2015_2016学年高中物理4.4法拉第电磁感应定律课时作业新人教版选修3_2
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法拉第电磁感应定律是物理学中的重要定律,它揭示了电磁场之间的动态转换关系,具体说明了当磁通量发生变化时,会在闭合电路中产生电动势的现象。这个定律是电磁学的基础,对于理解和应用电力系统、发电机、变压器等设备至关重要。 1. 感应电动势(E)是由于磁通量变化而产生的电动势,它使得导体内部产生电流,导体自身就相当于一个电源,其电阻相当于电源的内阻。根据法拉第电磁感应定律,单匝线圈中感应电动势的大小(E)与磁通量的变化率(dΦ/dt)成正比,表达式为 E = (dΦ/dt)。如果线圈有多匝,那么感应电动势为 E = n(dΦ/dt),其中 n 是线圈的匝数。 2. 当导体切割磁感线时,感应电动势可以通过另外两个公式计算:E = Blv 和 E = Blv sin θ。前者适用于B、l、v 两两垂直的情况,其中 B 是磁感应强度,l 是导体长度,v 是导体切割磁感线的速度。后者考虑了v与B夹角为θ的情况。这两个公式帮助我们计算不同情况下的感应电动势。 3. 关于感应电动势的理解,正确的说法是 B,即产生感应电动势的那部分导体相当于电源。即使没有感应电流,也可能存在感应电动势,这并不意味着没有能量转换。而电流的存在并不一定源于电磁感应,可能来自于其他类型的电源。 4. 如果穿过单匝线圈的磁通量每秒均匀减少2 Wb,根据法拉第定律,感应电动势E = -dΦ/dt保持不变,因为磁通量的变化率是恒定的。所以选项 D 是正确的。 5. 在自由下落的导体棒案例中,由于棒的速度v越来越大,根据E = Blv,导体两端的电压Uab会逐渐增大,因此选项 D 是正确的。 通过以上分析,我们可以深入理解法拉第电磁感应定律的应用。公式 E = n 描述了感应电动势与磁通量变化率的关系,而E = Blv 和 E = Blv sin θ则是计算感应电动势的具体方法。在具体问题中,我们需要考虑磁感应强度、导体长度、速度以及它们之间的角度,以准确计算出感应电动势的大小。此外,理解磁通量、磁通量变化量和变化率的区别也是很重要的,它们是判断感应电动势大小的关键因素。
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