高中物理第四章電磁感應(yīng)第五節(jié)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的兩類情況課件新人教版選修

1、了解電磁感應(yīng)兩種了解電磁感應(yīng)兩種情況下電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)情況下電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生機(jī)理生機(jī)理能夠運(yùn)用電磁感應(yīng)能夠運(yùn)用電磁感應(yīng)規(guī)律熟練解決相關(guān)規(guī)律熟練解決相關(guān)問(wèn)題問(wèn)題在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，引起磁通量變化的原因不同，一在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，引起磁通量變化的原因不同，一般分為兩種：一種是磁場(chǎng)不變，導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)引起磁通量變化般分為兩種：一種是磁場(chǎng)不變，導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)引起磁通量變化而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，如下圖甲所示，另一種是導(dǎo)體不動(dòng)，而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，如下圖甲所示，另一種是導(dǎo)體不動(dòng)，由于磁場(chǎng)變化引起磁通量變化而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，如下圖由于磁場(chǎng)變化引起磁通量變化而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，如下圖乙所示，請(qǐng)?zhí)骄恳幌滤鼈儺a(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的機(jī)理乙所示，請(qǐng)?zhí)骄恳幌?/p>

2、它們產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的機(jī)理1電路中電動(dòng)勢(shì)的作用實(shí)際上是電路中電動(dòng)勢(shì)的作用實(shí)際上是_對(duì)自由電對(duì)自由電荷的作用，電池中電解液與兩極板的荷的作用，電池中電解液與兩極板的_使兩極板分使兩極板分別 帶 了 正 負(fù) 電 荷 ， 這 種別 帶 了 正 負(fù) 電 荷 ， 這 種 _ _ _ _ _ _ 就 是 我 們 所 說(shuō) 的就 是 我 們 所 說(shuō) 的“_”2_國(guó)物理學(xué)家麥克斯韋認(rèn)為，磁場(chǎng)變化時(shí)國(guó)物理學(xué)家麥克斯韋認(rèn)為，磁場(chǎng)變化時(shí)會(huì)在空間激發(fā)一種會(huì)在空間激發(fā)一種_如果此空間存在如果此空間存在_，則，則產(chǎn)生感應(yīng)電流，或者說(shuō)導(dǎo)體中產(chǎn)生了產(chǎn)生感應(yīng)電流，或者說(shuō)導(dǎo)體中產(chǎn)生了_在這種情在這種情況下，所謂的況下，所謂的“非靜電

3、力非靜電力”就是這種就是這種_對(duì)自由電荷對(duì)自由電荷的作用的作用3導(dǎo)體棒在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)也會(huì)產(chǎn)生導(dǎo)體棒在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)也會(huì)產(chǎn)生_，這，這種情況下，種情況下，_沒有變化，空間沒有沒有變化，空間沒有_，產(chǎn)生感，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的非靜電力與應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的非靜電力與_有關(guān)這種感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是有關(guān)這種感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是由于導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的，它也叫做由于導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的，它也叫做“_”答案：答案：1.某種非靜電力；化學(xué)作用；化學(xué)作用；非靜某種非靜電力；化學(xué)作用；化學(xué)作用；非靜電力電力2英；電場(chǎng)；閉合導(dǎo)體；感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；感生電場(chǎng)英；電場(chǎng)；閉合導(dǎo)體；感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；感生電場(chǎng)3感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；磁場(chǎng)；感生電場(chǎng)；洛倫茲力；動(dòng)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；磁場(chǎng)

4、；感生電場(chǎng)；洛倫茲力；動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)電動(dòng)勢(shì)(1)定義：定義：由于磁場(chǎng)變化而產(chǎn)生的電場(chǎng)叫感生電場(chǎng)由于磁場(chǎng)變由于磁場(chǎng)變化而產(chǎn)生的電場(chǎng)叫感生電場(chǎng)由于磁場(chǎng)變化而產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)叫感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)它也叫做化而產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)叫感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)它也叫做“感生電動(dòng)感生電動(dòng)勢(shì)勢(shì)”(2)特點(diǎn)：特點(diǎn)：變化的磁場(chǎng)周圍產(chǎn)生感生電場(chǎng)，與閉合電路是否存變化的磁場(chǎng)周圍產(chǎn)生感生電場(chǎng)，與閉合電路是否存在無(wú)關(guān)如果在變化的磁場(chǎng)中放一個(gè)閉合電路，電路中的在無(wú)關(guān)如果在變化的磁場(chǎng)中放一個(gè)閉合電路，電路中的自由電荷在感生電場(chǎng)作用下，做定向移動(dòng)，形成電流在自由電荷在感生電場(chǎng)作用下，做定向移動(dòng)，形成電流在這種情況下所謂的非靜電力就是感生電場(chǎng)的作用這種情況下所謂的非靜

5、電力就是感生電場(chǎng)的作用感應(yīng)電場(chǎng)是電場(chǎng)的一種形式，是客觀存在的一種特感應(yīng)電場(chǎng)是電場(chǎng)的一種形式，是客觀存在的一種特殊物質(zhì)殊物質(zhì)感生電場(chǎng)可用電場(chǎng)線形象描述，但感生電場(chǎng)的電場(chǎng)感生電場(chǎng)可用電場(chǎng)線形象描述，但感生電場(chǎng)的電場(chǎng)線是閉合曲線，所以感生電場(chǎng)又稱為渦旋電場(chǎng)這一點(diǎn)與線是閉合曲線，所以感生電場(chǎng)又稱為渦旋電場(chǎng)這一點(diǎn)與靜電場(chǎng)不同，靜電場(chǎng)的電場(chǎng)線不閉合靜電場(chǎng)不同，靜電場(chǎng)的電場(chǎng)線不閉合感生電場(chǎng)可以對(duì)帶電粒子做功，可使帶電粒子加速感生電場(chǎng)可以對(duì)帶電粒子做功，可使帶電粒子加速和偏轉(zhuǎn)和偏轉(zhuǎn)(3)感生電場(chǎng)方向的判定感生電場(chǎng)方向的判定據(jù)楞次定律和右手螺旋定則判定判定時(shí)可先假設(shè)有據(jù)楞次定律和右手螺旋定則判定判定時(shí)可先假設(shè)有

6、導(dǎo)體存在，推出的感應(yīng)電流的方向，就是感生電場(chǎng)的方導(dǎo)體存在，推出的感應(yīng)電流的方向，就是感生電場(chǎng)的方向向下列哪些說(shuō)法是正確的下列哪些說(shuō)法是正確的()A磁場(chǎng)變化時(shí)會(huì)在空間激發(fā)電場(chǎng)磁場(chǎng)變化時(shí)會(huì)在空間激發(fā)電場(chǎng)B處于變化磁場(chǎng)中的導(dǎo)體中的自由電荷定向移動(dòng)，處于變化磁場(chǎng)中的導(dǎo)體中的自由電荷定向移動(dòng)，是由于受到感生電場(chǎng)的作用是由于受到感生電場(chǎng)的作用C感生電場(chǎng)就是感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)感生電場(chǎng)就是感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)D以上說(shuō)法都不對(duì)以上說(shuō)法都不對(duì)答案：答案：AB解析：解析：麥克斯韋認(rèn)為，磁場(chǎng)的變化在空間激發(fā)一種電麥克斯韋認(rèn)為，磁場(chǎng)的變化在空間激發(fā)一種電場(chǎng)閉合電路此刻處于這種電場(chǎng)中，導(dǎo)體中的自由電荷將場(chǎng)閉合電路此刻處于這種電場(chǎng)中，導(dǎo)體中

7、的自由電荷將發(fā)生定向運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生感應(yīng)電流，或者說(shuō)導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電發(fā)生定向運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生感應(yīng)電流，或者說(shuō)導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)其非靜電力就是這種感生電場(chǎng)，所以動(dòng)勢(shì)其非靜電力就是這種感生電場(chǎng)，所以A，B選項(xiàng)是正選項(xiàng)是正確的，確的，C選項(xiàng)是錯(cuò)誤的故選選項(xiàng)是錯(cuò)誤的故選AB.(1)一段導(dǎo)體在做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)時(shí)相當(dāng)于一個(gè)電源，一段導(dǎo)體在做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)時(shí)相當(dāng)于一個(gè)電源，這時(shí)的非靜電力與洛倫茲力有關(guān)這時(shí)的非靜電力與洛倫茲力有關(guān)(2)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)原因分析產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)原因分析導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)勢(shì)(它也叫做它也叫做“動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)”)，

8、它是由于導(dǎo)體中自由電子，它是由于導(dǎo)體中自由電子受洛倫茲力作用而引起的受洛倫茲力作用而引起的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生實(shí)質(zhì)是洛倫茲力感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生實(shí)質(zhì)是洛倫茲力(非靜電力非靜電力)對(duì)自對(duì)自由電荷做了功；由電荷做了功；導(dǎo)體棒在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)過(guò)程中要受到安培力作用，要導(dǎo)體棒在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)過(guò)程中要受到安培力作用，要維持導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)，外力必須克服安培力做功，因此產(chǎn)生電維持導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)，外力必須克服安培力做功，因此產(chǎn)生電流的過(guò)程是其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的過(guò)程流的過(guò)程是其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的過(guò)程洛倫茲力總是與電荷的運(yùn)動(dòng)方向垂直，因此，洛倫茲洛倫茲力總是與電荷的運(yùn)動(dòng)方向垂直，因此，洛倫茲力對(duì)電荷不做功，但是感生電動(dòng)勢(shì)又等于洛

9、倫茲力搬運(yùn)單力對(duì)電荷不做功，但是感生電動(dòng)勢(shì)又等于洛倫茲力搬運(yùn)單位正電荷所做的功，這就是說(shuō)兩者有矛盾，你怎樣理解這位正電荷所做的功，這就是說(shuō)兩者有矛盾，你怎樣理解這一問(wèn)題？一問(wèn)題？答案：答案：其實(shí)并不矛盾，運(yùn)動(dòng)導(dǎo)體中的自由電子，不僅其實(shí)并不矛盾，運(yùn)動(dòng)導(dǎo)體中的自由電子，不僅隨導(dǎo)體以速度隨導(dǎo)體以速度v運(yùn)動(dòng)，而且還沿導(dǎo)體以速度運(yùn)動(dòng)，而且還沿導(dǎo)體以速度u做定向移動(dòng)，做定向移動(dòng)，正是這個(gè)定向移動(dòng)才產(chǎn)生感應(yīng)電流，如下圖所示因此，正是這個(gè)定向移動(dòng)才產(chǎn)生感應(yīng)電流，如下圖所示因此，導(dǎo)體中的電子的合速度導(dǎo)體中的電子的合速度v合合等于等于v和和u的矢量和，所以電子受的矢量和，所以電子受到的洛倫茲力為到的洛倫茲力為Fv

10、合合ev合合B，F(xiàn)v合合與合速度與合速度v合合垂直，它對(duì)垂直，它對(duì)電子不做功，電子不做功，F(xiàn)v合合的一個(gè)分量是的一個(gè)分量是F1evB，這個(gè)分力做功，這個(gè)分力做功，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)Fv合合的另一個(gè)分量是的另一個(gè)分量是F2euB，阻礙導(dǎo)，阻礙導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)，做負(fù)功可以證明兩個(gè)分力體運(yùn)動(dòng)，做負(fù)功可以證明兩個(gè)分力F1和和F2所做功的代數(shù)所做功的代數(shù)和為零結(jié)果仍然是洛倫茲力并不提供能量，而只是起傳和為零結(jié)果仍然是洛倫茲力并不提供能量，而只是起傳遞能量的作用，即外力克服洛倫茲力的一個(gè)分力遞能量的作用，即外力克服洛倫茲力的一個(gè)分力F2所做的所做的功通過(guò)另一個(gè)分力功通過(guò)另一個(gè)分力F1轉(zhuǎn)化為感應(yīng)電流的能量

11、轉(zhuǎn)化為感應(yīng)電流的能量.特別提醒：特別提醒：有些情況下，動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)和感生電動(dòng)勢(shì)具有相對(duì)性有些情況下，動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)和感生電動(dòng)勢(shì)具有相對(duì)性.例例如，將條形磁鐵插入線圈中，如果在相對(duì)磁鐵靜止的參考如，將條形磁鐵插入線圈中，如果在相對(duì)磁鐵靜止的參考系內(nèi)觀察，線圈運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生的是動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)；如果在相對(duì)系內(nèi)觀察，線圈運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生的是動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)；如果在相對(duì)線圈靜止的參考系中觀察，線圈中磁場(chǎng)變化，產(chǎn)生感生電線圈靜止的參考系中觀察，線圈中磁場(chǎng)變化，產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)動(dòng)勢(shì). 在一水平光滑絕緣塑料板上有一環(huán)形凹槽，有一帶在一水平光滑絕緣塑料板上有一環(huán)形凹槽，有一帶電小球質(zhì)量為電小球質(zhì)量為m，電荷量為，電荷量為q，在槽內(nèi)沿順時(shí)針

12、作勻速圓周，在槽內(nèi)沿順時(shí)針作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，現(xiàn)加一豎直向上的均勻變化的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，且運(yùn)動(dòng)，現(xiàn)加一豎直向上的均勻變化的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，且B逐漸逐漸增加，則增加，則()A小球速度變大小球速度變大B小球速度變小小球速度變小C小球速度不變小球速度不變 D以上三種情況都有可能以上三種情況都有可能解析：解析：在此空間中，沒有閉合導(dǎo)體，但磁場(chǎng)的變化，在此空間中，沒有閉合導(dǎo)體，但磁場(chǎng)的變化，使空間產(chǎn)生感生電場(chǎng)據(jù)楞次定律得出圖示感生電場(chǎng)，又使空間產(chǎn)生感生電場(chǎng)據(jù)楞次定律得出圖示感生電場(chǎng)，又因小球帶正電荷，電場(chǎng)力與小球速度同向，電場(chǎng)力對(duì)小球因小球帶正電荷，電場(chǎng)力與小球速度同向，電場(chǎng)力對(duì)小球做正功，小球速度變大做正功，小球速度

13、變大A選項(xiàng)正確選項(xiàng)正確答案：答案：A點(diǎn)評(píng)：點(diǎn)評(píng)：此題因部分同學(xué)受洛倫茲力不做功的影響，而此題因部分同學(xué)受洛倫茲力不做功的影響，而誤選誤選C.答案：答案：(1)A板為正極板板為正極板(2)1.0107C解析：解析：(1)據(jù)楞次定律可得：產(chǎn)生的感生電場(chǎng)為逆時(shí)針據(jù)楞次定律可得：產(chǎn)生的感生電場(chǎng)為逆時(shí)針方向，導(dǎo)體中的自由電子在電場(chǎng)力作用下順時(shí)針運(yùn)動(dòng)到方向，導(dǎo)體中的自由電子在電場(chǎng)力作用下順時(shí)針運(yùn)動(dòng)到B板，所以板，所以B板帶負(fù)電，板帶負(fù)電，A板帶正電板帶正電(2)電容器上的電荷量電容器上的電荷量qCU(其中其中U為電容器上的電壓為電容器上的電壓)據(jù)題意知據(jù)題意知UE(其中其中E為感生電動(dòng)勢(shì)為感生電動(dòng)勢(shì)) 在

14、豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，水平放置一個(gè)不變形的在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，水平放置一個(gè)不變形的單匝金屬圓線圈，規(guī)定線圈中感應(yīng)電流的正方向如圖甲所單匝金屬圓線圈，規(guī)定線圈中感應(yīng)電流的正方向如圖甲所示，當(dāng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度示，當(dāng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間隨時(shí)間t發(fā)生如圖乙所示變化時(shí)，發(fā)生如圖乙所示變化時(shí)，下圖中正確表示線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)下圖中正確表示線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E變化的是變化的是()答案：答案：A如圖甲所示，在如圖甲所示，在PQ、QR區(qū)域中存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度大區(qū)域中存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等、方向相反的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向均垂直于紙小相等、方向相反的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向均垂直于紙面一導(dǎo)線框面一導(dǎo)線框abcdefa位

15、于紙面內(nèi)，框的鄰邊都相互垂直，位于紙面內(nèi)，框的鄰邊都相互垂直，bc邊與磁場(chǎng)的邊界邊與磁場(chǎng)的邊界P重合導(dǎo)線框與磁場(chǎng)區(qū)域的尺寸如圖重合導(dǎo)線框與磁場(chǎng)區(qū)域的尺寸如圖所示，從所示，從t0時(shí)刻開始，線框勻速橫穿兩個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域，以時(shí)刻開始，線框勻速橫穿兩個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域，以abcdef為線框中的電動(dòng)勢(shì)為線框中的電動(dòng)勢(shì)E的正方向，的正方向，以下四個(gè)以下四個(gè)Et關(guān)系示意圖中正確的是關(guān)系示意圖中正確的是()答案：答案：C解析：解析：由右手定則和由右手定則和EBLv判定水平位移從判定水平位移從0l時(shí)時(shí)EBlv，水平位移從，水平位移從l2l時(shí)，時(shí)，E0，從，從2l3l時(shí)時(shí)E3Blv，從，從3l4l時(shí)時(shí)E2Blv，可知圖，可知

16、圖C正確正確本題考查右手定則、楞次定律及本題考查右手定則、楞次定律及EBlv的應(yīng)用重點(diǎn)的應(yīng)用重點(diǎn)在于對(duì)不同階段感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小和方向的判斷，要求學(xué)生在于對(duì)不同階段感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小和方向的判斷，要求學(xué)生能正確建立圖象，試題難度較大能正確建立圖象，試題難度較大. 如圖如圖(b)所示，光滑的平行水平金屬導(dǎo)軌所示，光滑的平行水平金屬導(dǎo)軌MN、PQ相相距距L，在，在M點(diǎn)和點(diǎn)和P點(diǎn)間連接一個(gè)阻值為點(diǎn)間連接一個(gè)阻值為R的電阻，在兩導(dǎo)軌的電阻，在兩導(dǎo)軌間間cdfe矩形區(qū)域內(nèi)有垂直導(dǎo)軌平面豎直向上、寬為矩形區(qū)域內(nèi)有垂直導(dǎo)軌平面豎直向上、寬為d的勻強(qiáng)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.一質(zhì)量為一質(zhì)量為m、電

17、阻為、電阻為r、長(zhǎng)度也剛好、長(zhǎng)度也剛好為為L(zhǎng)的導(dǎo)體棒的導(dǎo)體棒ab垂直擱在導(dǎo)軌上，與磁場(chǎng)左邊界相距垂直擱在導(dǎo)軌上，與磁場(chǎng)左邊界相距d0.現(xiàn)現(xiàn)用一個(gè)水平向右的力用一個(gè)水平向右的力F拉棒拉棒ab，使它由靜止開始運(yùn)動(dòng)，棒，使它由靜止開始運(yùn)動(dòng)，棒ab離開磁場(chǎng)前做勻速直線運(yùn)動(dòng)，棒離開磁場(chǎng)前做勻速直線運(yùn)動(dòng)，棒ab與導(dǎo)軌始終保持良好與導(dǎo)軌始終保持良好接觸，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，接觸，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，F(xiàn)隨棒隨棒ab與初始位置的距離與初始位置的距離x變化的變化的情況如圖情況如圖(a)，F(xiàn)0已知求：已知求：(1)棒棒ab離開磁場(chǎng)右邊界時(shí)的速度離開磁場(chǎng)右邊界時(shí)的速度(2)棒棒ab通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域的過(guò)程中整個(gè)回路所消耗的電通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)

18、域的過(guò)程中整個(gè)回路所消耗的電能能(3)d0滿足什么條件時(shí)，棒滿足什么條件時(shí)，棒ab進(jìn)入磁場(chǎng)后一直做勻速運(yùn)進(jìn)入磁場(chǎng)后一直做勻速運(yùn)動(dòng)動(dòng)解析：解析：(1)設(shè)離開右邊界時(shí)棒設(shè)離開右邊界時(shí)棒ab速度為速度為v，則有，則有(2010泉州高二檢測(cè)泉州高二檢測(cè))如圖所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有兩根如圖所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有兩根相距相距20cm固定的平行金屬光滑導(dǎo)軌固定的平行金屬光滑導(dǎo)軌MN和和PQ.磁場(chǎng)方向垂直磁場(chǎng)方向垂直于于MN、PQ所在的平面導(dǎo)軌上放置著所在的平面導(dǎo)軌上放置著ab、cd兩根平行的兩根平行的可動(dòng)金屬細(xì)棒在兩棒中點(diǎn)可動(dòng)金屬細(xì)棒在兩棒中點(diǎn)OO之間拴一根之間拴一根40cm長(zhǎng)的細(xì)繩，長(zhǎng)的細(xì)繩，繩長(zhǎng)保持不變?cè)O(shè)磁

19、感應(yīng)強(qiáng)度繩長(zhǎng)保持不變?cè)O(shè)磁感應(yīng)強(qiáng)度B以以1.0T/s的變化率均勻減小，的變化率均勻減小，abdcB減小到減小到10T時(shí)，兩可動(dòng)邊所受磁場(chǎng)力和時(shí)，兩可動(dòng)邊所受磁場(chǎng)力和abdc回路消耗回路消耗的功率的功率答案：答案：均為均為0.32N0.0128W 據(jù)報(bào)道，據(jù)報(bào)道，1992年年7月，美國(guó)月，美國(guó)“阿特蘭蒂斯阿特蘭蒂斯”號(hào)航天飛號(hào)航天飛機(jī)進(jìn)行了一項(xiàng)衛(wèi)星懸繩發(fā)電實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)取得了部分成機(jī)進(jìn)行了一項(xiàng)衛(wèi)星懸繩發(fā)電實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)取得了部分成功航天飛機(jī)在地球赤道上空離地面約功航天飛機(jī)在地球赤道上空離地面約3000km處由東向西處由東向西飛行，相對(duì)地面速度大約飛行，相對(duì)地面速度大約6.5103m/s，從航天飛機(jī)上向地，

20、從航天飛機(jī)上向地心發(fā)射一顆衛(wèi)星，攜帶一根長(zhǎng)心發(fā)射一顆衛(wèi)星，攜帶一根長(zhǎng)20km，電阻為，電阻為800的金屬的金屬懸繩，使這根懸繩與地磁場(chǎng)垂直，做切割磁感線運(yùn)動(dòng)假懸繩，使這根懸繩與地磁場(chǎng)垂直，做切割磁感線運(yùn)動(dòng)假定這一范圍內(nèi)的地磁場(chǎng)是均勻的磁感應(yīng)強(qiáng)度為定這一范圍內(nèi)的地磁場(chǎng)是均勻的磁感應(yīng)強(qiáng)度為4105T，且認(rèn)為懸繩上各點(diǎn)的切割速度和航天飛機(jī)的速度相同根且認(rèn)為懸繩上各點(diǎn)的切割速度和航天飛機(jī)的速度相同根據(jù)理論設(shè)計(jì)，通過(guò)與電離層據(jù)理論設(shè)計(jì)，通過(guò)與電離層(由等離子體組成由等離子體組成)的作用，懸的作用，懸繩可以產(chǎn)生約繩可以產(chǎn)生約3A的感應(yīng)電流，試求：的感應(yīng)電流，試求：(1)金屬懸繩中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；金屬懸繩

21、中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；(2)懸繩兩端的電壓；懸繩兩端的電壓；(3)航天飛機(jī)繞地球運(yùn)行一圈懸繩輸出的電能航天飛機(jī)繞地球運(yùn)行一圈懸繩輸出的電能(已知地已知地球半徑為球半徑為6.4103km)解析：解析：將飛機(jī)下金屬懸繩切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)將飛機(jī)下金屬懸繩切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)看作電源模型，當(dāng)它通過(guò)電離層放電可看作直流電路?？醋麟娫茨Ｐ?，當(dāng)它通過(guò)電離層放電可看作直流電路模型如下圖所示型如下圖所示( 1 ) 金 屬 繩 產(chǎn) 生 的 電 動(dòng) 勢(shì)金 屬 繩 產(chǎn) 生 的 電 動(dòng) 勢(shì) E B l v 4 1 05201036.5103V5.2103V；(2)懸繩兩端電壓，即路端電壓可由閉合電路歐姆定律懸繩兩端電壓，即路端電壓可由閉合電路歐姆定律得得UEIr5.2103V3800V2.81