_4__法拉第電磁感應(yīng)定律

1、 4. 4 法拉第電磁感應(yīng)定律法拉第電磁感應(yīng)定律知道感應(yīng)電動勢的概念，理解決定感應(yīng)電動勢大小的因素知道反電動勢的概念，了解反電動勢的作用掌握不同條件下感應(yīng)電動勢的表達(dá)式及其應(yīng)用解讀課標(biāo)解讀課標(biāo)v分別給門的四角釘上大釘子，用電線沿著4個釘子繞制一個幾十匝的大線圈，如圖所示線圈的兩端連在一個電流表上開門、關(guān)門時(shí)能不能發(fā)出電來？試試看！v如果發(fā)電效果不明顯，想一想，應(yīng)該怎樣改進(jìn)？v1重新做一下探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)，會發(fā)現(xiàn)當(dāng)磁鐵插入線圈的快慢不相同時(shí)，靈敏電流計(jì)指針偏角_，插入速度越快，指針偏角_，說明感應(yīng)電流_v2實(shí)驗(yàn)證明，電路中感應(yīng)電動勢的大小，跟穿過這一電路的_成正比v3電動機(jī)轉(zhuǎn)動時(shí)，線圈中也

2、會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，這個感應(yīng)電動勢總要_電源電動勢的作用，我們把這個電動勢稱為_電動勢v答案：1.不相同；越大；越大2.磁通量的變化率v3削弱；反自主學(xué)習(xí)自主學(xué)習(xí)v(1)感應(yīng)電動勢：在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢叫做感應(yīng)電動勢v(2)感應(yīng)電動勢與感應(yīng)電流：感應(yīng)電動勢是形成感應(yīng)電流的必要條件，有感應(yīng)電動勢不一定存在感應(yīng)電流(要看電路是否閉合)，有感應(yīng)電流一定存在感應(yīng)電動勢.探究熱點(diǎn)探究熱點(diǎn)1 感應(yīng)電動勢感應(yīng)電動勢v(1)表述：電路中感應(yīng)電動勢的大小，跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比探究熱點(diǎn)探究熱點(diǎn)2 法拉第電磁感應(yīng)定律法拉第電磁感應(yīng)定律v注意：產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源，感應(yīng)電動勢即該

3、電源的電動勢物理量單位物理意義磁通量Wb表示某時(shí)刻或某位置時(shí)穿過某一面積的磁感線條數(shù)的多少磁通量的變化量Wb表示在某一過程中穿過某一面積磁通量變化的多少v特別提醒：v穿過一個平面的磁通量大，磁通量的變化量不一定大，磁通量的變化率也不一定大；穿過一個平面的磁通量的變化量大，磁通量不一定大，磁通量的變化率也不一定大；穿過一個平面的磁通量的變化率大，磁通量和磁通量的變化量都不一定大.v(2010南京六中期中)下列幾種說法中正確的是()vA線圈中磁通量變化越大，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢一定越大vB線圈中磁通量越大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢一定越大vC線圈放在磁場越強(qiáng)的位置，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢一定越大vD線圈中磁通

4、量變化越快，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢越大v答案：D集體討論集體討論1v解析：感應(yīng)電動勢的大小與磁通量的變化率成正比，磁通量的變化率是表征磁通量變化快慢的物理量，磁通量變化越快，磁通量變化率越大，感應(yīng)電動勢越大，D選項(xiàng)對；感應(yīng)電動勢大小與磁通量變化的大小、磁通量的大小及線圈所在處的磁場強(qiáng)弱均無直接關(guān)系，ABC選項(xiàng)錯.v(1)公式EBLvsinv(2)說明：B為勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小若非勻強(qiáng)磁場，但是導(dǎo)線上各點(diǎn)所在處的B均相同時(shí)，該公式也可使用vL是導(dǎo)線的有效切割長度vv是導(dǎo)線上各點(diǎn)的運(yùn)動速度v為v與B間的夾角v特殊情況，90(B與v垂直)時(shí)，公式簡化為EBLv.探究熱點(diǎn)探究熱點(diǎn)3 導(dǎo)體切割磁感

5、線時(shí)的感應(yīng)電動勢導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動勢v特別提醒：v若磁場本身在變化的同時(shí)，電路中還有一部分導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動，則上述兩種情況都同時(shí)存在，應(yīng)分別分析，總電動勢等于感生電動勢和動生電動勢的和或差.v在赤道正上方，有一導(dǎo)體棒東西放置，放手后讓其自由下落，下列說法正確的是()vA東端電勢高B西端電勢高vC中點(diǎn)電勢高 D各點(diǎn)電勢一樣v答案：Av解析：地磁場的磁感線由南向北，放手后導(dǎo)體棒做自由落體運(yùn)動，據(jù)右手定則知，東端為感應(yīng)電動勢的正極，東端電勢高.集體討論集體討論2v發(fā)電機(jī)是把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，而電動機(jī)是把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置，例如初中學(xué)過的直流電動機(jī)v由于電動機(jī)轉(zhuǎn)動時(shí)，線圈要切割磁感

6、線，也會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，這個電動勢總是要削弱電源電動勢的作用，我們把這個電動勢稱為反電動勢探究熱點(diǎn)探究熱點(diǎn)4 反電動勢反電動勢題型題型1v解析：磁通量的變化是由于面積變化引起的，關(guān)鍵是算出面積變化，再由BS，算出磁通量變化量v點(diǎn)評：計(jì)算通常有以下幾種方法：v方法一：磁通量的變化是由面積變化引起的，BS.v方法二：磁通量的變化是由磁場變化引起的：BS.v方法三：磁通量的變化是由于面積和磁感應(yīng)強(qiáng)度間的角度變化引起的，根據(jù)定義求：末初v(2010綿陽南山中學(xué)高二期中)在如圖甲所示的電路中，螺線管匝數(shù)n1500匝，橫截面積S20 cm2.螺線管導(dǎo)線電阻r1.0 ，R14.0 ，R25.0 ，C30F.

7、在一段時(shí)間內(nèi)，穿過螺線管的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B按如圖乙所示的規(guī)律變化，則電容器上極板帶_電，電容器的帶電量為_C.變式變式1v答案：負(fù)，1.8105v解析：因磁場在增強(qiáng)，由楞次定律可推知電容器上極板帶負(fù)電，由法拉第電磁感應(yīng)定律得：v 如圖，金屬三角形導(dǎo)軌COD上放有一根金屬棒MN，拉動MN，使它以速度v向右勻速平動若導(dǎo)軌和金屬棒都是粗細(xì)相同的均勻?qū)w，電阻率相同，則在MN運(yùn)動過程中閉合電路的()vA感應(yīng)電動勢保持不變vB感應(yīng)電流逐漸增大vC感應(yīng)電動勢逐漸增大vD感應(yīng)電流保持不變題型題型2v解析：設(shè)MN從O點(diǎn)開始運(yùn)動，則vONvt，MNvttan.答案：答案：CDv一根導(dǎo)體棒ab在水平方向的勻強(qiáng)磁

8、場中自由下落，并始終保持水平方向且與磁場方向垂直如圖所示，則有()vAUab0vBUaUb，Uab保持不變vCUaUb，Uab越來越大vDUaUa，由UabEBlv及棒自由下落時(shí)v越來越大，可知Uab越來越大，D項(xiàng)正確.v 把總電阻為2R的均勻電阻絲焊接成一半徑為a的圓環(huán)，水平固定在豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，如下圖所示，一長度為2a，電阻等于R，粗細(xì)均勻的金屬棒MN放在圓環(huán)上，它與圓環(huán)始終保持良好的電接觸，當(dāng)金屬棒以恒定速度v向右移動經(jīng)過環(huán)心O時(shí)，求：題型題型3v(1)棒兩端的電壓UMN.v(2)在圓環(huán)和金屬棒上消耗的總熱功率v解析：(1)把切割磁感線的金屬棒看成一個具有內(nèi)阻為R，

9、電動勢為E的電源，兩個半圓環(huán)看成兩個并聯(lián)電阻，畫出等效電路如圖所示v等效電源電動勢為EBlv2Bavv點(diǎn)評：此類問題與直流電路相聯(lián)系，解這類問題時(shí)應(yīng)該畫出等效電路圖，把電磁感應(yīng)轉(zhuǎn)化為電路問題，再根據(jù)直流電路知識進(jìn)行求解v如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，設(shè)導(dǎo)體棒Oa可以以點(diǎn)O為中心轉(zhuǎn)動，而另一端a剛好搭在光滑的半圓形金屬導(dǎo)軌上，Oa長為l且以角速度勻速轉(zhuǎn)動，在Ob間接入一阻值為R的電阻，不計(jì)其他電阻試求v(1)Oa中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢；v(2)流過R上的電流；v(3)所需外力的功率變式變式3v 有一種高速磁懸浮列車的設(shè)計(jì)方案是在每節(jié)車廂底部安裝磁鐵(磁場方向向下)，并在兩條鐵軌之間平放一系

10、列線圈請?zhí)骄浚簐(1)當(dāng)列車運(yùn)行時(shí)，通過線圈的磁通量會不會發(fā)生變化？v(2)列車的速度越快，通過線圈的磁通量變化越快嗎？題型題型4v(3)為了測量列車通過某一位置的速度，有人在磁懸浮列車所經(jīng)過的位置安裝了電流測量記錄儀(測量記錄儀未畫出)如圖所示，記錄儀把線圈中產(chǎn)生的電流記錄下來假設(shè)磁鐵的磁感應(yīng)強(qiáng)度在線圈中為B.線圈的匝數(shù)為n，磁體寬度與線圈寬度相同，且都很小為l，線圈總電阻為R(包括引線電阻)，你能否根據(jù)記錄儀顯示的電流I，求出列車所經(jīng)過位置的速度？v解析：(1)當(dāng)列車運(yùn)行時(shí)，通過線圈的磁通量會發(fā)生變化v(2)列車速度越快，通過線圈的磁通量變化越快v(3)能v由于受地球信風(fēng)帶和盛西風(fēng)帶的影響，在海洋中形成一種河流稱為海流海流中蘊(yùn)藏著巨大的動力資源據(jù)統(tǒng)計(jì)，世界大洋中所有海流的發(fā)電能力達(dá)109kW.早在19世紀(jì)，法拉第就曾設(shè)想，利用磁場使海流發(fā)電因?yàn)楹Ｋ泻写罅康膸щ婋x子，這些離子隨海流做定向運(yùn)動，如果有足夠的磁場能使這些帶電離子向相反方向偏轉(zhuǎn)，便有可能發(fā)出電來目前，日本的一些科學(xué)家將計(jì)劃利用海流建造一座容量為1500kW的磁流體發(fā)電機(jī)如圖所示為一磁流體發(fā)電機(jī)的原理示意圖，上、下兩塊金屬板MN水平變式變式4v放置浸沒在海水里，金屬板面積均為S110