第2章 第3节 电磁感应规律的应用-【金版新学案】2023-2024学年新教材高二物理选择性必修 第二册同步课堂高效讲义配套课件（粤教版）

第三节　电磁感应规律的应用 　　　　 第二章　电磁感应 核心素养目标 物理观念 超速“电子眼”、法拉第发电机、航母阻拦技术。 科学思维 将法拉第发电机发电原理转化为导体棒转动切割磁感线模型，并会计算导体转动时产生的电动势；会分析电磁感应的动力学问题、能量、动量问题。 科学态度 与责任 通过理论与实践的结合，激发学生热爱科学并将科学技术转化为实际应用的热情。 知识点二　电磁感应中的动力学问题 知识点一　超速“电子眼”　法拉第发电机　航母阻拦技术 知识点三　电磁感应中的能量和动量问题 课时精练 随堂演练 内 容 索 引 知识点一　超速“电子眼”　法拉第发电机　航母阻拦技术 索引 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。试分析法拉第圆盘发电机对外供电的基本原理。 提示：放在磁场中的铜盘可以看成是由无数根铜棒组成的，这些铜棒就像自行车的“辐条”一样。铜棒一端连在铜盘圆心，另一端连在圆盘边缘。当转动圆盘时，铜棒在两磁极间切割磁感线，铜棒就相当于电源，其中圆心为电源的一个极，铜盘的边缘为电源的另一个极。它可以通过导线对用电器供电。 情境导学 1．超速“电子眼” (1)“电子眼”是一套利用__________规律制成的交通监测设备。 (2)工作原理 ①如图所示，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__________，引起电路中电流的变化。 ②根据v＝ ，只有汽车先后通过两个线圈上方的时间间隔______某个值拍摄装置才会被触发拍下超速车辆的照片。 基础梳理 电磁感应 感应电流 小于 2．法拉第发电机 (1)工作原理：如图，把圆盘看作是由无数根长度等于半径的紫铜辐条组成的，在转动圆盘时，每根辐条都做切割磁感线的运动，电路中便有了持续不断的电流。 (2)情景分析：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点以角速度ω匀速转动，则铜棒切割磁感线 产生____________，大小为E＝_______。 (3)能量转化：法拉第圆盘发电机是将________转化为电能。 感应电动势 机械能 3．航母阻拦技术 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________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。 安培力 1．超速“电子眼”是电磁感应规律的应用。( ) 2．法拉第圆盘发电机的电动势是圆盘旋转切割磁感线时产生的。( ) 3．摇动法拉第圆盘发电机发电时将机械能转化为电能。( ) 4．航母阻拦技术主要利用了飞机和金属棒切割磁感线时受到安培力的阻碍作用。( ) 判断正误 √ √ √ √ 核心归纳 (多选)法拉第圆盘发电机的示意图如图所示。铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触。圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B中。圆盘旋转时，关于流过电阻R的电流，下列说法正确的是 A．若圆盘转动的角速度恒定，则电流大小恒定 B．若从上向下看，圆盘顺时针转动，则电流沿a到b的方向流动 C．若圆盘转动方向不变，角速度大小发生变化，则电流方向可能发生变化 D．若圆盘转动的角速度变为原来的2倍，则电流在R上的热功率也变为原来的2倍 例1 √ √ 由右手定则知，圆盘按如题图所示的方向转动时，感应电流沿a到b的方向流动，选项B正确；由感应电动势E＝ BL2ω知，角速度恒定时，感应电动势恒定，电流大小恒定，选项A正确；角速度大小变化，感应电动势大小变化，但感应电流方向不变，选项C错误；若ω变为原来的2倍，则感应电动势变为原来的2倍，感应电流变为原来的2倍，由P＝I2R知，感应电流在R上的热功率变为原来的4倍，选项D错误。 针对练1．法拉第发明了世界上第一台发电机——法拉第圆盘发电机。铜质圆盘竖直放置在水平向左的匀强磁场中，圆盘圆心处固定一个摇柄，边缘和圆心处各有一个铜电刷与其紧贴，用导线将电刷与电阻R连接起来形成回路。转动摇柄，使圆盘沿如图所示方向转动，已知匀强磁场的磁感应强度为B，圆盘半径为r，圆盘匀速转动的角速度为ω。下列说法正确的是 A．圆盘产生的电动势为 Bωr2，流过电阻R的电流方向为从b到a B．圆盘产生的电动势为 Bωr2，流过电阻R的电流方向为从a到b C．圆盘产生的电动势为Bωπr2，流过电阻R的电流方向为从b