高中物理 第一章 第五节 电磁感应规律的应用学案 粤教版选修.doc

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1、第五节　电磁感应规律的应用1．了解法拉第电机原理以及电磁流量计原理．2．理解电磁感应中的电路问题及其应用．3．理解电磁感应中的图象问题及其应用．4．理解电磁感应中的动力学问题．5．理解电磁感应中的能量问题．1．在法拉第电机中，产生感应电动势部分相当于电源，如果它与用电器连接就构成了闭合回路．2．法拉第电机的电源部分与其他导体或线框构成了闭合回路，遵从闭合电路欧姆定律．3．在电磁感应中切割磁感线部分或在磁场中的部分导体相当于电源，在电源内部，感应电流的方向是从电源的负极流向正极；在外电路中，电流从电源的正极流向电源的负极．如图所示，导电液体在垂直于磁场的非磁性测量管内流

2、动，与流动方向垂直的方向上产生与流量成正比的感应电动势．设感应电动势为E，磁感应强度为B，测量管截面内平均流速为v，流量计导管内径为d，管壁ab两点间的感应电动势E＝Bvd.管中沿途的流量为πd2v，所以Q＝E.　例电磁流量计广泛应用于测量可导电流体(如污水)在管中的流量(在单位时间内通过管内横截面的流体的体积)，假设流量计是如下图所示的横截面为长方形的一段管道，其中空部分的长、宽、高分别为图中的a、b、c，流量计的两端与输送液体的管道相连接(图中虚线)．图中流量计的上、下两面是金属材料，前、后两面是绝缘材料，现在流量计所在处加磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直于

3、前后两面，当导电液体稳定地流经流量计时，在管外将流量计上、下表面分别与一串接了电阻R的电流表的两端连接，I表示测得的电流值，已知流体的电阻率为ρ，不计电流表的内阻，则可求得流量为(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　A.B.C.D.解析：流体中有长度为c的导电液体切割磁感线产生电动势，相当于电源，感应电动势为E＝Bcv，内电阻为r＝ρ.外电路电阻为R，根据闭合电路欧姆定律得I＝，再根据流量的定义式Q＝bcv，可得选项A正确．答案：A一、单项选择题1．如右图所示，两条平行虚线之间存在匀强磁场，虚线间的距离为l，磁场方向垂直纸面向里．abcd是位于纸面内的梯形线圈，ad

4、与bc间的距离也为l.t＝0时刻，bc边与磁场区域边界重合．现令线圈以恒定的速度v沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域．取沿a→b→c→d→a的感应电流方向为正，则在线圈穿越磁场区域的过程中，感应电流I随时间t变化的图线可能是(B)解析：进入磁场时，切割磁场的有效长度越来越短，电流越来越小，方向逆时针；出磁场时，切割磁场的有效长度越来越短，电流越来越小，方向顺时针．2．如下图所示，粗细均匀的电阻为r的金属圆环，放在图示的匀强磁场中，磁感强度为B，圆环直径为l，另一长为l，电阻为的金属棒ab放在圆环上，接触电阻不计．当ab棒以v0向左运动到图示虚线位置时，金属棒两端电

5、势差为(C)A．BLv0B.BLv0C.BLv0D.BLv0解析：当到图示位置时，E＝BLv0，总电阻R＝＋r＝r，所以金属棒两端电压U＝·r＝BLv0.3．如右图所示，两个互连的相同面积的金属圆环，粗金属环的电阻为细金属环电阻的，磁场方向垂直穿过金属环所在的区域，当磁感应强度随时间均匀变化时，若粗环内产生感应电动势，则a、b两点的电势差为U1；若细环内产生感应电动势，则a、b两点的电势差为U2.那么U1∶U2为(B)A．1∶2B．2∶1C．1∶3D．3∶1解析：由E＝＝可知产生的电动势相同，U1、U2为路端电压，U1＝·R＝E，同理U2＝，所以U1∶U2＝2∶1.4

6、．用均匀导线做成的正方形线框边长为0.2m，正方形的一半放在垂直于纸面向里的匀强磁场中，如图所示，在磁场以10T/s的变化率增强时，线框中a、b两点间的电势差是(B)A．Uab＝0.1VB．Uab＝－0.1VC．Uab＝0.2VD．Uab＝－0.2V解析：由E＝＝＝10×0.02V＝0.2V，由楞次定律可知Uab＝－＝－0.1V，选项B正确．二、多项选择题5．下图是法拉第研制成的世界上第一台发电机模型的原理图．将铜盘放在磁场中，让磁感线垂直穿过铜盘，图中a、b导线与铜盘的中轴线处在同一平面内，转动铜盘，就可以使闭合电路获得电流．若图中铜盘半径为L，匀强磁场的磁感应强度

7、为B，回路总电阻为R，从上往下看逆时针匀速转动铜盘的角速度为ω.则下列说法正确的是(AB)A．回路中电流大小恒定B．回路中电流方向不变，且从b导线流进灯泡，再从a流向旋转的铜盘C．回路中有大小和方向作周期性变化的电流D．若将匀强磁场改为仍然垂直穿过铜盘的变化的磁场，在回路中电流大小也恒定解析：把铜盘看作若干条由中心指向边缘的铜棒组合而成，当铜盘转动时，每根铜棒都在切割磁感线，相当于电源，由右手定则知，中心为电源正极，盘边缘为负极，若干个相同的电源并联对外供电，电流方向由b经灯泡再从a流回铜盘，方向不变，B对，回路中感应电动势为E＝BL＝BωL2，所以