1.3 法拉第電磁感應(yīng)定律

1、課標(biāo)要求1理解感應(yīng)電動勢的概念2理解和掌握確定感應(yīng)電動勢大小的一般規(guī)律法拉第電磁感應(yīng)定律，并會用其計算感應(yīng)電動勢的大小3能夠運(yùn)用EBLv或EBLvsin 計算導(dǎo)體切割磁感線時的感應(yīng)電動勢3 法拉第電磁感應(yīng)定律課標(biāo)解讀1理解法拉第電磁感應(yīng)定律2通過對公式的推導(dǎo)及應(yīng)用，提高分析問題、解決問題的能力教學(xué)地位本節(jié)知識是高考命題的熱點(diǎn)，與楞次定律及電路知識相組合，即可以選擇題的形式命題，也可以計算題的形式命題，題目難度中等. 新課導(dǎo)入建議穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化時，電路中就有感應(yīng)電流，根據(jù)電路知識可知，有電流就一定有電動勢，即使電路不閉合，雖然沒有感應(yīng)電流，但電動勢依然存在這種情況下的電動勢稱為感應(yīng)

2、電動勢，那么感應(yīng)電動勢的大小與哪些因素有關(guān)呢？課標(biāo)解讀重點(diǎn)難點(diǎn)1.理解感應(yīng)電動勢的概念2.理解和掌握確定感應(yīng)電動勢大小的一般規(guī)律法拉第電磁感應(yīng)定律，并能夠運(yùn)用法拉第電磁感應(yīng)定律定量計算感應(yīng)電動勢的大小3.能夠運(yùn)用EBlv或EBlvsin 計算導(dǎo)體切割磁感線時的感應(yīng)電動勢.1.感應(yīng)電動勢大小的計算(重點(diǎn))2.分析區(qū)別平均感應(yīng)電動勢和瞬時電動勢(重點(diǎn))3.磁通量、磁通量的變化量、磁通量的變化率的區(qū)別(難點(diǎn))1.基本知識定義：由產(chǎn)生的電動勢，叫感應(yīng)電動勢產(chǎn)生電動勢的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源感應(yīng)電動勢 電磁感應(yīng)2思考判斷(1)產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的那部分導(dǎo)體兩端的電壓一定等于感應(yīng)電動勢()(2)產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的

3、那部分電路中的電流由電勢較低處流向電勢較高處()(3)產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的那部分導(dǎo)體的電阻相當(dāng)于電源的內(nèi)電阻()3探究交流感應(yīng)電動勢的大小與什么因素有關(guān)？【提示】感應(yīng)電動勢的大小與磁通量的變化快慢有關(guān).法拉第電磁感應(yīng)定律 變化率線圈匝數(shù)變化率 3探究交流在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，若電路不閉合，但穿過電路的磁通量發(fā)生變化，是否還存在感應(yīng)電流？有沒有感應(yīng)電動勢？【提示】在電磁感應(yīng)現(xiàn)象里，不管電路是否閉合，只要穿過電路的磁通量發(fā)生變化，電路中就有電動勢，如果電路是閉合的，就有感應(yīng)電流；若電路是斷開的，則不會有感應(yīng)電流，但感應(yīng)電動勢仍然存在.1.基本知識(1)在勻強(qiáng)磁場中，當(dāng)磁場方向、導(dǎo)體棒與導(dǎo)體棒的運(yùn)動方向三者

4、相互垂直時，E.導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢 BLv圖131 (2)導(dǎo)體棒與磁場方向垂直，導(dǎo)體棒的運(yùn)動方向與導(dǎo)體棒本身垂直，但與磁場方向夾角為時，E .BLvsin 圖132 【問題導(dǎo)思】1如何計算磁通量、磁通量的變化量？2在t圖像中，用什么反映磁通量變化率的大??？3磁通量、磁通量的變化量、磁通量的變化率與線圈匝數(shù)有關(guān)嗎？磁通量、磁通量的變化量、 一個200匝、面積為20 cm2的線圈放在磁場中，磁場的方向與線圈平面成30角，若磁感應(yīng)強(qiáng)度在0.05 s內(nèi)由0.1 T增加到0.5 T，在此過程中磁通量變化了多少？磁通量的平均變化率是多少？線圈中感應(yīng)電動勢的大小是多少伏？【審題指導(dǎo)】解答本題的思

5、路如下：【答案】4104 Wb8103 Wb/s1.6 V1(2013成都實(shí)驗(yàn)中學(xué)高二檢測)圖133中ad所示分別為穿過某一閉合回路的磁通量隨時間t變化的圖像，關(guān)于回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的下列論述，正確的是()圖133 A圖a中回路產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢恒定不變B圖b中回路產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢一直在變大C圖c中回路在0t1時間內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢小于在t1t2時間內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢D圖d中回路產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢先變小再變大【解析】磁通量隨時間t變化的圖像中，斜率表示感應(yīng)電動勢，所以圖a中不產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，圖b中產(chǎn)生恒定的感應(yīng)電動勢，圖c中0t1時間內(nèi)的感應(yīng)電動勢大于t1t2時間內(nèi)的感應(yīng)電動勢，圖d中感應(yīng)電動

6、勢先變小再變大【答案】D對EBLvsin 的理解 1對EBLvsin 的理解(1)該公式可看成法拉第電磁感應(yīng)定律的一個推論，通常用來求導(dǎo)體運(yùn)動速度為v時的瞬時電動勢，若v為平均速度，則E為平均電動勢(2)當(dāng)B、L、v三個量方向相互垂直時，EBLv；當(dāng)有任意兩個量的方向平行時，E0.(3)式中的L應(yīng)理解為導(dǎo)體切割磁感線時的有效長度如圖134所示，導(dǎo)體切割磁感線的情況應(yīng)取與B和v垂直的等效直線長度，即ab的弦長圖134(4)該式適用于導(dǎo)體平動時，即導(dǎo)體上各點(diǎn)的速度相等時圖135 (6)公式中的v應(yīng)理解為導(dǎo)線和磁場的相對速度，當(dāng)導(dǎo)線不動而磁場運(yùn)動時，也有電磁感應(yīng)現(xiàn)象發(fā)生1切割磁感線的導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電

7、動勢，該部分導(dǎo)體等效為電源，電路中的其余部分等效為外電路2對于一個閉合電路，關(guān)鍵要明確電路的連接結(jié)構(gòu)，分清哪部分相當(dāng)于電源，哪些組成外電路，以及外電路中的串、并聯(lián)關(guān)系3一般高中階段只考查B、L、v相互垂直的情況，即sin 1的情況如圖136所示，導(dǎo)體棒ab長為L沿傾角為的斜導(dǎo)軌以速度v下滑，勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.求：(1)若磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向垂直于斜導(dǎo)軌向上，導(dǎo)體棒ab中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為多大？(2)若磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向豎直向上，導(dǎo)體棒ab中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為多大？圖136 【審題指導(dǎo)】(1)使用公式EBLvsin 進(jìn)行計算比較方便，但要注意各種情況下夾角的分析(2)為便于正確分析角度和一些

8、物理量的方向，將立體圖改畫成平面圖【解析】將題給的立體圖示改畫成平面圖，如圖所示(1)當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向垂直于斜導(dǎo)軌向上時，導(dǎo)體棒ab的速度方向與B是垂直的，則感應(yīng)電動勢E1BLv.(2)方法一：當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向豎直向上時，此時v與B的夾角90，則E2BLvsin(90)BLvcos .方法二：將棒的速度v分解為垂直于B和平行于B的兩個分量，只有垂直于B的速度分量vvcos 才對產(chǎn)生感應(yīng)電動勢有貢獻(xiàn)，所以E2BLvBLvcos .【答案】(1)BLv(2)BLvcos 2(2012巴中高二期中)如圖137所示，一導(dǎo)線彎成半徑為a的半圓形閉合回路虛線MN右側(cè)有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，方向

9、垂直于回路所在的平面，回路以速度v向右勻速進(jìn)入磁場，直徑CD始終與MN垂直從D點(diǎn)到達(dá)邊界開始到C點(diǎn)進(jìn)入磁場為止，下列結(jié)論正確的是()圖137 【答案】CD (2013成都檢測)如圖138所示，導(dǎo)線全部為裸導(dǎo)線，半徑為r的圓內(nèi)有垂直于平面的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，一根長度大于2r的導(dǎo)線MN以速度v在圓環(huán)上無摩擦地自左向右勻速滑動，電路的固定電阻為R.其余電阻忽略不計試求MN從圓環(huán)的左端滑動到右端的過程中電阻R上的電流的平均值及通過的電荷量綜合解題方略感應(yīng)電荷量的 求解方法 圖138 1關(guān)于某一閉合電路中感應(yīng)電動勢E的大小，下列說法中正確的是()AE跟穿過這一閉合電路的磁通量的大小成正比BE跟穿

10、過這一閉合電路的磁通量的變化量大小成正比CE跟穿過這一閉合電路的磁通量的變化率成正比D某時刻穿過線圈的磁通量為零，該時刻E一定為零【解析】磁通量變化量表示磁通量變化大小，磁通量變化率表示磁通量變化快慢感應(yīng)電動勢與磁通量變化率成正比，和磁通量及其變化量都無必然聯(lián)系【答案】C2穿過單匝閉合線圈的磁通量在6秒鐘內(nèi)均勻地增大12 Wb，則()A線圈中的感應(yīng)電動勢將均勻增大B線圈中的感應(yīng)電流將均勻增大C線圈中的感應(yīng)電動勢將保持2 V不變D線圈中的感應(yīng)電流將保持2 A不變【答案】C 3(2013成都實(shí)驗(yàn)外國語學(xué)校檢測)如圖139所示，在豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，將一水平放置的金屬棒ab以水平初速度v0拋出，設(shè)在整個過程中棒的取向不變，且不計空氣阻力，則金屬棒在運(yùn)動過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的大小變化情況是()圖139 A越來越大B越來越小C保持不變 D無法判斷【解析】金屬棒被水平拋出后做平拋運(yùn)動，切割速度保持v0不變，故感應(yīng)電動勢EBLv0保持不變，故C對，A、B、D都錯【答案】C4如圖1310所示，水平放置的平行金屬導(dǎo)軌，相距l(xiāng)0.50 m，左端接一電阻R0.20 ，磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.4 T的勻