《电磁感应》教学大纲设计
《电磁感应》教学大纲设计
一. 本周教学内容:电磁感应
(1)楞次定律:感应电流具有这样的方向,就是感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量变化。
阻碍:磁通量增加时(感应电流磁场要削弱磁通量增加),B感与B原反向。 磁通量减少时(感应电流磁场要补充磁通量),B感与B原同向。 简单记忆:增反减同。 (2)判断步骤:
(4)符合能量守恒:
3. 感应电动势:
4. 电磁感应中的能量转化:
作用在杆上的安培力
例2. 如图2所示,MN、PQ是两根足够长的固定平行金属导轨,两导轨间的距离为L,导轨平面与水平面的夹角为α,在整个导轨平面内都有垂直于导轨平面斜向上方向的匀强磁场,磁感应强度为B。在导轨的M、P端连接一个阻值为R的电阻,一根垂直于导轨放置的金属棒ab,质量为m,从静止释放沿导轨下滑。金属棒ab 下滑过程中的最大速度是多少?ab与导轨间的动摩擦因数为μ,导轨和金属棒的电阻不计。
解析:ab下滑做切割磁感线的运动,产生的感应电流方向及受力如图3所示。
图3
例3. (2001年春季高考)两根足够长的固定的平行金属导轨位于同一水平面内,两导轨间的距离为l。导轨上面横放着两根导体棒 ab和cd,构成矩形回路,如图4所示。两根导体棒的质量皆为m,电阻皆为R,回路中其余部分的电阻可不计。在整个导轨平面内都有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度为B。设两导体棒均可沿导轨无摩擦地滑行。开始时,棒cd静止,棒ab有指向棒cd的初速度v0(见图)。若两导体棒在运动中始终不接触,求:
图4
(1)运动中产生的焦耳热最多是多少?
此时cd棒所受的安培力F=IBl
(1)微粒带何种电荷?电量是多少?
(2)外力的机械功率和电路中的电功率各是多少?
解析:MN右滑时,
(2)MN和IP两导线所受安培力均为
图6 图7
解析:穿过螺线管磁通量均匀增加,螺线管中感应电流磁场方向向左,感应电流从b流向a,a端电势高于b端电势。把螺线管视为电源,由闭合电路欧姆定律可求出通过螺线管回路电流,从而求出R2消耗电功率及a、b两点电势。 由图,螺线管中磁感强度B均匀增加,
通过螺线管回路的电流强度
电阻R2上消耗功率:
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