【提分技巧】2014高考物理赢取高分名师点津课件电动机发电机模型

同类问题模型化系列之九电动机、发电机模型模型概述“电动机”模型和“发电机”模型是高考题中时常出现的两种物理模型，凡在安培力作用下在磁场中运动的通电导体均可看做电动机模型，在外力作用下在磁场中做切割磁感线运动的导体均可看做发电机模型，此模型综合考查了磁场力的作用、电磁感应、恒定电流、交流电、能量转化与守恒等知识。电动机发电机工作原理通电线圈在磁场中受到安培力而转动闭合线圈在磁场中受外力转动，产生感应电动势能量转化电能转化为机械能机械能转化为电能解题要点(1)受力由左手定则来判断(2)能量关系：P总＝P输出＋P热(3)实际功率：P实际≤P额定(4)电压、电流关系：UIR(1)产生的感应电动势方向由右手定则判定(2)感应电动势大小由法拉第电磁感应定律计算(3)注意感应电流的最大值、瞬时值、有效值和平均值的计算(4)能量转化中满足守恒形象比喻左手抓着电动机右手抓着发电机电动机发电机•[典例]如图10－1－7甲所示是某同学设计的一种振动发电装置的示意图，一个半径r＝0.10m、匝数n＝20的线圈套在永久磁铁槽中，磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布(其右视图如图乙所示)。在线圈所在位置磁感应强度B的大小均为B＝0.20T，线圈的电阻为R1＝0.50Ω，它的引出线接有R2＝9.5Ω的小电珠L。外力推动线圈框架的P端，使线圈沿轴线做往复运动，便有电流通过电珠。当线圈向右的位移x随时间t变化的规律如图丙所示时(x取向右为正)。求：(1)线圈运动时产生的感应电动势E的大小；(2)线圈运动时产生的感应电流I的大小；(3)每一次推动线圈运动过程中作用力F的大小；(4)该发电机的输出功率P。题后悟道•(1)线圈在辐射形磁场中切割磁感线产生的电动势等于每匝线圈产生电动势的和。•(2)线圈所受的安培力等于各匝线圈所受安培力的和。•(3)线圈是电源，灯泡是负载，其能量来源是推力做的功。