感生电动势和动生电动势

§X4.4感生电动势和动生电动势 [学习目标] 1．知道感生电动势和动生电动势 2．理解感生电动势和动生电动势的产生机理 [自主学习] 1． 英国物理学家麦克斯韦认为，2． 变化的磁场会在空间激发一种电场，3． 这种电场叫做 电场；有这种电场产生的电动势叫做 ，该电场的方向可以由右手定则来判定。 2．由于导体运动而产生的感应电动势称为 。 [典型例题] 例1 如图1所示，在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中，有两根水平放置且足够长的平行金属导轨AB、CD，在导轨的AC端连接一阻值为R的电阻，一根质量为m的金属棒ab，垂直导轨放置，导轨和金属棒的电阻不计。金属棒与导轨间的动摩擦因数为，若用恒力F沿水平向右拉导体棒运动，求金属棒的最大速度。 分析：金属棒向右运动切割磁感线，产生动生电动势，由右手定则知，棒中有ab方向的电流；再由左手定则，安培力向左，导体棒受到的合力减小，向右做加速度逐渐减小的加速运动；当安培力与摩擦力的合力增大到大小等于拉力F时，加速度减小到零，速度达到最大，此后匀速运动，所以， ， 例2 如图2所示，线圈内有理想的磁场边界，当磁感应强度均匀增加时，有一带电量为q，质量为m的粒子静止于水平放置的平行板电容器中间，则此粒子带 ，若线圈的匝数为n，线圈面积为S，平行板电容器的板间距离为d，则磁感应强度的变化率为 。 分析：线圈所在处的磁感应强度增加，发生变化，线圈中有感生电动势；由法拉第电磁感应定律得， ，再由楞次定律线圈中感应电流沿逆时针方向，所以，板间的电场强度方向向上。带电粒子在两板间平衡，电场力与重力大小相等方向相反，电场力竖直向上，所以粒子带正电。 [针对训练] 1.通电直导线与闭合线框彼此绝缘，它们处在同一平面内，导线位置与线框对称轴重合，为了使线框中产生如图3所示的感应电流，可采取的措施是： （A）减小直导线中的电流 (B)线框以直导线为轴逆时针转动（从上往下看） (C)线框向右平动 (D)线框向左平动 2．一导体棒长l=40cm，在磁感强度B=0.1T的匀强磁场中做切割磁感线运动，运动的速度v=5.0m／s，导体棒与磁场垂直，若速度方向与磁感线方向夹角β=30°，则导体棒中感应电动势的大小为 V，此导体棒在做切割磁感线运动时，若速度大小不变，可能产生的最大感应电动势为 V 3．一个N匝圆线圈，放在磁感强度为B的匀强磁场中，线圈平面跟磁感强度方向成30°角，磁感强度随时间均匀变化，线圈导线规格不变，下列方法中可使线圈中感应电流增加一倍的是： (A)将线圈匝数增加一倍 (B)将线圈面积增加一倍 (C)将线圈半径增加一倍 (D)适当改变线圈的取向 4．如图4所示，四边完全相同的正方形线圈置于一有界匀强磁场中，磁场垂直线圈平面，磁场边界与对应的线圈边平行，今在线圈平面内分别以大小相等，方向与正方形各边垂直的速度，沿四个不同的方向把线圈拉出场区，则能使a、b两点电势差的值最大的是： (A)向上拉(B)向下拉(C)向左拉（D）向右拉 5．如图5所示，导线MN可无摩擦地沿竖直的长直导轨滑动，导线位于水平方向的匀强磁场中，回路电阻R，将MN由静止开始释放后的一小段时间内，MN运动的加速度可能是： （A）．保持不变（B）逐渐减小（C）逐渐增大（D）无法确定 6．在水平面上有一固定的U形金属框架，框架上置一金属杆ab，如图6所示(纸面即水平面)，在垂直纸面方向有一匀强磁场，则： （A）若磁场方向垂直纸面向外并增长时，杆ab将向右移动 （B）若磁场方向垂直纸面向外并减少时，杆ab将向左移动 （C）若磁场方向垂直纸面向里并增长时，杆ab将向右移动 （D）若磁场方向垂直纸面向里并减少时，杆ab将向右移 7．如图7所示，圆形线圈开口处接有一个平行板电容器，圆形线圈垂直放在随时间均匀变化的匀强磁场中，要使电容器所带电量增加一倍，正确的做 ... ...