况下 E=0这是因为在第一种情况下,感应电动势只是大小发生了变化，而方向没有发生变化， 故这是因为在第一种情况下,平均感应电动势不为零； 而在第二种情况下， 感应电动势的大小和方向均发生了变化，故平 均感应电动势为零。（三）课堂练习与课后作业.如图5所示，MN为水平面内的平行金属导轨，导轨处在竖直向

7、下的匀强磁场中，磁感应弓虽度为B, ab、cd两根导体棒长为L,并以相同的速度 v匀速运动，导轨间电阻为R,则MN间电压为,通过R的电流强度为 。.有一总电阻为 5的闭合导线，其中 1m长部分直导线在磁感应强度为2T的水平匀强磁场中，以5m/s的速度沿与磁感线成 30o角的方向运动，如图 6所示，该直导线产生的图5No图6感应电动势为V,磁场对直导线部分的作用力大小为图5No图6.有一面积为S=100cm2的金属环，电阻R= Q ,环中磁场变化规律如图7所示，磁场方向垂直环面向里，则通过金属环的电荷量为 Co.如图8所示,线圈内有理想边界的磁场，当磁场均匀增加时， 有一带电粒子静止于平行板（两板水平放置）电容器中间。若线圈的匝数为n,面积为S,平行板电容器的板间距离为d,粒子的质量为 m,带电荷量为q,则磁感应强度的变化率为 .如图9所示，处于水平面内的长平行金属框架内接有电阻Ri、R2, Ri=R2=1 框架电阻不计，垂直框架平面的匀强磁场B=，平行框架间距 L=0.5m, 一金属杆ab沿垂直于框架方向放在框架上，其电阻不计，金属杆可以沿框架接触良好的无摩擦地滑动，试求：(1)金属杆中点突然