高考物理一轮复习课件电磁感应动生电动势

高中物理解题模型高中物理

一轮复习电磁感应（2/9）高中物理

一轮复习电磁感应（2/9）1楞次定律2电磁感应定律3电路分析4线框模型5单杆模型6双杆模型7功能及动量8图像问题9电磁感应应用相关知识：1.动生电动势：平均速度：平均感应电动势；瞬时速度：瞬时感应电动势；××××v+qvBF洛1εLF电v合vv′F洛1F洛2F洛非静电力：洛伦兹力沿导棒分力（正功）；安培力：洛伦兹力垂直导棒分力（负功）；电路中电功率：安培力功率：安培力做功：①正功：消耗电能；②负功：产生电能；电磁感应

—电磁感应定律（中）相关知识：2.动生电动势：速度方向与磁场方向成θ角时：速度方向与导棒方向成θ角时：如果导线是弯曲的，取与B、V垂直的等效直线长度；方法一：××××vBθL方法二：拓广：旋转切割磁感线，取导棒中点速度；××××vBθLω××××OBL电磁感应

—电磁感应定律（中）【例题1】（1）求解下列各图中导体两端的动生电动势大小。总结：1.理解动生电动势有效长度的计算；2.当磁感应强度恒定，有效长度从零均匀增大，末状态感生电动势是平均值的两倍；电磁感应

—电磁感应定律（中）××××Bvθ1L1θ2L2××××Bvθ1L1θ2L2（2）如图所示，导轨OM和ON都在纸面内，导体AB可在导轨上无摩擦滑动，AB⊥ON，若AB以5m/s的速度从O点开始沿导轨匀速右滑，导体与导轨都足够长，匀强磁场的磁感应强度为0.2T。问：①第3s末夹在导轨间的导体长度是多少？此时导体切割磁感线产生的感应电动势为多大？②3s内回路中的磁通量变化了多少？此过程中的平均感应电动势为多少？××××Bθvrv××××Bθr①②【例题2】（1）求解下列各图中导体两端的动生电动势大小。总结：1.旋转切割磁感线有效速度的选取可取棒的中点速度；2.感应电动势的产生可分成动生电动势和感生电动势；（2）如图所示，匀强磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框，半圆直径与磁场边缘重合；磁场方向垂直于半圆面(纸面)向里，磁感应强度大小为B0。使该线框从静止开始绕过圆心O、垂直于半圆面的轴以角速度ω匀速转动半周，线框中产生感应电流。现使线框保持图中所示位置，磁感应强度大小随时间线性变化。为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流，磁感应强度随时间变化的变化率ΔB/Δt的大小应为多大？电磁感应

—电磁感应定律（中）ω××××OBLrωOBLr××××ω××××OBLr1r2LθωB【例题3】（1）如图1所示，固定于水平面上的金属框架abcd，处在竖直向下的匀强磁场中。金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动。框架的ab与dc平行，bc与ab、dc垂直。MN与bc的长度均为l，在运动过程中MN始终与bc平行，且与框架保持良好接触。磁场的磁感强度为B。a.请根据法拉第电磁感应定律E=⊿φ/⊿t，推导金属棒MN中的感应电动势E；b.在上述情景中，金属棒MN相当于一个电源，这时的非静电力与棒中自由电子所受洛伦兹力有关。请根据电动势的定义，推导金属棒MN中的感应电动势E。（2）为进一步研究导线做切割磁感线运动产生感应电动势的过程，现构建如下情景：如图2所示，在垂直于纸面向里的匀强磁场中，一内壁光滑长为l的绝缘细管MN，沿纸面以速度v向右做匀速运动。在管的N端固定一个电量为q的带正电小球（可看作质点）。某时刻将小球释放，小球将会沿管运动。已知磁感应强度大小为B，小球的重力可或略。在小球沿管从N运动到M的过程中，求小球所受各力分别对小球做的功。总结：1.理解动生电动势的两种推理方式；2.理解动生电动势微观解释，洛伦兹力不做功，但洛伦兹力的分力做功；电磁感应

—电磁感应定律（中）××××abcdvBMN××××vBMN图1图2（1）（2）v合vv′F洛1F洛2F洛【例题4】如图所示是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。①说明圆盘发电机的原理；②圆盘如图所示方向转动，请判断通过R的电流方向；总结：1.圆盘发电机感应电动势的三种处理方法；2.思想方法：微元法，平均值法，积分法；电磁感应

—电磁感应定律（中）①ωRωRωr-e方法一：方法二：方法三：v合vv′F洛1F洛2F洛F洛1xOrqωRB②D点为高电势，电流方向向左流过电阻R。例题1例题2例题3例题4电磁感应

—电磁感应定律（中）【例题1】（1）求解下列各图中导体两端的动生电动势大小。××××Bvθ1L1θ2L2××××Bvθ1L1θ2L2（2）如图所示，导轨OM和ON都在纸面内，导体AB可在导轨上无摩擦滑动，AB⊥ON，若AB以5m/s的速度从O点开始沿导轨匀速右滑，导体与导轨都足够长，匀强磁场的磁感应强度为0.2T。问：①第3s末夹在导轨间的导体长度是多少？此时导体切割磁感线产生的感应电动势为多大？②3s内回路中的磁通量变化了多少？此过程中的平均感应电动势为多少？××××Bθvrv××××Bθr①②例题1例题2例题3例题4电磁感应

—电磁感应定律（中）【例题2】（1）求解下列各图中导体两端的动生电动势大小。（2）如图所示，匀强磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框，半圆直径与磁场边缘重合；磁场方向垂直于半圆面(纸面)向里，磁感应强度大小为B0。使该线框从静止开始绕过圆心O、垂直于半圆面的轴以角速度ω匀速转动半周，线框中产生感应电流。现使线框保持图中所示位置，磁感应强度大小随时间线性变化。为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流，磁感应强度随时间变化的变化率ΔB/Δt的大小应为多大？ω××××OBLrωOBLr××××ω××××OBLr1r2LθωB例题1例题2例题3例题4电磁感应

—电磁感应定律（中）【例题3】（1）如图1所示，固定于水平面上的金属框架abcd，处在竖直向下的匀强磁场中。金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动。框架的ab与dc平行，bc与ab、dc垂直。MN与bc的长度均为l，在运动过程中MN始终与bc平行，且与框架保持良好接触。磁场的磁感强度为B。a.请根据法拉第电磁感应定律E=⊿φ/⊿t，推导金属棒MN中的感应电动势E；b.在上述情景中，金属棒MN相当于一个电源，这时的非静电力与棒中自由电子所受洛伦兹力有关。请根据电动势的定义，推导金属棒MN中的感应电动势E。（2）为进一步研究导线做切割磁感线运动产生感应电动势的过程，现构建如下情景：如图2所示，在垂直于纸面向里的匀强磁场中，一内壁光滑长为l的绝缘细管MN，沿纸面以速度v向右做匀速运动。在管的N端固定一个电量为q的带正电小球（可看作质点）。某时刻将小球释放，小球将会沿管运动。已知磁感应强度大小为B，小球的重力可或略。在小球沿管从N运动到M的过程中，求小球所受各力分别对小球做的功。××××abcdvBMN××××vBMN图1图2（1）（2）v合vv′F洛1F洛2F洛例题1例题2例题3例题4电磁感应

—电磁感应定律（中）【例题4】如图所示是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。①说明圆盘发电机的原理；②圆盘如图所示方向转动，请判断通过R的电流方向；①ωRωRωr-e方法一：方法二：方法三：v合vv′F洛1F洛2F洛F洛1xOrqωRB②D点为高电势，电流方向向左流过电阻R。本节重点：1.动生电动势：磁感应强度不变，线圈面积变化。2.功能关系：洛伦兹力不做功，两个分力一个做正功，另一个做