物理??PHYSICS责编/李爱莲??邮箱/xingaokaolk@163.com考??点??聚??焦友情链接感应电动势浙江省金华市第一中学??陶汉斌
????在网络信息时代,人们的生活、工作、学习之间都可
以自由链接,缩小了整个世界,提高了人的生活质量.在
高三物理知识的复习过程中,我们也可以通过相关知识
的友情链接、串联,形成一个立体的知识网络.感应电动
势是高中物理最重要的知识之一,与之相链接的知识点
多,综合形式多,具有明显的??综合 特征.本文试图通过
将感应电动势问题与电学、力学问题,与场和路的问题
尽情链接,以提升复习的效果,使同学们能站在更高的
境界来解决物理问题.
一、方法的链接!!!感应电动势公式??=BLv的
证明
如图1所示,把矩形线框
abcd放在磁感应强度为B的匀
强磁场中,线框平面跟磁感线垂
直.让线框的可动部分ab以速度图1
v向右匀速运动.求证感应电动势的大小??=BLv.
感应电动势公式??=BLv有许多不同的证明方法,
这些不同的证明方法从微观、宏观,能量、力与运动等不
同侧面反映同一问题,可以培养一题多解、一题多变、一
题多链的创新能力.
1??用法拉第电磁感应定律证明
设在??t时间内,线框可动部分由原来位置ab移到
a1b1,ab的有效长度是L.
因为线框面积变化量??S=Lv??t,所以穿过闭合电
路磁通量的变化量?? =B??S=BLv??t,由法拉第电磁
感应定律??=,得??=BLv.因为棒做匀速直线运动,所以F=FA.从能量的观点分析,也就是外力的功率与安培力的功率相等,即P外=P电,Fv=??I,而F=BIL,所以有BILv=??I,得??=BLv.这个证明过程,从感应电动势联想到力学的受力分析,联想到能的转化与守恒定律,把感应电动势与力学、能量链接起来了.但是如果把开关断开,如图2图2所示,没有闭合回路,一导体棒ab在磁场中以速度v向右平动,那么又该如何证明感应电动势呢?3??从微观的角度证明虽然没有闭合回路,但是导体棒运动过程确实产生了感应电动势.导体棒内有大量的自由电子,如图3所示,自由电子在洛仑兹力的作用下定向移动,形成一个新的向下的电场,最后达到动态平衡!!!即不再有更多的电子定向移动到b端.也就是电子受到的洛仑兹力与电场力平衡,此时导体两端的电压就是感应电动势.图3根据左手定则,电子所受的洛仑兹力方向向下而电场力方向向上,此时电子受力达到动态平衡,即Eq=Bqv,E==,LL所以=Bqv,得??=BLv.L二、知识的迁移!!!感应电动势公式??=BLv
的迁移
上面的第三种证明方法,其依据是带电微粒所受的
洛仑兹力与电场力达到动态的平衡.这种动态平衡是磁
流体发电机的原理,同时也是速度选择器、电磁流量计2??通过受力分析,利用力法和能法进行证明棒在水平方向上受到两个力的作用,即外力F与安培力FA.
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