必修1《习题》公开课教案下载

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PQ切割磁感线产生的感应电动势大小为E＝Blv，由右手定则可知，方向由Q指向P。

外电路总电阻为

R外＝ eq ﹨f(﹨f(1,3)R·﹨f(2,3)R,﹨f(1,3)R＋﹨f(2,3)R) ＝ eq ﹨f(2,9) R

电路中总电流为I＝ eq ﹨f(E,R＋R外) ＝ eq ﹨f(Blv,R＋﹨f(2,9)R) ＝ eq ﹨f(9Blv,11R)

IaP＝ eq ﹨f(2,3) I＝ eq ﹨f(6Blv,11R) ，方向由P到a。

2．[2016·浙江杭州模拟](12分)如图所示，电动机牵引一根原来静止的、长为1 m、质量为0.1 kg的导体棒MN，其电阻R为1 Ω，导体棒架在处于磁感应强度B＝1 T，竖直放置的框架上，当导体棒上升h＝3.8 m时获得稳定的速度，导体产生的热量为2 J，电动机牵引导体棒时，电压表、电流表计数分别为7 V、1 A，电动机的内阻r＝1 Ω，不计框架电阻及一切摩擦；若电动机的输出功率不变，g取10 m/s2，求：

(1)导体棒能达到的稳定速度为多少？

(2)导体棒从静止达到稳定所需的时间为多少？

答案　(1)2 m/s　(2)1 s

解析　(1)电动机的输出功率为P＝UAIA－I eq ﹨o﹨al(2,A) r＝6 W

F安＝BIL＝ eq ﹨f(B2L2v,R)

当导体棒的速度稳定时，由平衡条件得， eq ﹨f(P,v) ＝mg＋ eq ﹨f(B2L2v,R)

解得，v＝2 m/s。

(2)由能量守恒定律得，Pt－Q－mgh＝ eq ﹨f(1,2) mv2

解得，t＝1 s。

3．( 为了提高自行车夜间行驶的安全性，小明同学设计了一种“闪烁”装置。如图所示，自行车后轮由半径r1＝5.0×10－2 m的金属内圈、半径r2＝0.40 m的金属外圈和绝缘辐条构成。后轮的内、外圈之间等间隔地接有4根金属条，每根金属条的中间均串联有一电阻值为R的小灯泡。在支架上装有磁铁，形成了磁感应强度B＝0.10 T、方向垂直纸面向外的“扇形”匀强磁场，其内半径为r1、外半径为r2、张角θ＝ eq ﹨f(π,6) 。后轮以角速度ω＝2π rad/s相对于转轴转动。若不计其他电阻，忽略磁场的边缘效应。

(1)当金属条ab进入“扇形”磁场时，求感应电动势E，并指出ab上的电流方向；

(2)当金属条ab进入“扇形”磁场时，画出“闪烁”装置的电路图；

(3)从金属条ab进入“扇形”磁场时开始，经计算画出轮子转一圈过程中，内圈与外圈之间电势差Uab随时间t变化的Uab-t图象；

(4)若选择的是“1.5 V、0.3 A”的小灯泡，该“闪烁”装置能否正常工作？有同学提出，通过改变磁感应强度B、后轮外圈半径r2、角速度ω和张角θ等物理量的大小，优化前同学的设计方案，请给出你的评价。

答案　(1)4.9×10－2 V　b→a　(2)见解析图　(3)见解析图　(4)见解析

解析　(1)金属条ab在磁场中切割磁感线时，所构成的回路的磁通量变化。设经过时间Δt，磁通量变化量为ΔΦ，由法拉第电磁感应定律

E＝ eq ﹨f(ΔΦ,Δt) ①