新人教版高中物理选修1-1法拉第电磁感应定律 学案

上教考资源网 助您教考无忧法拉第电磁感应定律 学案【典型例题】【例 1】如下图所示，长为 L 的铜杆 OA 以 O 为轴在垂直于匀强磁场的平面内以角速度 匀速转动，磁场的磁感应强度为 B，求杆 OA 两端的电势差．【解析】铜杆 OA 在匀强磁场中做切割磁感线运动，将产生感应电动势 E，此即 OA 杆两端的电势差。OA 杆匀速转动时，杆上各点运转半径不同，线速度大小不同，由rv知线速度 v 与半径 r 成正比，可见感应电动势从 A 至 O 是逐段均匀减小的，能够用平均值来计算 OA 杆的感应电动势。杆的平均速度 LLvvvA212020，感应电动势 221 BLVBLE，杆 OA 两端的电势差 UOA＝E＝221 BL【例 2】如图所示，半径为 r 的金属环绕通过某直径的轴 OO’以角速度 作匀速转动，匀强磁场的磁感应强度为 B，从金属环面与磁场方向重合时开始计时，则在金属环转过 30°角的过程中，环中产生的电动势的平均值是多大？【解析】根据金属环在磁场中转动的始末位置穿过环的磁通量φ1 和 φ2 以及完成这一变化所用时间△t，就可以求出环中产生的感应电动势 tE/21。当金属环面与磁感线平行时，穿过环的磁通量 φ1＝0。当环转过 300 时，环平面在垂直磁感线方向的投影2/3090cos00'SSS，穿过环的磁通量2/'2BSBS 。所以，在环转过 30°的过程中，环中平均感应电动势 23BrtE【例 3】如图所示，小灯泡的规格为“2V、4W”，接在光滑水平导轨上，轨距 0.1m，电阻不计。金属棒 ab 垂直搁置在导轨上，电阻 1Ω。整个装置处于磁感强度 B=1T 的匀强磁场中。求：（1）为使小灯正常发光，ab 的滑行速度多大？（2）拉动金属棒 ab 的外力功率多大？【解析】要求小灯正常发光，灯两端电压应等于其额定值 2V。这个电压是由于金属棒滑动时产生的感应电动势提供的。金属棒移动时，外力的功率转化为全电路上的电功率。（1）根据小灯的标志得小灯的额定电流和电阻分别为I=P/U=2A, R=U2/P=1Ω。设金属棒滑行速度为 v，它产生的感应电流为I’=BLV/(R+r), 式 中 r 为 棒 的 电 阻 。 由 I’=I, 即 I ＝ BLV/(R+r) 得 V ＝I（R+r）/BL＝40m/s版权所有@中国教育考试资源网 上教考资源网 助您教考无忧（2）根据能的转换，外力的机械功率等于整个电路中的电功率，所以拉动 ab 作切割运动的功率为 P 机=P 电=I2（R+r）=22（1+1）W=8W。【基...