1、第一章 电磁感应第5节 电磁感应规律的应用(课时1)一、 学习目标1、电磁感应中的电路问题二、 课程导入通电导体在磁场中受到安培力的作用,从而发明了电动机,那现在磁生电可以做什么呢?发电机三、 自主学习+小组讨论如图所示,一个500匝的线圈的两端跟R99的电阻相连接,置于竖直向下的匀强磁场中,线圈的横截面积是202,电阻为1,磁场的磁感应强度随时间变化的图象如图所示。求磁场变化过程中通过电阻R的电流为多大?答案:由图b知,线圈中磁感应强度B均匀增加,其变化率Bt=(50-10)/4=10T/s. 四、 反馈精讲电磁感应中的电路问题基本方法:1、用法拉第电磁感应定律和楞次定律确定感应电动势的大小
2、和方向。2、画等效电路。 R1R2E r13、运用闭合电路欧姆定律,串并联电路性质,电功率等公式联立求解。等效电路图五、当堂训练1、如图,有一匀强磁场B=1.010-3T,在垂直磁场的平面内,有一金属棒AO,绕平行于磁场的O轴顺时针转动,已知棒长L=0.20m,角速度=20rad/s,求:棒产生的感应电动势有多大?2、如图所示,在磁感应强度为B的匀强磁场中,有半径为r的光滑半圆形导体框架。OCABCRO为一端绕O点在框架上滑动的导体棒,OA之间连一个阻值为R的电阻(其余电阻都不计),若使OC以角速度匀速转动。试求:(1)图中哪部分相当于电源?(2)感应电动势E为多少?(3)流过电阻R的电流I为
3、多少?答案:(1)导体棒OC(2)(3)3、把总电阻为2R的均匀电阻丝焊接成一半径为a的圆环,水平固定在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中,如图所示,一长度为2a,电阻为R,粗细均匀的金属棒MN放在圆环上,它与圆环始终保持良好的接触,当金属棒以恒定速度v向右移动经过环心O时,求:1、棒上的电流I大小,棒两端的电压U2、在圆环和金属棒上消耗的总功率A R2VBR14、 如图所示,电阻不计的裸导体AB与宽为60cm的平行金属导轨良好接触,电阻R13, R26,整个装置处在垂直导轨向里的匀强磁场中,磁感应强度B0.5T。当AB向右以V5m/s的速度匀速滑动时,求流过电阻R1、 R2的电流大小。第二
4、章 电磁感应第6节 电磁感应规律的应用(课时2)一、学习目标1、电磁感应中的力学问题2、电磁感应中的能量问题3、电磁感应中的图象问题二、 课程导入电磁感应中产生的感应电流在磁场中将受到安培力的作用,因此,电磁感应问题往往跟力学问题联系在一起,解决这类电磁感应中的力学问题,不仅要应用电磁学中的有关规律,如楞次定律、法拉第电磁感应定律、左右手定则、安培力的计算公式等,还要应用力学中的有关规律,如牛顿运动定律、动能定理、机械能守恒定律等。要将电磁学和力学的知识综合起来应用。由于安培力和导体中的电流、运动速度均有关, 所以对磁场中运动导体进行动态分析十分必要。三、自主学习水平放置于匀强磁场中的光滑导轨
5、上,有一根导体棒ab,用恒力F作用在ab上,由静止开始运动,回路总电阻为R,分析ab 的运动情况,并求ab的最大速度。abBR解:当f=F 时,a=0,速度达到最大,F=f=BIL=B2 L2 vm /Rvm=FR / B2 L2vm称为收尾速度三、 反馈精讲电磁感应中的力学问题基本方法:1、用法拉第电磁感应定律和楞次定律求感应电动势的大小和方向。2、求回路中的电流强度3、分析导体受力情况(包含安培力,用左手定则)4、列动力学方程求解。四、当堂训练QBPCDA在磁感应强度为B的水平均强磁场中,竖直放置一个冂形金属框ABCD,框面垂直于磁场,宽度BCL ,质量m的金属杆PQ用光滑金属套连接在框架AB和CD上如图.金属杆PQ电阻为R,当杆自静止开始沿框架下滑时:(1)开始下滑的加速度为多少?(2)框内感应电流的方向怎样?安培力的方向?(3)金属杆下滑的最大速度是多少?解:(1)开始PQ受力为mg, 所以 a=g(2) PQ向下加速运动,产生感应电流,方向顺时针,受到向上的磁场力F作用。(3) 达最大速度时, F=BIL=B2 L2 vm /R=mgvm=mgR / B2 L23、已知:AB、CD足够长,L,B,R。金属棒ab垂直于导轨放置,与导轨间的动摩擦因数为,质量为m,从静止开始沿导轨下滑,导轨和金属棒的电阻阻都不计。求ab棒下滑的最大速度DCABBabR