第三节 电磁感应规律的应用（教学课件）物理粤教版选择性必修第二册

2.3 电磁感应规律的应用 知识点一 导体棒在匀强磁场中的转动问题 1．用E＝BLv求解 直导线绕其一端在垂直匀强磁场的平面内转动时产生的感应电动势计算公式E＝BLv，式中v是导体上各点切割速度的平均值，即v＝，所以E＝BL2ω。 2．用E＝求解 则Δt时间内回路面积的增加即为图示时刻的扇形面积。即ΔS＝L·θL，而θ＝ωΔt，所以感应电动势E＝＝B·＝B·L2ω＝BL2ω。 知识点二 电磁感应中的电路问题 1．解决与电路相联系的电磁感应问题的基本方法 (1)明确哪一部分电路或导体产生感应电动势，该部分电路或导体相当于电源，其他部分是外电路。 (2)画等效电路图。 (3)由法拉第电磁感应定律E＝n或E＝BLv sin θ确定感应电动势大小，用楞次定律或右手定则确定感应电流方向。 (4)运用闭合电路欧姆定律、串并联电路的性质、电功率等公式求解。 2．与上述问题相关的几个知识点 (1)电源电动势：E＝n或E＝BLv。 (2)闭合电路欧姆定律：I＝。 部分电路欧姆定律：I＝。 电源的内电压：U内＝Ir。 电源的路端电压：U外＝IR＝E－Ir。 (3)消耗功率：P外＝IU，P总＝IE。 (4)通过导体的电荷量：q＝IΔt＝n。 课堂练习 1、如图是公路上安装的一种测速“电子眼”。在“电子眼”前方路面下间隔一段距离埋设两个通电线圈，当车辆通过线圈上方的道路时，会引起线圈中电流的变化，系统根据两次电流变化的时间及线圈之间的距离，对超速车辆进行抓拍。下列判断正确的是( ) A．汽车经过线圈会产生感应电流 B．线圈中的电流是由于汽车通过线圈时发生电磁感应引起的 C．“电子眼”测量的是汽车经过第二个线圈的瞬时速率 D．如果某个线圈出现故障，没有电流，“电子眼”还可以正常工作 2、 如图所示，粗细均匀的、电阻为r的金属圆环，放在图示的匀强磁场中，磁感应强度为B，圆环直径为l。长为l、电阻为r/4的金属棒ab放在圆环上，以v_0向右运动，当ab棒运动到图示虚线位置时，金属棒两端的电势差为（　　）。 A．0 B．Blv0 C．Blv0/2 D．Blv0/3 3、如图甲所示，匝数n＝50的圆形线圈M，它的两端点a、b与内阻很大的电压表相连，线圈中磁通量的变化规律如图乙所示，则a、b两点的电势高低与电压表的读数为(　　) A．φa>φb，20 V　　　 B．φa>φb，10 V C．φa<φb，20 V　 D．φa<φb，10 V 4、如图甲为电动汽车无线充电原理图，M为受电线圈，N为送电线圈。图乙为受电线圈M的示意图，线圈匝数为n、电阻为r、横截面积为S，a、b两端连接车载变流装置，磁场平行于线圈轴线方向穿过线圈。下列说法不正确的是（　　） A．当线圈N接入恒定电流时，不能为电动汽车充电 B．当线圈N接入周期性交变电流时，线圈M两端产生周期性变化的电压 C．当线圈N在M中产生的磁感应强度B竖直向上且减小时，有电流从b端流出 D．充电时，若某时刻线圈M中磁感应强度变化率为k，此时M两端电压为nkS 5、把电阻为18Ω的均匀导线弯成如图所示的金属圆环，圆环直径D=0.80m,将圆环垂直于匀强磁场方向固定，磁场的磁感应强度为B=0.50T,磁场方向垂直于纸面向里。一根每米电阻为1.25的直导线PQ,沿圆环平面向左以3.0m/s的 速度匀速滑行，速度方向与PQ垂直，滑行中直导线与圆环紧密 接触(忽略接触处的电阻),当它通过环上直径位置时，求： （1）直导线产生的感应电动势，并指明该段直导线中电流方向 （2）此时电路的路端电压 课后练习 1、如图，直角三角形金属框abc放置在匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向平行于ab边向上。当金属框绕ab边以角速度ω逆时针转动时，a、b、c三点的电势分别为Ua、Ub、Uc。已知bc边的长度为L。下列判断正确的是(　　) A．Ua>Uc，金属框中无电流 B．Ub>Uc，金属框中电流方向沿a—b—c—a C．Ubc＝－BL2ω，金属框中无电流 D．Ubc＝BL2ω，金属框中电流方向沿a—c—b—a 2、一架直升机停在南半球的地磁极上空，该处地磁场的方向竖直向上，磁感应强度为B。直升机螺旋桨叶片的长度为L，螺旋桨转动的频率为f，顺着地磁场的方向看螺旋桨，螺旋桨按顺时针方向转动。螺旋桨叶片的近轴端为a，远轴端为b，如图所示。如果忽略a到转轴中心线的距离，用E表示每个叶片中的感应电动势，则(　　) A．E＝πfL2B，且a点电势低于b点电势 B．E＝2πfL2B，且a点电势低于b点电势 C．E＝πfL2B，且a点电势高于b点电势 D．E＝2πfL2B，且a点电势高于b点电势 3、如图所示，竖直平面内有一金属环，半径为a，总电阻为R，磁感应强度为B的匀强磁场垂直穿过环平面。与环的最高点A