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本文格式為Word版,下載可任意編輯——電磁感應(yīng)線圈抽頭(4篇)電磁感應(yīng)(Electromagneticinduction)現(xiàn)象是指放在變化磁通量中的導(dǎo)體,會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)。此電動(dòng)勢(shì)稱(chēng)為感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)或感生電動(dòng)勢(shì),若將此導(dǎo)體閉合成一回路,則該電動(dòng)勢(shì)會(huì)驅(qū)使電子滾動(dòng),形成感應(yīng)電流(感生電流)。邁克爾·法拉第是一般被,以下是為大家整理的關(guān)于電磁感應(yīng)線圈抽頭4篇,供大家參考選擇。
電磁感應(yīng)線圈抽頭4篇
第一篇:電磁感應(yīng)線圈抽頭
電磁感應(yīng)現(xiàn)象
一、知識(shí)與技能
1、知道電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)相關(guān)的物理學(xué)史;
2、能根據(jù)試驗(yàn)事實(shí)歸納產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件.
二、過(guò)程與方法
1、體會(huì)科學(xué)摸索的過(guò)程特征,領(lǐng)悟科學(xué)思維方法;
2、通過(guò)演示和學(xué)生設(shè)計(jì)試驗(yàn),培植學(xué)生的科學(xué)興趣,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力,試驗(yàn)動(dòng)手能力以及對(duì)現(xiàn)象的概括歸納能力.領(lǐng)會(huì)合作的樂(lè)趣.
3、領(lǐng)悟科學(xué)探究中提出問(wèn)題、觀測(cè)試驗(yàn)、得出結(jié)論、歸納總結(jié)等要素在研究物理問(wèn)題時(shí)的重要性。
三、情感、態(tài)度與價(jià)值觀
1、通過(guò)對(duì)物理學(xué)中對(duì)稱(chēng)美、簡(jiǎn)單美的介紹賞析,培養(yǎng)學(xué)生欣賞物理學(xué)中美的情懷。
2、經(jīng)歷科學(xué)探究的過(guò)程,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神。
3、以科學(xué)家不怕失敗、大膽面對(duì)挫折的頑強(qiáng)意志鼓舞自己。
教學(xué)重點(diǎn):電磁感應(yīng)的內(nèi)涵以及摸索電磁感應(yīng)現(xiàn)象的科學(xué)思想和方法.
教學(xué)難點(diǎn):教師對(duì)學(xué)生探究式學(xué)習(xí)的操控及學(xué)生對(duì)試驗(yàn)現(xiàn)象的分析總結(jié)──磁通量的變化。
本課以探究式教學(xué)模式為主,結(jié)合問(wèn)題法、演示法、啟發(fā)法、歸納法、多媒體輔助法等教學(xué)方法。
演示試驗(yàn):靈敏電流計(jì),條形磁鐵,線圈
學(xué)生分組試驗(yàn):靈敏電流計(jì),滑動(dòng)變阻器,條形磁鐵,原副線圈一套,干電池2節(jié),開(kāi)關(guān)一只,導(dǎo)線若干.
物理學(xué)史引入——問(wèn)題提出
1820年,丹麥物理學(xué)家?jiàn)W斯特發(fā)現(xiàn)了――電流的磁效應(yīng),透露了電和磁之間存在著聯(lián)系,這一驚人發(fā)現(xiàn)使當(dāng)時(shí)整個(gè)科學(xué)界受到很大的震動(dòng),受到了這一發(fā)現(xiàn)的啟發(fā),人們由物理學(xué)中的“對(duì)稱(chēng)〞思想開(kāi)始考慮這樣一個(gè)問(wèn)題:既然“電能生磁〞,那“磁能不能生電〞呢?
法拉第試驗(yàn)——問(wèn)題解決
在1822年,法拉第在筆記本中就記錄下來(lái)了這樣的信念:“一定要轉(zhuǎn)磁為電〞,人們最簡(jiǎn)單想到的就是把導(dǎo)線繞在磁鐵上來(lái)實(shí)現(xiàn)磁生電,起初,法拉第也試圖用強(qiáng)磁鐵靠近閉合導(dǎo)線或用強(qiáng)電流使鄰近的閉合導(dǎo)線中產(chǎn)生出穩(wěn)定的電流,但都一次次地失敗了。他泡在試驗(yàn)室里,進(jìn)行各種磁電試驗(yàn),試驗(yàn)、失敗、再試驗(yàn),功夫不負(fù)有心人,法拉第堅(jiān)韌不拔的精神終究迎來(lái)了電學(xué)史上最輝煌的一天,1831年8月29日,經(jīng)過(guò)大量試驗(yàn)后,他終究實(shí)現(xiàn)了“磁生電〞的夙愿,宣告了電氣時(shí)代的到來(lái)。
演示試驗(yàn)——證明“磁能生電〞
同學(xué)們假如你們是當(dāng)時(shí)的法拉第,你們會(huì)如何從試驗(yàn)中去找到這種前所未有的感應(yīng)現(xiàn)象呢?
在這個(gè)試驗(yàn)中,磁場(chǎng)是由條形磁體提供的。是不是只有條形磁鐵才能提供磁場(chǎng)呢?
生:不,電流也能產(chǎn)生磁場(chǎng),通電電螺線管也能產(chǎn)生磁場(chǎng)。
學(xué)生試驗(yàn)——探究產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件
總結(jié)結(jié)論,產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件:只要穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化,閉合電路中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生。
規(guī)律應(yīng)用——發(fā)電機(jī)的產(chǎn)生
“電生磁〞現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)為人們夢(mèng)寐以求的“磁生電〞點(diǎn)燃了希望之光。由于法拉第對(duì)當(dāng)時(shí)產(chǎn)生電的方法(伏打電池既昂貴產(chǎn)生的電流很?。┎粷M意,在發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象之后,同年10月28日,法拉第還進(jìn)行了最早的發(fā)電機(jī)試驗(yàn).制作了圓盤(pán)發(fā)電機(jī)這臺(tái)試驗(yàn)裝置是人類(lèi)歷史上第一臺(tái)發(fā)電機(jī).人們利用風(fēng)力、水力、火力等帶動(dòng)發(fā)電機(jī),得到源源不斷的廉價(jià)的電能,使人類(lèi)走進(jìn)了電氣時(shí)代.
其次篇:電磁感應(yīng)線圈抽頭
理解電磁感應(yīng)現(xiàn)象的本質(zhì)是磁通量的變化
把握產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件
教學(xué)難點(diǎn):理解產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件
考試要求:高考Ⅱ(磁通量,電磁感應(yīng)現(xiàn)象)
課堂設(shè)計(jì):本節(jié)教學(xué)對(duì)磁通量的定義、放置角度影響大小來(lái)得到計(jì)算式和最大值的條件,考慮到學(xué)生對(duì)平面和立體圖的轉(zhuǎn)化困難,需要通過(guò)空間的模擬來(lái)輔助。電磁感應(yīng)現(xiàn)象的本身并不繁雜,只是磁與電、電與磁都一起出現(xiàn)會(huì)有所混淆。電磁感應(yīng)現(xiàn)象的產(chǎn)生是初中知識(shí),而用高中磁通量的觀點(diǎn)來(lái)表述是一個(gè)高層次的要求。由于要求學(xué)生由初中的“切割〞上升到“磁通量變化〞會(huì)有一定的困難,允許學(xué)生有一定的適應(yīng)時(shí)間。
解決難點(diǎn):磁通量作為一個(gè)本章常用的概念是十分重要的。做好電磁感應(yīng)的演示試驗(yàn),認(rèn)識(shí)到由切割到磁通量的變化是必要的,并嚴(yán)密注意學(xué)生的發(fā)言,引導(dǎo)學(xué)生自己概括和總結(jié)用磁通量的變化來(lái)表達(dá)。從熟悉的切割類(lèi)引申到磁通量的變化類(lèi)——切割不明顯,讓學(xué)生注意到判斷方法的修正是一種適應(yīng)范圍更廣的判斷。
培養(yǎng)能力:理解能力,分析綜合能力,規(guī)律推理能力,空間想象能力
思想教育:尊重科學(xué)、尊重事實(shí)和準(zhǔn)確細(xì)心的科學(xué)態(tài)度
學(xué)生現(xiàn)狀:磁通量的新概念能聽(tīng)懂但理解不到位;
知道電磁感應(yīng)現(xiàn)象,但根因沒(méi)有達(dá)到用磁通量描述的要求;
用磁通量的觀點(diǎn)來(lái)表示感應(yīng)電流的條件有困難。
課堂教具:線圈模型,靈敏電流計(jì),條形磁鐵,螺線管(套),導(dǎo)線,直流電源,變阻器
一、磁通量
在本章的研究中我們經(jīng)常要將線圈置入磁場(chǎng)中來(lái)分析問(wèn)題,所以我們將關(guān)注一個(gè)還跟在磁場(chǎng)中的面積有關(guān)的物理量——磁通量
假如一個(gè)面積為S的面垂直一個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)放置,我們定義把B與的乘積叫做穿過(guò)這個(gè)面的磁通量.
(一)磁通量(φ)
(1)定義:面積為S,垂直勻強(qiáng)磁場(chǎng)B放置,則B與S乘積,叫做穿過(guò)這個(gè)面的磁通量,用Φ表示.
(2)公式:φ=BS(B⊥S)
(3)單位:韋伯(Wb)
1Wb=1T·m2
我們又知道磁場(chǎng)的強(qiáng)弱(即磁感應(yīng)強(qiáng)度)可以用磁感線的疏密來(lái)表示,磁感線越密的地方,穿過(guò)單位面積的磁感線條數(shù)越多;假如不垂直,可以作出它在垂直于磁場(chǎng)方向上的投影平面。(如圖16-3)穿過(guò)兩個(gè)平面的磁感線條數(shù)相等,所以磁通量就是表示穿過(guò)這個(gè)面的磁感線條數(shù).
注意強(qiáng)調(diào):
①公式φ=BS來(lái)計(jì)算磁通量,但是只適合于勻強(qiáng)磁場(chǎng).
②假如B與S不垂直時(shí),必需作出S在垂直于磁感線方向上的投影面S’φ=BS
③B⊥S時(shí),φmax=BS;B1831年10月17日?qǐng)鍪莿驈?qiáng)磁場(chǎng)
b.磁感線要與平面相垂直
(二)電磁感應(yīng)現(xiàn)象
(1)定義:利用磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫做電磁感應(yīng)現(xiàn)象。
(2)感應(yīng)電流:在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中出現(xiàn)的電流叫做感應(yīng)電流。
(3)感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件:a.回路閉合;b.穿過(guò)回路的磁通量發(fā)生變化
(三)電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的能量發(fā)生轉(zhuǎn)化
(1)機(jī)械能(或其他形式的能)轉(zhuǎn)化為電能
(2)電能(轉(zhuǎn)化)磁場(chǎng)能(轉(zhuǎn)化)電能
第三篇:電磁感應(yīng)線圈抽頭
電磁感應(yīng)應(yīng)用題
1水平面上兩根足夠長(zhǎng)的金屬導(dǎo)軌平行固定放置,間距為L(zhǎng),一端通過(guò)導(dǎo)線與阻值為R的電阻連接;導(dǎo)軌上放一質(zhì)量為m的金屬桿(見(jiàn)下圖),金屬桿與導(dǎo)軌的電阻忽視不計(jì);均勻磁場(chǎng)豎直向下。用與導(dǎo)軌平行的恒定拉力F作用在金屬桿上,桿最終將做勻速運(yùn)動(dòng)。當(dāng)改變拉力的大小時(shí),相對(duì)應(yīng)的勻速運(yùn)動(dòng)速度v也會(huì)變化,v與F的關(guān)系如右下圖。(取重力加速度g=10m/s2)
(1)金屬桿在勻速運(yùn)動(dòng)之前做什么運(yùn)動(dòng)?
(2)若m=0.5kg,L=0.5m,R=0.5Ω;磁感應(yīng)強(qiáng)度B為多大?
(3)由v—F圖線的截距可求得什么物理量?其值為多少?
2.如下圖,在水平面上有一個(gè)固定的兩根光滑金屬桿制成的37°角的導(dǎo)軌AO和BO,在導(dǎo)軌上放置一根始終和OB垂直的金屬桿CD,導(dǎo)軌和金屬桿是用同種材料制成的,單位長(zhǎng)度的電阻值均為,整個(gè)裝置位于垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化關(guān)系為B=0.8T,現(xiàn)給棒CD一個(gè)水平向右的外力,使CD棒從t=0時(shí)刻由O點(diǎn)處開(kāi)始向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng),加速度大小為,求:
(1)t=4s時(shí),回路中的電流大小;(2)t=4s時(shí),CD棒上安培力的功率是多少?
3.兩根金屬導(dǎo)軌平行放置在傾角為的斜面上,導(dǎo)軌下端接有電阻,導(dǎo)軌自身電阻忽視不計(jì)。勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于斜面向上,磁感強(qiáng)度B=0.5T。質(zhì)量為,電阻可不計(jì)的金屬棒ab靜止釋放,沿導(dǎo)軌下滑。如下圖,設(shè)導(dǎo)軌足夠長(zhǎng),導(dǎo)軌寬度,金屬棒ab下滑過(guò)程中始終與導(dǎo)軌接觸良好,當(dāng)金屬棒高度下降h=3m時(shí),速度恰好達(dá)到最大速度2m/s,求此過(guò)程中電阻產(chǎn)生的熱量?
4、如圖,連接兩個(gè)定值電阻的平行金屬導(dǎo)軌與水平面成θ角,R1=R2=2R,勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直
穿過(guò)導(dǎo)軌平面。有一導(dǎo)體棒ab質(zhì)量為m,棒的電阻也為2R,棒與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為
μ。導(dǎo)體棒ab沿導(dǎo)軌向上滑動(dòng),當(dāng)上滑的速度為v時(shí),定值電阻
R2消耗的電功率為P,以下正確的是()
A.此時(shí)重力的功率為mgvcosθ
B.此裝置消耗機(jī)械能的功率為μmgvcosθ
C.導(dǎo)體棒受到的安培力的大小為6P/v
D.導(dǎo)體棒受到的安培力的大小為8P/v
5.圖中MN和PQ為豎直方向的兩平行長(zhǎng)直金屬導(dǎo)軌,間距為0.40m,電阻不計(jì)。導(dǎo)軌
所在平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度B為0.50T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直。質(zhì)量m為、電阻為的
金屬桿ab始終垂直于導(dǎo)軌,并與其保持光滑接觸。導(dǎo)軌兩端分別接有滑動(dòng)變阻器和阻值為
的電阻。當(dāng)桿ab達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)以速率v勻速下滑,整個(gè)電路消耗的電功率P為
0.27W,重力加速度取,試求速率v和滑動(dòng)變阻器接入電路部分的阻值R2。
6.如下圖,MN、PQ是兩條水平放置彼此平行的金屬導(dǎo)軌,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感線垂直導(dǎo)軌平面,導(dǎo)軌左端接阻值的電阻,電阻兩端并聯(lián)一電壓表,垂直導(dǎo)軌跨接一金屬桿ab,ab的質(zhì)量,電阻。ab與導(dǎo)軌間動(dòng)摩擦因數(shù),導(dǎo)軌電阻不計(jì),現(xiàn)用的恒力水平向右拉ab,使之從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),經(jīng)時(shí)間t=2s后,ab開(kāi)始做勻速運(yùn)動(dòng),此時(shí)電壓表示數(shù)U=0.3V。重力加速度g=10m/s2。求:
(1)ab勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),外力F的功率。
(2)ab桿加速過(guò)程中,通過(guò)R的電量。
(3)ab桿加速運(yùn)動(dòng)的距離。
7如下圖,水平面上固定有平行導(dǎo)軌,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向豎直向下。長(zhǎng)度和導(dǎo)軌的寬均為L(zhǎng),ab的質(zhì)量為m,電阻為r,cd的質(zhì)量為,電阻為2r。開(kāi)始時(shí)ab、cd都垂直于導(dǎo)軌靜止,不計(jì)摩擦。給ab一個(gè)向右的瞬時(shí)沖量I,在以后的運(yùn)動(dòng)中,求:cd的最大速度vm、最大加速度am、cd產(chǎn)生的電熱Q是多少?(不計(jì)導(dǎo)軌電阻)
8.如下圖,電阻不計(jì)的平行金屬導(dǎo)軌固定在一絕緣斜面上,兩一致的金屬導(dǎo)體棒a、b垂直于導(dǎo)軌靜止放置,且與導(dǎo)軌接觸良好,勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直穿過(guò)導(dǎo)軌平面?,F(xiàn)用一平行于導(dǎo)軌的恒力F作用在a的中點(diǎn),使其向上運(yùn)動(dòng)。若b始終保持靜止,則它所受摩擦力可能()
A.變?yōu)?B.先減小后不變C.等于FD.先增大再減小
9.兩根足夠長(zhǎng)的光滑金屬導(dǎo)軌平行固定在傾角為θ的斜面上,它們的間距為d.磁感應(yīng)強(qiáng)度
為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)充滿整個(gè)空間、方向垂直于斜面向上.兩根金屬桿ab、cd的質(zhì)量分別為m
和2m,垂直于導(dǎo)軌水平放置在導(dǎo)軌上,如下圖.設(shè)桿和導(dǎo)軌形成的回路總電阻為R而且
保持不變,重力加速度為g.
⑴給ab桿一個(gè)方向沿斜面向上的初速度,同時(shí)對(duì)ab桿施加
一平行于導(dǎo)軌方向的恒定拉力,結(jié)果cd桿恰好保持靜止而ab桿
則保持勻速運(yùn)動(dòng).求拉力做功的功率.
⑵若作用在ab桿的拉力與第(1)問(wèn)一致,但兩根桿都是
同時(shí)從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),求兩根桿達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)的速度.
10.兩根足夠長(zhǎng)的固定的平行金屬導(dǎo)軌位于同一水平面內(nèi),兩導(dǎo)軌間的距離為,導(dǎo)軌上面橫放著兩根導(dǎo)體棒ab和cd,構(gòu)成矩形回路,如下圖,兩根導(dǎo)體棒的質(zhì)量皆為m,電阻皆為R,回路中其余部分的電阻可不計(jì),在整個(gè)導(dǎo)軌平面內(nèi)都有豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,設(shè)兩導(dǎo)體棒均可沿導(dǎo)軌無(wú)摩擦地滑行,開(kāi)始時(shí),棒cd靜止,棒ab有指向棒cd的初速度v0(見(jiàn)圖)。若兩導(dǎo)體棒在運(yùn)動(dòng)中始終不接觸,求:
(1)在運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生的焦耳熱量是多少。
(2)當(dāng)ab棒的速度變?yōu)榧铀俣鹊臅r(shí),cd棒的加速度是多少?
11.如圖11所示,在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,有一上、下兩層均
與水平面平行的“U〞型光滑金屬導(dǎo)軌,在導(dǎo)軌面上各放一根完全一致的質(zhì)量為的勻質(zhì)金屬
桿和,開(kāi)始時(shí)兩根金屬桿位于同一豎起面內(nèi)且桿與軌道垂直。設(shè)兩導(dǎo)軌面相距為H,
導(dǎo)軌寬為L(zhǎng),導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)且電阻不計(jì),金屬桿單位長(zhǎng)度的電阻為r?,F(xiàn)有一質(zhì)量為的不帶
電小球以水平向右的速度撞擊桿的中點(diǎn),撞擊后小球
反彈落到下層面上的C點(diǎn)。C點(diǎn)與桿初始位置相距為S。
求:(1)回路內(nèi)感應(yīng)電流的最大值;
(2)整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中感應(yīng)電流最多產(chǎn)生了多少熱量;
(3)當(dāng)桿與桿的速度比為時(shí),受到的
安培力大小。
12.如下圖,一邊長(zhǎng)L=0.2m,質(zhì)量m1=0.5kg,電阻R=0.1Ω的正方形導(dǎo)體線框abcd,
與一質(zhì)量為m2=2kg的物塊通過(guò)輕質(zhì)細(xì)線跨過(guò)兩定滑輪相連。起初ad邊距磁場(chǎng)下邊界為
d1=0.8m,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2.5T,磁場(chǎng)寬度d2=0.3m,物塊放在傾角θ=53°的斜面上,物
word/media/image36_1.png塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5?,F(xiàn)將物塊由靜
止釋放,經(jīng)一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)當(dāng)ad邊從磁場(chǎng)上邊
緣穿出時(shí),線框恰好做勻速運(yùn)動(dòng)。(g取10m/s2,
sin53°=0.8,cos53°=0.6)求:
(1)線框ad邊從磁場(chǎng)上邊緣穿出時(shí)繩中拉力的功率;
(2)線框剛剛?cè)窟M(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度的大?。?/p>
(3)整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中線框產(chǎn)生的焦耳熱。
電磁感應(yīng)應(yīng)用題答案
1解析:(1)金屬桿受力
2解:(1)
(2)
3解:當(dāng)金屬棒速度恰好達(dá)到最大速度時(shí),受力分析,則3分
據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律:
據(jù)閉合電路歐姆定律:2分
2分
下滑過(guò)程據(jù)動(dòng)能定律得:
解得,
4(C)
5.解:由能量守恒定律得:①
代入數(shù)據(jù)得:②
又③
設(shè)電阻的并聯(lián)電阻為,ab棒的電阻為r,有:④
⑤
⑥
代入數(shù)據(jù)得:
6解:(1)設(shè)導(dǎo)軌間距為L(zhǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,ab桿勻速運(yùn)動(dòng)的速度為v,電流為I,此時(shí)ab桿受力如下圖:由平衡條件得:①
由歐姆定律得:②
由①②解得:③
F的功率:④
(2)設(shè)ab加速時(shí)間為t,加速過(guò)程的平均感應(yīng)電流為,由動(dòng)量定理得:⑤
解得:⑥
(3)設(shè)加速運(yùn)動(dòng)距離為s,由法拉第電磁感應(yīng)定律得:
⑦
又⑧
由⑥⑦⑧解得:
7.解析:(1)ab在F安向右變減速運(yùn)動(dòng),cd在F安’向右變加速運(yùn)動(dòng),當(dāng)vab=vcd=v時(shí),即cd達(dá)到vm,I=0,F(xiàn)安=0
8.(AB)考點(diǎn):導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),右手定則;磁場(chǎng)對(duì)通電直導(dǎo)線的作用,
安培力、左手定則;靜摩擦,最大靜摩擦力;共點(diǎn)力作用下的物體的平衡.難度:難
9參考解答:⑴cd桿保持靜止,則桿所受安培力①
設(shè)ab桿所受的拉力為F,則對(duì)ab桿,有②
設(shè)ab桿的速度為v0,則回路中的感應(yīng)電流③
拉力做功的功率④
聯(lián)立解得拉力做功的功率⑤
⑵開(kāi)始時(shí)ab桿所受合力沿斜面向上,因此沿斜面向上運(yùn)動(dòng),而cd桿所受合力沿斜面向下,因此沿斜面向下運(yùn)動(dòng),隨著速度的增大,安培力也漸漸增大,最終兩桿同時(shí)達(dá)到勻速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
設(shè)ab桿和cd桿最終的速度大小分別為v1、v2,由于兩桿組成的系統(tǒng)所受的外力合力為零,因此系統(tǒng)動(dòng)量守恒,取沿斜面向上為正方向,則⑥
cd桿勻速運(yùn)動(dòng),則桿所受安培力⑦
回路中的電流⑧
聯(lián)立解得ab桿和cd桿達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)的速度分別為
(方向沿斜面向上)⑨
(方向沿斜面向下)⑩
10解:(1)從初始至兩棒達(dá)到速度一致的過(guò)程中,兩棒總動(dòng)量守恒有
根據(jù)能量守恒,整個(gè)過(guò)程中產(chǎn)生的總熱量:
(2)設(shè)ab棒的速度變?yōu)槌跛俣鹊臅r(shí),cd棒的速度為v’,則由動(dòng)量守恒可知:
此時(shí)回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流分別為:
此時(shí)cd棒所受的安培力:,ca棒的加速度:
由以上各式,可得:
11.解:(1).小球與桿A1碰撞過(guò)程動(dòng)量守恒,之后小球作平拋運(yùn)動(dòng)。設(shè)小球碰撞后速度大小為,桿A1獲得速度大小為,則①②③
桿在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng),其最大電動(dòng)勢(shì)為④
所以,最大電流⑤
(2).兩金屬桿在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)始終滿足動(dòng)量守恒,兩桿最終速度相等,設(shè)為
⑥⑦
⑧
(3).設(shè)桿A2和A1的速度大小分別為和,⑨
由法拉第電磁感應(yīng)定律得:⑩
,安培力,⑾(2分)
12.解:(1)由于線框勻速出磁場(chǎng),則對(duì)m2有:word/media/image126_1.png
得T=10N……2分
對(duì)m1有:word/media/image127_1.png
又由于word/media/image128_1.png
聯(lián)立可得:word/media/image129_1.png
所以繩中拉力的功率P=Tv=20W
(2)從線框剛剛?cè)窟M(jìn)入磁場(chǎng)到線框ad邊剛要離開(kāi)磁場(chǎng),由動(dòng)能定理得
word/media/image130_1.png
且word/media/image131_1.png
解得v0=word/media/image132_1.png=1.9m/s
(3)從初狀態(tài)到線框剛剛完全出磁場(chǎng),由能的轉(zhuǎn)化與守恒定律可得
word/media/image133_1.png
將數(shù)值代入,整理可得線框在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱為:Q=1.5J
第四篇:電磁感應(yīng)線圈抽頭
電磁感應(yīng)原理:
一、什么是電磁感應(yīng)?
電生磁、磁生電,這就是電磁感應(yīng)。
1、電生磁:圖1.1所示就是一個(gè)電生磁的實(shí)例
圖1.1圖1.2
在一只鐵釘上面用導(dǎo)線繞了一個(gè)線圈,當(dāng)把線圈的兩端分別連接在一個(gè)電池的正極和負(fù)極時(shí),電流就會(huì)經(jīng)由線圈流過(guò),這時(shí)鐵釘就具有了吸引鐵屑的能力,鐵釘就有了磁性,圖1.1所示。此時(shí)把連接于電池的導(dǎo)線取消,流過(guò)線圈的電流被切斷,鐵屑有都離開(kāi)鐵釘,掉落下來(lái),鐵釘又失去了磁性,圖1.2所示。由于線圈有電流流過(guò)而產(chǎn)生了磁性,由于線圈的電流被切斷中止了電流的流過(guò),又失去了磁性,這就是電生磁的現(xiàn)象。
圖1.3圖1.4
既然導(dǎo)體流過(guò)電流就能產(chǎn)生磁,那么電流滾動(dòng)的方向和磁極(N極S極)的方向有什么關(guān)系呢?。在電工原理的概念中,有一個(gè)著名的定則“右手螺旋定則〞(也稱(chēng)“安培定則〞),就是依據(jù)右手握拳,拇指伸直這種手的形態(tài);來(lái)判斷磁場(chǎng)的方向。也就是根據(jù)導(dǎo)體或者線圈內(nèi)部電流的方向來(lái)判斷磁場(chǎng)的方向:
圖1.3所示;這是一個(gè)閉合的回路,圖中電流由電池的正極經(jīng)過(guò)線圈流向負(fù)極,線圈上箭頭方向是電流的方向,線圈內(nèi)部產(chǎn)生磁力線的方向是左邊是S極、右邊是N極,這正好和圖1.4所示的右手握拳,拇指伸直這種手的形態(tài)相吻合,即;右手四指所指是電流的方向,伸直拇指所指是磁場(chǎng)N極的方向(也就是磁力線的指向)。
同樣通電的直導(dǎo)線的周邊也會(huì)產(chǎn)生以導(dǎo)線為圓心的同心圓磁場(chǎng),圖1.5所示。這個(gè)直導(dǎo)線流過(guò)電流的磁場(chǎng)和磁場(chǎng)的方向也可以采用右手握拳,拇指伸直這種手的形態(tài)來(lái)判斷:
如圖1.6所示;右手握通電的直導(dǎo)線,拇指是電流的方向,握拳的四指就是圍繞直導(dǎo)線磁場(chǎng)的方向。
圖1.5
圖1.6
結(jié)論:導(dǎo)體通過(guò)電流就會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng),并且磁場(chǎng)的方向和電流的方向有關(guān)。
2、磁生電
圖1.7是自行車(chē)發(fā)電機(jī)的構(gòu)造原理圖;
圖1.7圖1.8
在圖1.7中,中間有標(biāo)有NS極的是一個(gè)圓形永久磁鐵,其磁力線的分布是從N(北極)極指向S(南極)極,圖中有箭頭的虛線是磁場(chǎng)磁力線的分布圖。在圓形永久磁鐵的兩邊分別有兩個(gè)串聯(lián)在一起的線圈,由于線圈靠近永久磁鐵,線圈也置身于磁場(chǎng)中;磁力線從線圈中穿過(guò)。線圈的兩端連接一只燈泡,形成一個(gè)閉合的回路。圓形永久磁鐵是可以旋轉(zhuǎn)的,可以在自行車(chē)車(chē)輪的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn);圖1.9所示。
當(dāng)永久磁鐵不旋轉(zhuǎn)時(shí);雖然線圈也作用于磁場(chǎng)之中,磁力線穿過(guò)了線圈,但是燈泡是不發(fā)光的,就好象自行車(chē)車(chē)輪不轉(zhuǎn)動(dòng);車(chē)燈是不會(huì)亮的。
當(dāng)自行車(chē)在騎行時(shí);車(chē)輪帶動(dòng)永久磁鐵旋轉(zhuǎn);永久磁鐵磁場(chǎng)的磁力線也隨之旋轉(zhuǎn),此時(shí)永久磁鐵傍邊的線圈等于在不停的切割磁力線,此時(shí)燈泡也開(kāi)始點(diǎn)亮發(fā)光,圖19所示;自行車(chē)騎的越快,永久磁鐵也旋轉(zhuǎn)的越快;燈泡也就越亮。
這個(gè)自行車(chē)發(fā)電機(jī)的工作原理說(shuō)明白如下問(wèn)題;
(1)導(dǎo)體切割磁力線導(dǎo)體內(nèi)部就會(huì)產(chǎn)生電勢(shì),假如導(dǎo)體是閉合回路;這個(gè)電勢(shì)就會(huì)形成電流。
(2)導(dǎo)體切割磁力線的速度越快(永久磁鐵在車(chē)輪的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)越快);電勢(shì)就越高,假如是閉合回路內(nèi)部的電流也就越大(燈泡越亮)。
注:這個(gè)由于切割磁力線而產(chǎn)生的電勢(shì)就叫:“感生電勢(shì)〞(感生電勢(shì)就是由于電磁感應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生的電勢(shì))。
結(jié)論:導(dǎo)體切割磁力線就會(huì)產(chǎn)生感生電勢(shì),這就是磁生電的電磁感應(yīng)現(xiàn)象。
磁力線和線圈相對(duì)的變化速度越快感生電勢(shì)就越高,這就是著名的法拉第電磁感應(yīng)定律。
法拉第電磁感應(yīng)定律:感生電勢(shì)與導(dǎo)體周邊磁通的變化率成正比。
圖1.9
通過(guò)前面的學(xué)習(xí),引入兩個(gè)名詞:外加電勢(shì),感生電勢(shì)(感應(yīng)電勢(shì))。
外加電勢(shì):使導(dǎo)體或者線圈產(chǎn)生電流的外接電源就稱(chēng)為外加電勢(shì),例如圖1.1中的電池產(chǎn)生的電壓。
感生電勢(shì)(感應(yīng)電勢(shì)):導(dǎo)體或者線圈和磁力線(磁場(chǎng))相對(duì)(切割磁力線運(yùn)動(dòng))運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的電勢(shì)(因“磁〞)而產(chǎn)生的電勢(shì),稱(chēng)為感生電勢(shì)或感應(yīng)電勢(shì)。
3、左手定則:判定通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中偏移的方向。
前面已經(jīng)講到;導(dǎo)體在通電時(shí),周邊就會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)。那么把這個(gè)通以電流具有磁場(chǎng)的導(dǎo)體,放置于另外一個(gè)恒定的磁場(chǎng)之中,由于兩個(gè)磁場(chǎng)之間的吸引和排斥作用,就會(huì)帶動(dòng)這個(gè)導(dǎo)體的位置發(fā)生偏移(移動(dòng))。前面談到由于磁場(chǎng)的方向和電流的方向有關(guān),所以導(dǎo)體流過(guò)電流的方向,也決定了這個(gè)導(dǎo)體在磁場(chǎng)中偏移的方向,這個(gè)方向可以用伸直的左手的拇指和四指的方向來(lái)判斷。
圖1.10
方法如圖1.10所示:
當(dāng)通電導(dǎo)體置于磁場(chǎng)中時(shí),把左手伸直,拇指和四指垂直,磁力線從掌心穿過(guò)(掌心向著磁場(chǎng)N極)四指所指是電流的方向,拇指就是通電導(dǎo)體作切割磁力線移動(dòng)的方向,圖1.10所示中虛線箭頭方向就是導(dǎo)體移動(dòng)的方向。
4、右手定則:判定導(dǎo)體在磁場(chǎng)中作切割磁力線移動(dòng)時(shí),產(chǎn)生的感生電勢(shì)的方向。
圖1.11
在磁場(chǎng)中導(dǎo)體作切割磁力線運(yùn)動(dòng)時(shí),導(dǎo)體內(nèi)部就會(huì)產(chǎn)生感生電勢(shì),假如導(dǎo)通的外部連接成為一個(gè)閉合回路,那么切割磁力線的導(dǎo)體內(nèi)部就會(huì)形成電流,這個(gè)電流的方向與導(dǎo)體切割磁力線的方向有關(guān)。圖1.11所示;在圖1.11中磁力線從右手掌心穿過(guò)(手心面對(duì)N極),拇指的方向是導(dǎo)通切割磁力線移動(dòng)的方向,四指的指向就是電流的方向(圖中電流表指示為正)。
同樣;假如導(dǎo)體向拇指相反的方向移動(dòng),那么;導(dǎo)體內(nèi)部的電流方向則和四指所指向相反,圖4.12所示(圖中電流表的指示為負(fù)——指針?lè)聪嗥D(zhuǎn))。
圖1.12
左手定則;是判斷通電流的導(dǎo)體在磁場(chǎng)中作切割磁力線偏轉(zhuǎn)的方向,右手定則是判斷導(dǎo)體在磁場(chǎng)中作切割磁力線運(yùn)動(dòng)時(shí),導(dǎo)體內(nèi)部產(chǎn)生的感生電流(電勢(shì))的方向。
我們根據(jù)圖1.10和圖1.12思考一個(gè)問(wèn)題:
如圖1.10所示;當(dāng)外加電源通過(guò)導(dǎo)體時(shí)導(dǎo)體向右邊發(fā)生偏轉(zhuǎn)并作切割磁力線的運(yùn)動(dòng);電流和四指同方向,這個(gè)偏轉(zhuǎn)是由于外加電勢(shì)(電池)的電流引起的。
在這個(gè)偏轉(zhuǎn)作切割磁力線移動(dòng)的同時(shí),顯然導(dǎo)體(切割磁力線的運(yùn)動(dòng))內(nèi)部也會(huì)出現(xiàn)因切割磁力線運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的感生電勢(shì),圖1.12所示,顯然這時(shí)感生電勢(shì)的方向是和四指的方向相反的。通過(guò)圖1.10和圖1.12的顯示結(jié)果得出一個(gè)結(jié)論:在同一個(gè)導(dǎo)體中,外加電勢(shì)和感生電勢(shì)是相對(duì)抗的。外加電勢(shì)加強(qiáng)引起導(dǎo)體偏移的速度和距離增大,該導(dǎo)體產(chǎn)生對(duì)抗的感生電勢(shì)也增大,對(duì)抗外加電勢(shì)引起電流增大的能力越強(qiáng)。
在電感線圈中:外加電勢(shì)和感生電勢(shì)的關(guān)系;
當(dāng)線圈不連接外加電勢(shì)時(shí);線圈的內(nèi)部沒(méi)有磁場(chǎng),也沒(méi)有感生電勢(shì),圖1.13所示。
當(dāng)外加電勢(shì)的正極和負(fù)極連接于線圈上時(shí):外加電勢(shì)就會(huì)在線圈內(nèi)部形成電流,由于電流的產(chǎn)生,線圈內(nèi)就會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)
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