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《感生電動勢和動生電動勢》高二物理教案
[學習目標]
1.知道感生電動勢和動生電動勢
2.理解感生電動勢和動生電動勢的產生機理
[自主學習]
1. 英國物理學家麥克斯韋認為，變化的磁場會在空間激發(fā)一種電場，這種電場叫
做 電場;有這種電場產生的電動勢叫做 ，該電場的方向可以由右手定則來判定。
2.由于導體運動而產生的感應電動勢稱為 。
[典型例題]
例1 如圖1所示，在豎直向下的磁感應強度為B的勻強磁場中，有兩根水平放置且足夠長的平行金屬導軌AB、CD，在導軌的AC端連接一阻值為R的電阻，一根質量為m的金屬棒ab，垂直導軌放置，導軌和金屬棒的電阻不計。金屬棒與導軌間的動摩擦因數(shù)為 ，若用恒力F沿水平向右拉導體棒運動，求金屬棒的最大速度。
例2 如圖2所示，線圈內有理想的磁場邊界，當磁感應強度均勻增加時，有一帶電量為q，質量為m的粒子靜止于水平放置的平行板電容器中間，則此粒子帶 ，若線圈的匝數(shù)為n，線圈面積為S，平行板電容器的板間距離為d，則磁感應強度的變化率為 。
[針對訓練]
1.通電直導線與閉合線框彼此絕緣，它們處在同一平面內，導線位置與線框對稱軸重合，為了使線框中產生如圖3所示的感應電流，可采取的措施是：
(A)減小直導線中的電流
(B)線框以直導線為軸逆時針轉動(從上往下看)
(C)線框向右平動 (D)線框向左平動
2.一導體棒長l=40cm，在磁感強度B=0.1T的勻強磁場中做切割磁感線運動，運動的速度v=5.0m/s，導體棒與磁場垂直，若速度方向與磁感線方向夾角=30，則導體棒中感應電動勢的大小為 V，此導體棒在做切割磁感線運動時，若速度大小不變，可能產生的最大感應電動勢為 V
3.一個N匝圓線圈，放在磁感強度為B的勻強磁場中,線圈平面跟磁感強度方向成30角，磁感強度隨時間均勻變化，線圈導線規(guī)格不變，下列方法中可使線圈中感應電流增加一倍的是：
(A)將線圈匝數(shù)增加一倍 (B)將線圈面積增加一倍
(C)將線圈半徑增加一倍 (D)適當改變線圈的取向
4.如圖4所示，四邊完全相同的正方形線圈置于一有界勻強磁場中，磁場垂直線圈平面，磁場邊界與對應的線圈邊平行，今在線圈平面內分別以大小相等，方向與正方形各邊垂直的速度，沿四個不同的方向把線圈拉出場區(qū)，則能使a、b兩點電勢差的值最大的是：
(A)向上拉 (B)向下拉
(C)向左拉(D)向右拉
5.如圖5所示，導線MN可無摩擦地沿豎直的長直導軌滑動，導線位于水平方向的勻強磁場中，回路電阻R，將MN由靜止開始釋放后的一小段時間內，MN運動的加速度可能是：
(A).保持不變(B)逐漸減小(C)逐漸增大(D)無法確定
6.在水平面上有一固定的U形金屬框架，框架上置一金屬桿ab，如圖所示(紙面即水平面)，在垂直紙面方向有一勻強磁場，則：
(A)若磁場方向垂直紙面向外并增長時，桿ab將向右移動
(B)若磁場方向垂直紙面向外并減少時，桿ab將向左移動
(C)若磁場方向垂直紙面向里并增長時，桿ab將向右移動
(D)若磁場方向垂直紙面向里并減少時，桿ab將向右移
7.如圖7所示，圓形線圈開口處接有一個平行板電容器，圓形線圈垂直放在隨時間均勻變化的勻強磁場中，要使電容器所帶電量增加一倍，正確的做法是：
(A)使電容器兩極板間距離變?yōu)樵瓉淼囊话?/p>
(B)使線圈半徑增加一倍
(C)使磁感強度的變化率增加一倍
(D)改變線圈平面與磁場方向的夾角
[能力訓練]
1.有一銅塊，重量為G，密度為D，電阻率為，把它拉制成截面半徑為r的長導線，再用它做成一半徑為R的圓形回路(Rr).現(xiàn)加一個方向垂直回路平面的勻強磁場，磁感強度B的大小變化均勻，則
(A)感應電流大小與導線粗細成正比
(B)感應電流大小與回路半徑R成正比
(C)感應電流大小與回路半徑R的平方成正比
(D)感應電流大小和R、r都無關
2.在圖8中，閉合矩形線框abcd，電阻為R，位于磁感應強度為B的勻強磁場中，ad邊位于磁場邊緣，線框平面與磁場垂直，ab、ad邊長分別用L1、L2表示，若把線圈沿v方向勻速拉出磁場所用時間為△t，則通過線框導線截面的電量是：
(A) (B) (C) (D)BL1L2
3.如圖9所示，矩形線框abcd的ad和bc的中點M、N之間連接一電壓表，整個裝置處于勻強磁場中，磁場的方向與線框平面垂直，當線框向右勻速平動時，以下說法正確的是( )
(A)穿過線框的磁通量不變化，MN間無電勢差
(B)MN這段導體做切割磁感線運動，MN間有電勢差
(C)MN間有電勢差，所以電壓表有讀數(shù)
(D)因為無電流通過電壓表，所以電壓表無讀數(shù)
4.在磁感應強度為B，方向如圖10所示的勻強磁場中，金屬桿PQ在寬為L的平行金屬導軌上以速度v向右勻速滑動，PQ中產生的感應電動勢為E1;若磁感應強度增為2B，其它條件不變，所產生的感應電動勢大小變?yōu)镋2，則E1與E 2之比及通過電阻R的感應電流方向為:
(A)2：1，ba (B)1：2，ba
(C)2：1，ab (D)1：2，ab
5.如圖11所示，一個有彈性的金屬圓環(huán)被一根橡皮繩吊于通電直導線的下方，當通電直導線中電流I增大時，圓環(huán)的面積S和橡皮繩的長度L將
(A)S減小，L變長 (B)S減小，L變短
(C)S增大，L變長 (D)S增大，L變短
6.A、B兩個閉合電路，穿過A電路的磁通量由O增加到3103Wb，穿過B電路的磁通量由5103Wb增加到6103Wb。則兩個電路中產生的感應電動勢EA和EB的關系是：
(A)EAEB (B)EA=EB (C) EA
7.如圖12所示。在有明顯邊界PQ的勻強磁場外有一個與磁場垂直的正方形閉合線框。一個平行線框的力將此線框勻速地拉進磁場。設第一次速度為v，第二次速度為2 v，則兩次拉力大小之比為F1：F2=____，拉力做的功之比為W1：W2=____，拉力功率之比為P1：P2=____，流過導線橫截面的電量之比為
Q1：Q2=____
8.如圖13所示，水平桌面上固定一個無電阻的光滑導軌，導軌左端有一個R=0.08歐的電阻相連，軌距d=50厘米。金屬桿ab的質量m=0.1千克，電阻r=0.02歐，橫跨導軌。磁感應強度B=0.2特的勻強磁場垂直穿過導軌平面�，F(xiàn)用水平力F=0.1牛拉ab向右運動，桿ab勻速前進時速度大小為________米/秒;此時電路中消耗的電功率為________瓦，突然撤消外力F后，電阻R上還能產生的熱量為____焦。
9.如圖14所示，M與N為兩塊正對的平行金屬板，勻強磁場垂直紙面向里，磁感應強度為B。ab是可以緊貼平板邊緣滑動的金屬棒，能以v1速度勻速向左或向右滑動�，F(xiàn)有一個電子以v2速度自左向右飛入兩塊板中間，方向與板平行與磁場垂直。為使電子在兩板間做勻速直線運動，則
v1的方向應如何?v1、v2的關系如何?
10.如圖15所示，矩形線圈abcd共有n匝，ab邊長為L1，bc邊長為L2，置于垂直穿過它的均勻變化的勻強磁場中。平行正對放置的兩塊金屬板M和N，長為L，間距為h。今有一束帶電量為q、質量為m的離子流從兩板中央平行于板的方向以初速v0飛入板間，要使這些離子恰好能從兩板邊緣射出，求：①線圈abcd中磁感應強度的變化率如何?②兩板間的電場對每一個離子做多少功?
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