法拉第電磁感應定律專題復習學案

1、法拉第電磁感應定律專題復習學案一、理論知識愣次定律：增反減同。右手螺旋定則：拇指：感應磁場方向；四指環(huán)繞：電流方向。右手定則：拇指：導體棒運動方向；四指指向：電流方向；穿過手心：磁場方向左手定則：拇指：安培力方向；四指指向：電流方向；穿過手心：磁場方向法拉第電磁感應定律：（適應于閉合回路的磁感應強度發(fā)生變化情況） （適應于導體棒平動切割磁感線情況） （適應于導體棒轉動切割磁感線情況）電路公式： 、（恒定電流）牛頓第二定律： 運動學公式： 動能定理： 例1如圖甲所示，用一根細線ab繞成匝數(shù)為100匝的圓形線圈，其半徑為0.2m,電阻為r=2將線圈豎直放置，導線ab與阻值為R=4的電阻連接成閉合回

2、路，電阻兩端接電容為C=100F的電容器,線圈所在區(qū)域內存在按圖乙規(guī)律變化的磁場，規(guī)定垂直線圈平面向外的方向為正方向，不計導線的電阻，求在0-2s內，(1)線圈中的感應電流方向.(2)閉合回路中產生的感應電動勢大小.(3)通過電阻R上的電流大小.(4) 電阻R上產生的熱量.(5)電容器上儲存的電荷量. 變式1：如圖，電阻不計的平行金屬導軌豎直放置，一根導體棒ab在平行直軌道上垂直導軌沿水平向左的方向做勻速直線運動，速度大小為v，兩軌間距離均為d，兩軌間充滿勻強磁場，磁感應強度大小為B，方向垂直紙面向里，內外兩條軌道間用導線和電阻為R的電阻連接，導體棒和導線的電阻不計，電容器的電容為C，棒在平直

3、導軌上移動距離為L的過程中，求：導體棒ab中產生的感應電流方向和回路中產生的感應電動勢大小.變式2：如圖所示，電阻不計的平行金屬導軌豎直放置,當導體棒運動到圓弧導軌上時，棒與外圓軌道接觸點b的線速度大小為v，運動中棒的延長線始終過圓心O，兩軌間距離均為d，兩軌間充滿勻強磁場，磁感應強度的大小為B，方向垂直紙面向里，兩條軌道間用導線和電阻為R的電阻連接，棒在圓弧導軌上運動時,求：導體棒ab中產生的感應電流方向和回路中產生的感應電動勢大小.例2 .(2015年汕頭高二期末統(tǒng)考15題)如圖所示，處于勻強磁場中的兩根足夠長、電阻不計的平行光滑金屬導軌相距為1 m，導軌平面與水平面成 = 30角，下端連

4、接阻值為R2的電阻.磁場方向垂直導軌平面向上，磁感應強度為0.5T.質量為0.2kg、電阻不計的金屬棒放在兩導軌上，棒與導軌垂直并保持良好接觸，金屬棒沿導軌由靜止開始下滑，g取10m/s2.(1) 判斷金屬棒下滑過程中產生的感應電流方向？(2) 求金屬棒下滑速度達到2m/s時的加速度大??？(3)求金屬棒下滑的最大速度大??？變式3：若棒與導軌之間的動摩擦因數(shù)為，則棒下滑的最大速度大小？變式4 .將整個裝置和磁場均順時針轉過60 ，其它條件不變，求:金屬棒下滑速度達到2m/s時的加速度大小和金屬棒下滑的最大速度大小.課后練習1、（多選）如圖所示，兩傾角為、間距為l的光滑金屬平行軌道，軌道間接有電阻

5、R，導軌電阻不計。軌道平面處于垂直平面向上、磁感應強度為B的勻強磁場中。有一質量為m、長為l、電阻為r的導體棒，從軌道上某處由靜止開始下滑距離x時達最大速度。則從導體棒開始下滑到達到最大速度的過程中，下列說法中正確的是A通過導體棒的電量 B導體棒最大速度C電路中產生的焦耳熱D導體棒的運動時間2、 （多選）如圖所示，傾角為的光滑斜面上端放置一矩形導線框abcd ，ab邊的邊長為L1，ad邊的邊長為L2，導線框的質量為m，電阻為R，斜面上ef線和gh線(ef、gh平行底邊)之間有垂直斜面向上的勻強磁場，磁感應強度為B，ef和gh的距離為L3 （L3L2）。如果導線框從靜止釋放，恰能加速進入磁場，勻

6、速離開磁場，導線框的ab邊始終平行于底邊。則下列說法正確的是 A.導線框進入磁場的過程中速度增大得越來越快 B.導線框進入磁場過程中，感應電流的方向為abcda C.導線框勻速離開磁場所經歷的時間為 D.導線框進入磁場過程中產生的焦耳熱Q1大于離開磁場過程 中產生的焦耳熱Q23(14分)如圖乙所示，一個電阻r =1，匝數(shù)為100匝的正方形，線圈的邊長為L=0.1m線圈與阻值R=3的電阻連接成閉合回路.線圈所在正方形區(qū)域內存在垂直于線圈平面向外的勻強磁場，磁感應強度B隨時間t變化的關系圖線如圖甲所示，不計導線的電阻. 求t=0至t=0.1s時間內.(1)閉合回路產生的感應電動勢大??？(2)通過電

7、阻R上的電流方向和大??？(3)通過電阻R上產生的熱量？4、如圖所示，間距為L的兩條足夠長的光滑平行金屬導軌MN、PQ與水平面夾角，下端N、Q間連接一阻值為R的電阻。導軌上有一個正方形區(qū)間abcd，cd以下存在磁感應強度大小為B、方向垂直導軌平面向下的勻強磁場。長度為L、電阻為r的金屬棒與導軌基礎良好且垂直導軌放置，金屬棒從ab位置由靜止釋放，當金屬棒通過cd時恰好做勻速運動，已知重力加速度為g，不計金屬導軌的電阻，求：(1) 判斷金屬棒進入磁場時產生的感應電流方向及感應電流大?。浚?）金屬棒的質量； （3）金屬棒在磁場中運動距離L時電阻R上產生的焦耳熱；5（2014廣州一模）（18分）如圖，勻

8、強磁場垂直銅環(huán)所在的平面，導體棒a的一端固定在銅環(huán)的圓心O處，另一端緊貼圓環(huán)，可繞O勻速轉動通過電刷把銅環(huán)、環(huán)心與兩豎直平行金屬板P、Q連接成如圖所示的電路，R1、R2是定值電阻帶正電的小球通過絕緣細線掛在兩板間M點，被拉起到水平位置；合上開關K，無初速度釋放小球，小球沿圓弧經過M點正下方的N點到另一側R1NOaKldR2B已知：磁感應強度為B；a的角速度大小為，長度為l，電阻為r；R1=R2=2r，銅環(huán)電阻不計；P、Q兩板間距為d；帶電的質量為m、電量為q；重力加速度為g求：（1）a勻速轉動的方向； （2）P、Q間電場強度E的大?。唬?）小球通過N點時對細線拉力T的大小課堂練習例1、解：（1

9、）由法拉第電磁感應定律，閉合回路產生的感應電動勢大小為：（2）由愣次定律，通過電阻R上的電流方向為：順時針方向，電流大小為： （3）在這2s內通過電阻R上產生的熱量為：(4) 電容器上儲存的電荷量為：小結：1、線圈靜止，磁場靜止時，求感應電動勢用： 2、解題步驟： I感電路圖電路方程解方程變式1：解：棒在平直導軌上移動距離為L所用的時間為： 由法拉第電磁感應定律，閉合回路產生的感應電動勢大小為：變式2：解：（1）導體棒在圓軌道上運動的角速度為：由法拉第電磁感應定律，閉合回路產生的感應電動勢大小為：例2（1）由右手定則判斷金屬棒中的感應電流方向為由a到b （2）金屬棒下滑速度達到時產生的感應電動

10、勢為 感應電流為 金屬棒受到的安培力為 由牛頓第二定律得： 解得： （3）金屬棒下滑的最大速度時其受力平衡：，聯(lián)立以上兩式得金屬棒下滑的最大速度大小為拓展2：解：金屬棒下滑的最大速度時其受力平衡：，聯(lián)立以上兩式得金屬棒下滑的最大速度大小為：變式4、解：(1)解：金屬棒下滑速度達到2m/s時產生的感應電動勢感應電流金屬棒受到的安培力由牛頓第二定律得：得加速度大?。海?）金屬棒下滑到最大速度時其受力平衡：聯(lián)立得,金屬棒下滑的最大速度: 小結：棒在豎直面切割磁感線時，摩擦力為零。課后練習1CD2BC3.（14分）（1）由法拉第電磁感應定律得感應電動勢為 （2分）=BL2 （1分）從圖象可知： （2分

11、）代數(shù)據(jù)得（2）由楞次定律知該電流由M向N通過R （4分）由閉合電路的歐姆定律 （1分）聯(lián)立以上幾式解得：通過R的電流大小為I= 0.5 A（2分）（3）由焦耳定律得在0.1s時間內R產生的熱量（2分）4、（1）感應電流方向為順時針方向。 聯(lián)立得（2）金屬棒通過cd時恰好做勻速運動,則其受力平衡，聯(lián)立得金屬棒的質量為聯(lián)立可以得到： （3）金屬棒在磁場中勻速運動距離L所用的時間為：電阻R上產生的焦耳熱為：5（18分）解析：（1）依題意，小球從水平位置釋放后，能沿圓弧向下擺動，故小球受到電場力的方向水平向右，P板帶正電，Q板帶負電。由右手定則可知，導體棒a順時針轉動。（2分）（2）導體棒a轉動切割磁感線，由法拉第電磁感應定律得電動勢大小： （2分，若缺中間推導式只得1分）由閉合電路歐姆定律： （2分）由歐姆定