高中物理 第一章 电磁感应 第5节 电磁感应规律的应用学案 粤教版选修3-2-粤教版高二选修3-2物理学案VIP免费

第五节电磁感应规律的应用学习目标知识脉络1.知道法拉第电机的结构和工作原理．(重点)2．理解电磁感应现象中能量转化与守恒，并能解答相关问题．(难点)3．了解电磁感应规律在生产和生活中的应用，会运用电磁感应规律解决生活和生产中的有关问题.法拉第电机1．原理放在两极之间的铜盘可以看成是由无数根铜棒组成的，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，使之获得持续的电流．2．转动切割电动势的大小如图151所示，电机工作时电动图151势的大小E＝＝＝＝BωL2.或E＝BLv中＝BLLω＝BωL2.3．电势高低的判断产生电动势的导体相当于电源，在电源内部电动势的方向从低电势指向高电势．4．电磁感应中的电路问题(1)内电路和外电路切割磁感线运动的导体或磁通量发生变化的线圈都相当于电源．该部分导体的电阻或线圈的电阻相当于电源的内电阻，其余部分是外电阻．(2)电源电动势和路端电压电动势：E＝n或E＝BLvsin_θ.路端电压：U＝E－Ir.(3)电流方向在电源内部：电流由负极流向正极．在电源外部：电流由正极经用电器流向负极．11．导体杆在磁场中切割磁感线产生感应电动势相当于电源，其余部分相当于外电路．(√)2．长为l的直导线在磁感应强度为B的匀强磁场中以速度v匀速运动产生的最大感应电动势为Blv.(√)如图152所示是法拉第电机原理图，铜盘转起来之后相当于电源，圆心O和圆盘边缘谁是正极？图152【提示】通过右手定则可判断出电流由外边缘流向内侧，由此可判断出内侧O点为正极．如图153所示，导体ab长2l，绕其中点O逆时针匀速转动．图153探讨1：导体Ob产生的电势差？【提示】Bl2ω.探讨2：导体ab产生的电势差？【提示】0.1．对电源的理解电源是将其他形式的能转化为电能的装置．在电磁感应现象中，通过导体切割磁感线和线圈磁通量的变化而将其他形式的能转化为电能．2．对电路的理解内电路是切割磁感线的导体或磁通量发生变化的线圈，外电路由电阻、电容等电学元件组成．3．电动势的大小(1)平动切割E＝BLvsinθ(2)转动切割E＝BLv中(3)磁场变化E＝n1．如图154所示，一个绕圆心轴MN匀速转动的金属圆盘，匀强磁场垂直于圆盘平面，磁感应强度为B，圆盘中心和圆盘边缘通过电刷与螺线管相连，圆盘转动方向如图所示，则下述结论中正确的是()2图154A．圆盘上的电流由圆心流向边缘B．圆盘上的电流由边缘流向圆心C．金属圆盘上各处电势相等D．螺线管产生的磁场，F端为N极【解析】当圆盘转动方向如题图所示时，根据右手定则可判断出圆盘上的感应电流方向是从圆心流向边缘的，故A正确，B错误；由于圆盘上存在感应电流，故其上的电势并不相等，C错误；由螺线管中的电流方向和安培定则可判断出E端为N极，故D是错误的．【答案】A2．如图155甲所示，匀强磁场区域宽为2L，磁感应强度为B，方向垂直纸面向外．由均匀电阻丝做成的正方形线框abcd边长为L，总电阻为R.在线框以垂直磁场边界的速度v，匀速通过磁场区域的过程中，线框ab、cd两边始终与磁场边界平行．求：甲乙图155(1)cd边刚进入磁场时，cd中流过的电流及其两端的电压大小；(2)在乙图中，画出线框在穿过磁场的过程中，cd中电流I随线框运动位移x的变化图象，并在横纵坐标中标出相应的值．取线框刚进入磁场时x＝0，电流在线框中顺时针流动方向为正.【导学号：97192022】【解析】(1)cd边切割磁感线产生的感应电动势E＝BLv，流过cd边的电流I＝＝cd两端的电压Ucd＝E－Ircd＝BLv－I＝BLv.(2)cd中的电流I随x变化的图线如图所示【答案】(1)BLv(2)见解析解答该类问题的解题步骤31．用法拉第电磁感应定律和楞次定律或右手定则确定感应电动势的大小和方向(感应电流方向是电源内部电流的方向)．2．根据“等效电源”和电路中其他各元件的连接方式画出等效电路．3．根据E＝BLv或E＝n结合闭合电路欧姆定律，串、并联电路知识和电功率、焦耳定律等关系式联立求解．电磁感应中的能量转化1．电磁感应现象中产生的电能是通过克服安培力做功转化而来的．2．克服安培力做了多少功，就有多少电能产生，而这些电能又...