高二物理选修32指的是人教版高二物理选修32个课题,具体内容有:
选修3-2版本1:第一章电磁学(一)两个磁极问的相互作用规律;第二章电磁学(二)电流与磁场;第三章电磁学(三)通电螺线管内部的磁场;第四章电磁学(四)电磁感应及其规律;第五章电磁学(五)法拉第电磁感应定律的应用;第六章电磁学(六)交变电流。
选修3-2版本2:第一章交变电流;第二章变压器;第三章传感器。
以上内容仅供参考,具体内容可能会因为版本等因素有所差异。
问题:
在一个边长为a的闭合正方形线圈,在匀强磁场中以角速度ω绕垂直于磁场方向的轴以逆时针方向转动。求线圈从中性面开始转过θ角时的感应电动势的大小。
答案:
根据电磁感应定律,线圈在中性面开始转过θ角时的感应电动势大小为:
E = NΔΦ/Δt = N(B·ΔS)/Δt = N(ΔB·S)/Δt
其中,N为线圈的匝数,ΔΦ为磁通量的变化量,Δt为时间的变化量,ΔS为线圈面积的变化量,ΔB为磁感应强度的变化量。
由于线圈是正方形,所以其面积为:S = a²
又因为磁场是匀强磁场,所以磁感应强度的变化量为:ΔB = -dB/dt
将以上三个公式带入到感应电动势的公式中,得到:
E = N(B·dS/dt - B·S/t)/Δt = N(d(BS)/dt) = NωBS
其中,ω为角速度。
所以,线圈从中性面开始转过θ角时的感应电动势的大小为:E = Nωa²B·a·θ
这个题目考察了学生对电磁感应和楞次定律的理解和应用,需要学生能够理解磁通量的变化、磁感应强度的变化以及感应电动势的关系。同时,题目也涉及到几何和物理知识的结合,需要学生具有一定的空间想象能力和数学计算能力。