广东省惠州市惠东县胜利学校高中物理 第一章 第5节电磁感应规律的应用学案 新人教版选修3-2 6页

第一章 电磁感应 ‎ 第5节 电磁感应规律的应用（课时1）‎ 一、 学习目标 ‎1、电磁感应中的电路问题 二、 课程导入 通电导体在磁场中受到安培力的作用，从而发明了电动机，那现在磁生电可以做什么呢？——发电机 三、 自主学习+小组讨论 如图所示，一个500匝的线圈的两端跟R＝99Ω的电阻相连接，置于竖直向下的匀强磁场中，线圈的横截面积是20㎝2，电阻为1Ω，磁场的磁感应强度随时间变化的图象如图所示。求磁场变化过程中通过电阻R的电流为多大？‎ 答案：由图b知，线圈中磁感应强度B均匀增加，其变 化率ΔB／Δt=(50-10)/4=10T/s. ‎ 四、 反馈精讲 电磁感应中的电路问题 基本方法：‎ ‎1、用法拉第电磁感应定律和楞次定律确定感应电动势的大小和方向。‎ ‎2、画等效电路。‎ ‎ R1‎ R2‎ E r1‎ ‎3、运用闭合电路欧姆定律，串并联电路性质，电功率等公式联立求解。‎ 等效电路图 五、当堂训练 ‎1、如图,有一匀强磁场B=1.0×10-3T，在垂直磁场的平面内,有一金属棒AO,绕平行于磁场的O轴顺时针转动,已知棒长L=‎0.20m，角速度ω=20rad/s，求：棒产生的感应电动势有多大？‎ ‎ ‎ ‎2、如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有半径为r的光滑半圆形导体框架。OCω A B C R O 为一端绕O点在框架上滑动的导体棒，OA之间连一个阻值为R的电阻（其余电阻都不计），若使OC以角速度ω匀速转动。试求：‎ ‎（1）图中哪部分相当于电源？‎ ‎（2）感应电动势E为多少？‎ ‎（3）流过电阻R的电流I为多少？‎ 答案：（1）导体棒OC ‎（2）‎ ‎（3）‎ ‎3、把总电阻为2R的均匀电阻丝焊接成一半径为a的圆环,水平固定在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中,如图所示,一长度为‎2a,电阻为R,粗细均匀的金属棒MN放在圆环上,它与圆环始终保持良好的接触,当金属棒以恒定速度v向右移动经过环心O时,求:‎ ‎1、棒上的电流I大小,棒两端的电压U ‎2、在圆环和金属棒上消耗的总功率 A ‎× × × × 　× × × × × 　×‎ R2‎ V B R1‎ 4、 如图所示，电阻不计的裸导体AB与宽为‎60cm的平行金属导轨良好接触，电阻R1＝3Ω， R2＝6Ω，整个装置处在垂直导轨向里的匀强磁场中，磁感应强度B＝0.5T。当AB向右以V＝‎5m/s的速度匀速滑动时，求流过电阻R1、 R2的电流大小。‎ 第一章 电磁感应 第5节 电磁感应规律的应用（课时2）‎ 一、学习目标 ‎1、电磁感应中的力学问题 ‎2、电磁感应中的能量问题 ‎3、电磁感应中的图象问题 二、 课程导入 电磁感应中产生的感应电流在磁场中将受到安培力的作用，因此，电磁感应问题往往跟力学问题联系在一起，解决这类电磁感应中的力学问题，不仅要应用电磁学中的有关规律，如楞次定律、法拉第电磁感应定律、左右手定则、安培力的计算公式等，还要应用力学中的有关规律，如牛顿运动定律、动能定理、机械能守恒定律等。要将电磁学和力学的知识综合起来应用。‎ 由于安培力和导体中的电流、运动速度均有关， 所以对磁场中运动导体进行动态分析十分必要。‎ 三、自主学习 水平放置于匀强磁场中的光滑导轨上，有一根导体棒ab，用恒力F作用在ab上，由静止开始运动，回路总电阻为R，分析ab 的运动情况，并求ab的最大速度。‎ a b B R 解：当f=F 时，a=0，速度达到最大，‎ F=f=BIL=B‎2 L2 vm /R vm=FR / B‎2 L2‎ vm称为收尾速度 二、 反馈精讲 电磁感应中的力学问题 基本方法：‎ ‎1、用法拉第电磁感应定律和楞次定律求感应电动势的大小和方向。‎ ‎2、求回路中的电流强度 ‎3、分析导体受力情况（包含安培力，用左手定则）‎ ‎4、列动力学方程求解。‎ 四、当堂训练 Q B P C D A 在磁感应强度为B的水平均强磁场中，竖直放置一个冂形金属框ABCD，框面垂直于磁场，宽度BC＝L ，质量m的金属杆PQ用光滑金属套连接在框架AB和CD上如图.金属杆PQ电阻为R，当杆自静止开始沿框架下滑时：‎ ‎(1)开始下滑的加速度为多少?‎ ‎(2)框内感应电流的方向怎样？安培力的方向？‎ ‎(3)金属杆下滑的最大速度是多少?‎ 解:（1）开始PQ受力为mg, 所以 a=g （2） PQ向下加速运动,产生感应电流,方向顺时针,受到向上的磁场力F作用。‎ （3） 达最大速度时, F=BIL=B‎2 L2 vm /R=mg ‎∴vm=mgR / B‎2 L2‎ ‎3、已知：AB、CD足够长，L，θ，B，R。金属棒ab垂直于导轨放置，与导轨间的动摩擦因数为μ，质量为m，从静止开始沿导轨下滑，导轨和金属棒的电阻阻都不计。求ab棒下滑的最大速度 θ θ D C A B B a b R ‎ ‎