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2022年高中物理 第一章 第5節(jié)電磁感應(yīng)規(guī)律的應(yīng)用學案 新人教版選修3-2

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1、第一章 2022年高中物理 第一章 第5節(jié)電磁感應(yīng)規(guī)律的應(yīng)用學案 新人教版選修3-2 一、 學習目標 1、電磁感應(yīng)中的電路問題 二、 課程導(dǎo)入 通電導(dǎo)體在磁場中受到安培力的作用,從而發(fā)明了電動機,那現(xiàn)在磁生電可以做什么呢?——發(fā)電機 三、 自主學習+小組討論 如圖所示,一個500匝的線圈的兩端跟R=99Ω的電阻相連接,置于豎直向下的勻強磁場中,線圈的橫截面積是20㎝2,電阻為1Ω,磁場的磁感應(yīng)強度隨時間變化的圖象如圖所示。求磁場變化過程中通過電阻R的電流為多大? 答案:由圖b知,線圈中磁感應(yīng)強度B均勻增加,其變 化率ΔB/Δt=(50-10)/4=10T/s.

2、 四、 反饋精講 電磁感應(yīng)中的電路問題 基本方法: 1、用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律確定感應(yīng)電動勢的大小和方向。 2、畫等效電路。 R1 R2 E r1 3、運用閉合電路歐姆定律,串并聯(lián)電路性質(zhì),電功率等公式聯(lián)立求解。 等效電路圖 五、當堂訓練 1、如圖,有一勻強磁場B=1.0×10-3T,在垂直磁場的平面內(nèi),有一金屬棒AO,繞平行于磁場的O軸順時針轉(zhuǎn)動,已知棒長L=0.20m,角速度ω=20rad/s,求:棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢有多大? 2、如圖所示,在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中,有半徑為r的光滑半圓形

3、導(dǎo)體框架。OCω A B C R O 為一端繞O點在框架上滑動的導(dǎo)體棒,OA之間連一個阻值為R的電阻(其余電阻都不計),若使OC以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動。試求: (1)圖中哪部分相當于電源? (2)感應(yīng)電動勢E為多少? (3)流過電阻R的電流I為多少? 答案:(1)導(dǎo)體棒OC (2) (3) 3、把總電阻為2R的均勻電阻絲焊接成一半徑為a的圓環(huán),水平固定在豎直向下的磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中,如圖所示,一長度為2a,電阻為R,粗細均勻的金屬棒MN放在圓環(huán)上,它與圓環(huán)始終保持良好的接觸,當金屬棒以恒定速度v向右移動經(jīng)過環(huán)心O時,求: 1、棒上的電流I大小,棒兩端的電壓U

4、2、在圓環(huán)和金屬棒上消耗的總功率 A × × × ×  × × × × ×  × R2 V B R1 4、 如圖所示,電阻不計的裸導(dǎo)體AB與寬為60cm的平行金屬導(dǎo)軌良好接觸,電阻R1=3Ω, R2=6Ω,整個裝置處在垂直導(dǎo)軌向里的勻強磁場中,磁感應(yīng)強度B=0.5T。當AB向右以V=5m/s的速度勻速滑動時,求流過電阻R1、 R2的電流大小。 第二章 電磁感應(yīng) 第5節(jié) 電磁感應(yīng)規(guī)律的應(yīng)用(課時2) 一、學習目標 1、電磁感應(yīng)中的力學問

5、題 2、電磁感應(yīng)中的能量問題 3、電磁感應(yīng)中的圖象問題 二、 課程導(dǎo)入 電磁感應(yīng)中產(chǎn)生的感應(yīng)電流在磁場中將受到安培力的作用,因此,電磁感應(yīng)問題往往跟力學問題聯(lián)系在一起,解決這類電磁感應(yīng)中的力學問題,不僅要應(yīng)用電磁學中的有關(guān)規(guī)律,如楞次定律、法拉第電磁感應(yīng)定律、左右手定則、安培力的計算公式等,還要應(yīng)用力學中的有關(guān)規(guī)律,如牛頓運動定律、動能定理、機械能守恒定律等。要將電磁學和力學的知識綜合起來應(yīng)用。 由于安培力和導(dǎo)體中的電流、運動速度均有關(guān), 所以對磁場中運動導(dǎo)體進行動態(tài)分析十分必要。 三、自主學習 水平放置于勻強磁場中的光滑導(dǎo)軌上,有一根導(dǎo)體棒ab,用恒力F作用在ab上,由

6、靜止開始運動,回路總電阻為R,分析ab 的運動情況,并求ab的最大速度。 a b B R 解:當f=F 時,a=0,速度達到最大, F=f=BIL=B2 L2 vm /R vm=FR / B2 L2 vm稱為收尾速度 三、 反饋精講 電磁感應(yīng)中的力學問題 基本方法: 1、用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律求感應(yīng)電動勢的大小和方向。 2、求回路中的電流強度 3、分析導(dǎo)體受力情況(包含安培力,用左手定則) 4、列動力學方程求解。 四、當堂訓練 Q B P C D A 在磁感應(yīng)強度為B的水平均強磁場中,豎直放置一個冂形金屬框ABCD,框面

7、垂直于磁場,寬度BC=L ,質(zhì)量m的金屬桿PQ用光滑金屬套連接在框架AB和CD上如圖.金屬桿PQ電阻為R,當桿自靜止開始沿框架下滑時: (1)開始下滑的加速度為多少? (2)框內(nèi)感應(yīng)電流的方向怎樣?安培力的方向? (3)金屬桿下滑的最大速度是多少? 解:(1)開始PQ受力為mg, 所以 a=g (2) PQ向下加速運動,產(chǎn)生感應(yīng)電流,方向順時針,受到向上的磁場力F作用。 (3) 達最大速度時, F=BIL=B2 L2 vm /R=mg ∴vm=mgR / B2 L2 3、已知:AB、CD足夠長,L,θ,B,R。金屬棒ab垂直于導(dǎo)軌放置,與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為μ,質(zhì)量為m,從靜止開始沿導(dǎo)軌下滑,導(dǎo)軌和金屬棒的電阻阻都不計。求ab棒下滑的最大速度 θ θ D C A B B a b R

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