高二物理感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小的的計(jì)算

1、習(xí)題課 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小的的計(jì)算一、教學(xué)目標(biāo)：1熟練應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小。2培養(yǎng)學(xué)生分析、解決問(wèn)題的能力二、教學(xué)重點(diǎn)：應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小三、教學(xué)難點(diǎn)：培養(yǎng)學(xué)生分析、解決問(wèn)題的能力四、教 具：幻燈片、投影儀五、教法：講練結(jié)合六、教學(xué)過(guò)程：（一）簡(jiǎn)要復(fù)習(xí)基礎(chǔ)知識(shí)： 1提問(wèn)：法拉第電磁感應(yīng)定律的內(nèi)容是什么？寫(xiě)出計(jì)算公式。答：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小跟穿過(guò)這一電路的磁通量的變化率成正比。公式（感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小）2提問(wèn)：寫(xiě)出導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小的表達(dá)式，使用這個(gè)公式時(shí)應(yīng)注意什么？答：這個(gè)公式表示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度、導(dǎo)線、導(dǎo)線的運(yùn)動(dòng)方向三者

2、垂直時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)等于磁感應(yīng)強(qiáng)度B、導(dǎo)線長(zhǎng)度、導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)速度v的乘積。（二）例題精講圖1【例1】如圖1所示，是一個(gè)水平放置的導(dǎo)體框架，寬度L=1.50m，接有電阻R=0.20,設(shè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)和框架平面垂直,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.40T,方向如圖.今有一導(dǎo)體棒ab跨放在框架上，并能無(wú)摩擦地沿框滑動(dòng)，框架及導(dǎo)體ab電阻均不計(jì)，當(dāng)ab以v=4.0m/s的速度向右勻速滑動(dòng)時(shí)，試求：（1）導(dǎo)體ab上的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大?。?）回路上感應(yīng)電流的大小（3）要維持ab作勻速運(yùn)動(dòng)，求外力多大？分析與解答：已知做切割運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)線長(zhǎng)度、切割速度和磁感應(yīng)強(qiáng)度，可直接運(yùn)用公式求感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；再由歐姆定律求電流強(qiáng)度，最后由平衡條件判定安培

3、力及外力（1）導(dǎo)體ab上的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小=0.80V（2）導(dǎo)體ab相當(dāng)于電源，由閉合電路歐姆定律得A（3）對(duì)導(dǎo)體ab，所受安培力N，由平衡條件知，外力N.點(diǎn)評(píng)：若求外力F的功率，則可由功率公式P=Fv求得，因?yàn)橥饬β屎桶才嗔β氏嗟龋部梢杂肞=IE=I2R（電路消耗的電功率和外力的機(jī)械功率相等）求得由于導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不變，瞬時(shí)值等于平均值，所以也可以用下式求E如果這時(shí)跨接在電阻兩端有一個(gè)電壓表，測(cè)得的就是外電路上的電壓，即【例題2】如圖2所示，將一條形磁鐵插入某一閉合線圈，第一次用0.05s，第二次用0.1s。設(shè)插入方式相同，試求：圖 2（1）：兩次線圈中的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)之比？

4、解：（2）：兩次線圈之中電流之比？解：（3）兩次通過(guò)線圈的電荷量之比？解：（4）兩次在R中產(chǎn)生的熱量之比？解：【例題3】如圖3所示，有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)B=1.0×10-3T，在垂直磁場(chǎng)的平面內(nèi)，有一金屬棒AO，繞平行于磁場(chǎng)的O軸順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，已知棒長(zhǎng)L=0.20m，角速度=20rad/s，求：棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)有多大？圖 3分析與解答：棒轉(zhuǎn)過(guò)一周后，所用時(shí)間，OA掃過(guò)的面積，切割的磁通量，故V。點(diǎn)評(píng)：此題也可以用進(jìn)行計(jì)算，因?yàn)閺腛A，各點(diǎn)的線速度是均勻變化的，故可取棒中點(diǎn)的速度代表棒的平均速度，由，仍可得到上面的結(jié)果。【例題4】如圖4所示，矩形線圈由100匝組成，ab邊長(zhǎng)L1=0.40m，a

5、d邊長(zhǎng)L2=0.20m，在B=0.1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,一兩短邊中點(diǎn)的連線為軸轉(zhuǎn)動(dòng),轉(zhuǎn)速n=50r/s求：（1）線圈從圖4（a）所示的位置起，轉(zhuǎn)過(guò)180º的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為多大？（2）線圈從圖4（b）所示的位置起，轉(zhuǎn)過(guò)180º的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為多大？圖4分析與解答：（1）=V（2）=討論：為什么第一種情況下E0，而第二種情況下E=0？這是因?yàn)樵诘谝环N情況下，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)只是大小發(fā)生了變化，而方向沒(méi)有發(fā)生變化，故平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不為零；而在第二種情況下，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和方向均發(fā)生了變化，故平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零。（三）課堂練習(xí)與課后作業(yè)1如圖5所示，MN為水平面內(nèi)的平行金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌處

6、在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，ab、cd兩根導(dǎo)體棒長(zhǎng)為L(zhǎng)，并以相同的速度v勻速運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)軌間電阻為R，則MN間電壓為 ，通過(guò)R的電流強(qiáng)度為 。 2有一總電阻為5的閉合導(dǎo)線，其中1m長(zhǎng)部分直導(dǎo)線在磁感應(yīng)強(qiáng)度為2T的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，以5m/s的速度沿與磁感線成30º角的方向運(yùn)動(dòng)，如圖6所示，該直導(dǎo)線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為 V，磁場(chǎng)對(duì)直導(dǎo)線部分的作用力大小為 N。圖 5 圖 63有一面積為S=100cm2的金屬環(huán)，電阻R=0.1，環(huán)中磁場(chǎng)變化規(guī)律如圖7所示，磁場(chǎng)方向垂直環(huán)面向里，則通過(guò)金屬環(huán)的電荷量為 C。 4如圖8所示,線圈內(nèi)有理想邊界的磁場(chǎng)，當(dāng)磁場(chǎng)均勻增加時(shí)，有一帶電粒子靜止于平行板（兩板水平放置）電容器中間。若線圈的匝數(shù)為n，面積為S，平行板電容器的板間距離為d，粒子的質(zhì)量為m，帶電荷量為q，則磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率為 。圖 7圖 85如圖9所示，處于水平面內(nèi)的長(zhǎng)平行金屬框架內(nèi)接有電阻R1、R2，R1=R2=1,框架電阻不計(jì)，垂直框架平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B=0.2T，平行框架間距L=0.5m，一金屬桿ab沿垂直于框架方向放在框架上，其電阻不計(jì)，金屬桿可以沿框架接觸良好的無(wú)摩擦地滑動(dòng)，試求：（1）金屬桿中點(diǎn)突然受到一個(gè)力打擊而以v0