高三物理第一輪復習學案92法拉第電磁感應定律人教版.doc

第二課時 法拉第電磁感應定律考點剖析【教學要求】1理解法拉第電磁感應定律。2理解計算感應電動勢的兩個公式E=BLv和的區(qū)別和聯(lián)系，并應用其進行計算。（對公式E=BLv的計算，只限于L與B、v垂直的情況）。【知識再現(xiàn)】一、感應電動勢：在電磁感應現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢叫感應電動勢。產(chǎn)生感應電動勢的那一部分導體相當于電源，當電路斷開時，無感應電流，但仍有感應電動勢。二、法拉第電磁感應定律：1、內(nèi)容：電路中的感應電動勢大小，跟穿過這一電路的_成正比。2、公式：En/t。3、En/t計算的是感應電動勢的平均值，可以理解為En BS/t，或En SB/t。三、導體做切割磁感線時感應電動勢大小的計算：1、公式：EBL V 2、條件：勻強磁場，LB，VL 3、注意： L為導體“有效”切割磁感線的等效長度 V為導體切割磁感線的速度，一般導體各部分切割磁感線的速度相同。電勢高低的判斷：電源內(nèi)部的電流是從低電勢點流向高電勢點。 4、對有些導體各部分切割磁感線的速度不相同的情況，V指平均速度如圖所示，一長為L的導體桿AC繞A點在紙面內(nèi)以角速度勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動的區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強磁場，磁感強度為B則AC各部分切割磁感線的速度不相等，vA0，vcL，而且AC上各點的線速度大小與半徑成正比，所以AC切割的速度可以用其平均切割速度，即v= vc/2=L/2，故E=BL2/2。重點突破知識點一磁通量、磁通量的變化量及磁通量的變化率/t的關系【應用1】矩形形線框abcd繞OO 軸在磁感強度為0.2T的勻強磁場中以2 rs 的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動，已知ab =20cm，bd=40cm，匝數(shù)為100匝，當線框從如圖示位置開始轉(zhuǎn)過90，則（1）線圈中磁通量的變化量等于多少？（2）磁通量平均變化率為多少？（3）線圈中產(chǎn)生的平均感應電動勢E為多少？導示：（1）轉(zhuǎn)過90，=BS-0=1.610-2Wb；（2）t=T/4=0.125s，/t =0.128 Wb/s；（3）En/t=12.8V。知識點二En/t 與EBLV的比較1研究對象不同：前者是一個回路（不一定閉合），后者是一段直導線（或等效成直導線）2.適用范圍不同：前者具有普適性，無論什么方式引起的變化都適用，計算的是整個回路的感應電動勢后者只適用于一段導線切割磁感線的情況，計算的是切割磁感線的這段導體兩端的電動勢3條件不同：前者不一定是勻強磁場，可以是變化，可以是B變化，可以是S變化，也可以是S和B都變化。后者L,v,B之間應取兩兩互相垂直的分量，可采用投影的辦法4.意義不同：前者求的是平均電動勢，后者求的是瞬時電動勢，當v取平均位時，也可求平均電動勢5.使用情況不同：(1)求解導體做切割磁感線運動產(chǎn)生感應電動勢的問題時，兩個公式都可(2）求解某一過程（或某一段時間）內(nèi)的電動勢，平均電流， 通過導體某一橫截面的電荷量等問題，應選用En/t。(3)求解某一時刻（或某一位置）的電動勢，瞬時電流、功率及某段時間內(nèi)的電功、電熱等問題，應選用E=BLv?！緫?】如圖所示，足夠長的兩光滑導軌水平放置，兩條導軌相距為d，左端MN用阻值不計的導線相連，金屬棒ab可在導軌上滑動，導軌單位長度的電阻為r0，金屬棒ab的電阻不計。整個裝置處于豎直向下的均勻磁場中，磁場的磁感應強度隨時間均勻增加，B=kt，其中k為常數(shù)。金屬棒ab在水平外力的作用下，以速度v沿導軌向右做勻速運動，t=0時，金屬棒ab與MN相距非常近求：（1）當t=to時，水平外力的大小F（2）同學們在求t=to時刻閉合回路消耗的功率時，有兩種不同的求法：方法一：t=to時刻閉合回路消耗的功率P=Fv方法二：由Bld=F，得：（其中R為回路總電阻）這兩種方法哪一種正確?請你做出判斷，并簡述理由導示: （1）回路中的磁場變化和導體切割磁感線都產(chǎn)生感應電動勢，據(jù)題意，有 ； ； 聯(lián)立求解得又 得所以， ，即（2）方法一錯，方法二對；方法一認為閉合回路所消耗的能量全部來自于外力所做的功，而實際上磁場的變化也對閉合回路提供能量。方法二算出的I是電路的總電流，求出的是閉合回路消耗的總功率。方法探究類型一求感應電動勢的兩種方法1、En/t，它計算的是感應電動勢的平均值，可以理解為En BS/t，或En SB/t。2、EBL V。條件：勻強磁場，LB，VL?！纠?】 （鹽城中學08屆高三年級12月份測試題）如圖所示，水平面上有兩電阻不計的光滑金屬導軌平行固定放置，間距d為0.5 m，左端通過導線與阻值為2 W的電阻R連接，右端通過導線與阻值為4 W的小燈泡L連接，在CDEF矩形區(qū)域內(nèi)有豎直向上的勻強磁場，CE長為2 m，CDEF區(qū)域內(nèi)磁場的磁感應強度B隨時間變化如圖所示，在t0時，一阻值為2 W的金屬棒在恒力F作用下由靜止開始從AB位置沿導軌向右運動，當金屬棒從AB位置運動到EF位置過程中，小燈泡的亮度沒有發(fā)生變化，求：（1）通過小燈泡的電流強度；（2）恒力F的大?。唬?）金屬棒的質(zhì)量。導示：（1）金屬棒未進入磁場時，R總RLR/25 W，E10.5 V，ILE1/R總0.1 A，（2）因燈泡亮度不變，故4 s末金屬棒進入磁場時剛好勻速運動。IILIRIL0.3 A，F(xiàn)FABId0.3 N，（3）E2I（R）1 V，v1 m/s，a0.25 m/s2，m1.2 kg。本題考查了兩類電動勢的計算方法：即感生電動勢和動生電動勢。關鍵是抓住“燈泡的亮度沒有變化”。類型二感應電荷量的計算回路中發(fā)生磁通變化時，由于感應電場的作用使電荷發(fā)生定向移動而形成感應電流，在t內(nèi)遷移的電量（感應電量）為：q=It=Et/R=/R僅由回路電阻和磁通變化決定，與發(fā)生磁通變化的時間無關。因此，當用一根磁棒先后兩次從同一處用不同速度插至線圈中同一位置時，線圈里積聚的感應電量相等但快插與慢插時產(chǎn)生的感應電動勢、感應電流不同，外力做的功也不同【例2】如圖，金屬桿MN和PQ間距為L，MP間連有電阻R，豎直放置在垂直紙面的勻強磁場中，磁感應強度為B，有一金屬棒AB，長為2L，A端始終與PQ接觸，棒緊靠MN滑倒求此過程中通過R的電量（其他電阻不計）導示: 根據(jù)E/t，I=E/R，q=It得，q=/R=BL2/2R。追問：若在NQ處連接一個電容為C的電容器，已知AB棒角速度為，則通過R的電量又是多少？成功體驗1、（東海高級中學08屆高三第四次月考卷）如圖所示，兩根相距為L的平行直導軌ab、cd，b、d間連有一固定電阻R，導軌電阻可忽略不計。MN為放在ab和cd上的一導體桿，與ab垂直，其電阻也為R。整個裝置處于勻強磁場中，磁感應強度的大小為B，磁場方向垂直于導軌所在平面（指向圖中紙面內(nèi)）?，F(xiàn)對MN施力使它沿導軌方向以速度v（如圖）做勻速運動。令U表示MN兩端電壓的大小，則（ ）AU=Blv/2流過固定電阻R的感應電流由b到d BU=Blv/2流過固定電阻R的感應電流由d到bCU=Blv流過固定電阻R的感應電流由b到dDU=Blv流過固定電阻R的感應電流由d到b2、一個N匝圓線圈，放在磁感強度為B的勻強磁場中，線圈平面跟磁感強度方向成30角，磁感強度隨時間均勻變化，線圈導線規(guī)格不變，下列方法中可使線圈中感應電流增加一倍的是( )A將線圈匝數(shù)增加一倍 B將線圈面積增加一倍C將線圈半徑增加一倍 D適當改變線圈的取向3、（啟東中學2008屆高三第三次月考）某同學在實驗室里熟悉各種儀器的使用。他將一條形磁鐵放在轉(zhuǎn)盤上，如圖甲所示，磁鐵可隨轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動，另將一磁感強度傳感器固定在轉(zhuǎn)盤旁邊，當轉(zhuǎn)盤（及磁鐵）轉(zhuǎn)動時，引起磁感強度測量值周期性地變化，該變化與轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動的周期一致。經(jīng)過操作，該同學在計算機上得到了如圖乙所示的圖像。磁感強度傳感器圖甲條形磁鐵（1）在圖像記錄的這段時間內(nèi)，圓盤轉(zhuǎn)動的快慢情況是 。（2）圓盤勻速轉(zhuǎn)動時的周期是 s。（3）該同學猜測磁感強度傳感器內(nèi)有一線圈，當測得磁感強度最大時就是穿過線圈的磁通量最大時。按照這種猜測（ ）A