2.3 电磁感应规律的应用（备课件）-【上好课】2021-2022学年高二物理同步备课系列（粤教版2019选择性必修第二册）

第二章 电磁感应 第三节 电磁感应规律的应用 粤教版（2019）高中物理选择性必修第二册 都与电磁感应现象有着密切的联系！ 一、超速“电子眼” 为了保障道路交通安全，很多地方都在马路上安装“电子眼”，对违章超速车辆进行抓拍。目前 普遍使用的一款“电子眼”即是一套利用电磁感应规律制成的交通监测设备。如下右图所示，在 路面下方间隔一段距离埋设两个通电线圈。当车辆通过通电线圈上方的道路时，由于车身是由金 属材料制成的，做切割磁感线运动会产生感应电流，引起电路中电流的变化。 根据，只有汽车先后通过两个线圈上方 的时间间隔小于某个值，拍摄装置才会被触 发拍下超速车辆的照片。 二、法拉第发电机 铜棒在匀强磁场中旋转做切割磁感线运动产生感应电动势，这是一个典型的物理模型。 【例题分析】 如图所示，长为L的铜棒OA在垂直于匀强磁场的平面上绕点O以角速度ω匀速转动，磁场的磁感应强度为B。求铜棒中感应电动势的大小，并分析O、A两点电势的高低。 【分析】 在磁场中，设想铜棒与以O为圆心、L为半径的一个圆环构成闭合回路。随着铜棒转动回路面积减小，磁通量发生变化。利用可求得感应电动势。根据右手定则可判断电势高低。 【解】 设在△t时间内，铜棒转过的角度为α，则： 此过程铜棒扫过的面积 此过程磁通量的变化量 所以 根据右手定则，若连接铜棒两端形成回路，铜棒中电流方向将由A指向O。铜棒相当于 电源，在电源内部电流方向从电源的负极指向正极，故点O的电势高，点A的电势低。 1.在例题中，能否根据E=BLv计算感应电动势的大小? 2.能否根据楞次定律判断电势高低？ 3.参考例题中的物理模型，发挥想象力，设计一款运用于生 活、生产或科研的产品，并与同学们进行交流分享。 【例题·探究】 【总结】 在例题中，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。 基于例题中的思路，1831年10月，法拉第将一个由紫铜制成的圆盘置 于蹄形磁极之间，发明了世界上第一台发电机——法拉第圆盘发电机， 如图所示。 圆盘的圆心处固定一个摇柄，圆盘的边缘和圆心处各与一个黄铜电刷紧贴。当转 动摇柄使铜盘旋转起来时，与电刷连接的电流计显示电路中产生了持续的电流。 法拉第圆