法拉第電磁感應定律00550

1、第三節(jié)法拉第電磁感應定律周璐系列復習課件電磁感應1要點疑點考點一、法拉第電磁感應定律 1、電磁感應中感應電動勢的大小，即跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比，法拉第電磁感應定律E=n/t.當導體在勻強磁場中切割磁感線時，切割法表達式E=BLvsina而產生感應電動勢的那部分導體相當于電源，該電源的正負極由楞次定律來確定，注意電源內部電流是由負極流向正極.2 2、磁通量、磁通量的變化量、磁通量的變化率/t的區(qū)別.磁通量是指穿插過某一回路的磁感線的條數；磁通量的變化量是說明磁通量改變了多少，但不能說明磁通量改變的快慢，值得注意的是當一個回路平面翻轉180時，磁通量的大小變不變暫且不論，但方向由正變

2、負或由負變正，而磁通量的變化量為=|1|+|2|；磁通量變化率/t是指磁通量變化快慢的物理量，決定了該回路的感應電動勢的大小，再結合該回路電阻可決定該電路的感應電流的大小.要點疑點考點3二、法拉第電磁感應定律的第一種表述的運用及注意事項 1、E=n /t 是定量描述電磁感應現象的普適規(guī)律.不管是因為什么原因、什么方式所產生的電磁感應現象，其感應電動勢的大小均可由它來計算. 2、E=n /t在中學階段通常是計算一段時間內的感應電動勢的平均值，對于瞬時值，其作用不大，只有當磁通量的變化率恒定時，才等于瞬時值.切記它不一定等于初值加末值除以2.要點疑點考點43、一般可包括三種情況： 回路面積S不變，

3、而磁感應強度B變化，則有E=nSB/ t磁感應強度B不變，而回路面積S變化，則有E=nBs / t 回路面積與磁感應強度B均保持不變，但回路平面在磁場中轉動引起磁通量的變化.要點疑點考點5三、公式E=BLvsina的運用及注意事項 1、此公式中為速度與磁場平面間的夾角.在v垂直于B，也垂直于L，且L也垂直于B時，可簡化為E=BLv，否則可以用v=vsina可得E=BLv 2、此公式一般用于勻強磁場(或導體所在位置的各點B均相同)，且導體各部分的速度均相同的情況.若切割速度v不變，則E為恒定值；若切割速度為瞬時值，則E為瞬時電動勢.該公式即可求平均電動勢，也可求瞬時電動勢.要點疑點考點6 3、若

4、導體棒繞某一固定轉軸切割磁感線時，雖然棒上各點的切割速度并不相同，但可用棒中點的速度等效替代切割速度，常用公式E=BLv中. 4、公式中的L為有效切割長度，即垂直于B、垂直于v且處于磁場中的直線部分長度；此公式是法拉第電磁感應定律在導體切割磁感線時的具體表達式.要點疑點考點7課 前 熱 身 1、單匝矩形線圈在勻強磁場中勻速轉動，轉軸垂直于磁場，若線圈所圍面積里磁通量隨時間變化的規(guī)律如圖所示，則( )AB A、線圈中0時刻感應電動勢最大 B、線圈中D時刻感應電動勢為0 C、線圈中D時刻感應電動勢最大 D、線圈中0至D時間內平均感應電動勢為1.4V8 2、AB兩閉全線圈為同樣導線繞成且為10匝,半

5、徑為rA=2rB,內有如圖所示的有理想邊界的勻強磁場,若磁場均勻地減小,則A、B環(huán)中感應電動勢之比EA:EB= ;感應電流之比IA:IB=1:21:1課 前 熱 身9 3、將一個面積為S,總電阻為R的圓形金屬環(huán)平放在平面上,磁感應強度為B的勻強磁場豎直向下,當把環(huán)翻轉1800的過程中,渡過環(huán)某一橫截面的電量為 .2BS/R 4、直接寫出圖所示各種情況下導線ab兩端的感應電動勢的表達式(B.L.已知)E=Blvsin;E=2BRv;E=BRv105、如圖所示，豎直向上的勻強磁場磁感應強度B0=0.5T,并且以0.1T/s的速度在變化，水平導軌不計電阻、且不計摩擦阻力，寬為0.5m，在導軌上擱一導

6、體，電阻R0=0.1，并用水平細繩通過定滑輪吊著質量為M=2kg的重物，電阻R=0.4，則經過多少時間能吊起重物?(L=0.8m)課 前 熱 身lRB11能力思考方法12能力思考方法13能力思考方法14能力思考方法15能力思考方法 【例3】如圖所示，邊長為a的正方形閉合線框ABCD在勻強磁場中繞AB邊勻速轉動,磁感應強度為B,初始時刻線框所在面與磁感線垂直,經過t小時轉過1200角,求:(1)線框內感應電動勢在t時間內的平均值;(2)轉過1200角時,感應電動勢的瞬時值.16 【解析】(1)設初始時刻線框朝紙外的一面為正面時,此時刻磁通量磁能量1= Ba2,磁感線從正面穿入,t時刻后, 磁通量

7、2=(1/2)Ba2, 且此時刻磁通量的變化量應當是(1+2),而不是(1-2),(學生可比較一下轉過1200與轉過600時的區(qū)別). E= / t求出平均電動勢：E=3Ba/2t； (2)計算感應電動勢的瞬時值要用公式E=BLvsina，且a=1200、v2=2/(3t);E= a2/(3t)；能力思考方法17【例4】如圖甲所示，一個足夠長的“U”形金屬導軌NMPQ固定在水平面內，MN、PQ兩導軌間的寬為L0.50m。一根質量為m0.50kg的均勻金屬導體棒ab靜止在導軌上且接觸良好，abMP恰好圍成一個正方形。該軌道平面處在磁感應強度大小可以調節(jié)的豎直向上的勻強磁場中。ab棒的電阻為R0.

8、10，其他各部分電阻均不計。開始時，磁感應強度B0=0.5T 。（1）若保持磁感應強度B0的大小不變，從t0時刻開始，給ab棒施加一個水平向右的拉力，使它做勻加速直線運動。此拉力F的大小隨時間t變化關系如圖2乙所示。求勻加速運動的加速度及ab棒與導軌間的滑動摩擦力。（2）若從t0開始，使磁感應強度的大小從B0開始使其以 0.20T/s的變化率均勻增加。求經過多長時間ab棒開始滑動？此時通過ab棒的電流大小和方向如何？（ab棒與導軌間的最大靜摩擦力和滑動摩擦力相等）18 解析：（1）當t0時，當t2s時，F28N聯立以上式得：（2）當 時，為導體棒剛滑動的臨界條件，則有： 則19 【例5】如圖所

9、示，導線全部為裸導線，半徑為r的圓內有垂直于圓平面的勻強磁場，磁感應強度為B，一根長度大于2r的導線MN以速度v在圓環(huán)上無摩擦地自左勻速滑動到右端.電路的固定電阻為R，其余電阻不計，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量.能力思考方法20 【解析】本題粗看是MN在切割磁感線，屬于“切割”類的問題題，要用E=BLv,但切割桿MN的有效長度在不斷變化，用公式E=BLv難以求得平均值.事實上，回路中的磁通量在不斷變化，平均感應電動勢可由磁通量的變化來求.由于 =B S =Br； t =2r/v，由法拉第電磁感應定律，E= / t =Brv/2,所以I=E/R=Brv

10、/2R,從而，通過的電量：q=Br2/R.能力思考方法21 【例6】如圖所示，abcd是一個固定的U型金屬框架，ab和cd邊都很長，bc邊長為l，框架的電阻可不計，ef是放置在框架上與bc平行的導體桿，它可在框架上自由滑動(無摩擦)，它的電阻為R.現沿垂直于框架平面的方向加一恒定的勻強磁場，磁感應強度為B，方向垂直于紙面向里，已知以恒力F向右拉導體ef時，導體桿最后勻速滑動，求勻速滑動時的速度.能力思考方法22 【解析】當導體桿向右滑動時，通過回路efcb的磁通量將發(fā)生變化，從而在回路中產生感應電動勢E和感應電流I.設導體桿做勻速運動時的速度為v，根據法拉第電磁感應定律和歐姆定律可知：E=Bl

11、v、I=E/R;而磁場對導體桿的作用力為F安=BlI,且有F=F安，解得勻速滑動時的速度為：v=FR/B2l2.能力思考方法23 【例7】如圖所示，長都為l的金屬棒OA、OB和圓弧組成閉合回路，磁感應強度為B的勻強磁場和回路所在平面垂直，保持棒OA和圓弧不動，將棒OB繞O點以角速度順時針轉動，B端一直與圓弧接觸，求OB棒上感應動勢的大小。能力思考方法24 【解析】方法一：在t時間內OB掃過的面積s= R2t/2;回路中磁通量的變化量 =Bs/t,再由E= / t,求出感應電動勢 E=B R2/2； 方法二：可以將OB看做是切割磁感線運動，切割速度為其中點速度v=l/2,則有E=Blv=Bl2/

12、2,可見此方法更為簡單；因此在此題中將圓弧和OA去掉后的計算OB產生的感應電動勢的結果是一樣的，只不過此種情況下無感應電流.能力思考方法25 【例8】 如圖所示，金屬桿MN和PQ間距為d，MP間有電阻R，豎直放置在垂直于紙面向里的勻強磁場中，磁感應強度為B，另有一根金屬棒AB，長為2d，A端與PQ始終接觸，固定不動，觸棒緊靠MN滑倒，此過程中通過R的電量為多少？（其它電阻不計）。能力思考方法26能力思考方法27【例9】 如圖所示，長L的金屬導線上端懸掛于C點，下懸一小球A，在豎直向下的勻強磁場中作圓錐擺運動，圓錐的半頂角為，擺球的角速度為，磁感強度為B，試求金屬導線中產生的感應電動勢。【分析】

13、 金屬導體做圓錐擺運動過程中，切割磁感線，因此產生感應電動勢?！窘獯稹?方法一：金屬導體轉一周所切割的磁感線與圓錐底半徑轉動一周所切割的磁感線相同，所以金屬導線切割磁感線的有效長度能力思考方法28能力思考方法29延伸拓展 【例10】兩根足夠長的固定的平行金屬導軌位于同一水平面內，兩導軌間距離為L，導軌上面橫放著兩根導體棒ab和cd，構成如圖所示的矩形回路.兩根導體棒的質量均為m，電阻均為R，回路中其余部分的電阻可不計. 30 在整個導軌平面內都有豎直向上的勻強磁場，磁感應強度為B.設兩導體棒均可沿導軌無摩擦地滑行.開始時，棒cd靜止，棒ab有指向棒cd的初速v0，若兩導體棒在運動過程中始終不接觸，求：(1)在運動中產生的熱量最多是多少? (2)當ab棒的速度為初速度的3/4時，cd棒的加速度是多少?延伸拓展31 【解析】當ab棒向cd棒運動時，兩棒和導軌構成的回路面積變小，磁通量發(fā)生變化，于是產生感應電流，ab棒受到與運動方向相反的安培力作用做減速運動，cd棒則在安培力作用下做加速運動，在ab棒的速度大于cd的速度時，回路總有感應電流，ab棒繼續(xù)減速，cd棒繼續(xù)加速，兩棒速度達到相同后，回路面積保持不變，磁通量不變化，不產生感應電流，兩棒以相同的速度v做勻速運動.延伸拓展32 (1)從初始至兩棒達到速度相同的過程中，兩棒總