法拉第電磁感應(yīng)定律課件上課.培訓(xùn)資料

法拉第電磁感應(yīng)定律課件上課.

試從本質(zhì)上比較甲、乙兩電路的異同乙甲相同點(diǎn)：兩電路都是閉合的，有電流不同點(diǎn)：甲中有電池（電源）乙中有螺線(xiàn)管（相當(dāng)于電源）思考有電源就有電動(dòng)勢(shì)

1.在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)叫感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。

產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的那部分導(dǎo)體就相當(dāng)于電源.如何判斷電勢(shì)的高低？一.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)2．感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與感應(yīng)電流：有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)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(dòng)勢(shì)．思考與討論感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小跟哪些因素有關(guān)？

閉合電路的磁通量發(fā)生改變就能產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E的大小可能與磁通量的變化量△φ有關(guān)，也與完成磁通量變化所用的時(shí)間△t有關(guān)。

探究實(shí)驗(yàn)：影響感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小的因素實(shí)驗(yàn)：將條形磁鐵如圖所示插入線(xiàn)圈中，電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。問(wèn)題1、電流表指針偏轉(zhuǎn)原因是什么？電流表指針偏轉(zhuǎn)程度跟感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小有什么關(guān)系？

問(wèn)題2：將條形磁鐵從同一高度，插入線(xiàn)圈中，快插入和慢插入由什么相同和不同？磁通量變化的快慢不同磁通量的變化相同都產(chǎn)生了E(I)產(chǎn)生的E(I)大小不等從條件上看從結(jié)果上看相同不同小結(jié)：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小可能與磁通量變化的快慢有關(guān)，磁通量變化得快，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)就大.說(shuō)明：磁通量的變化快慢用磁通量的變化率來(lái)描述，即可表示為實(shí)驗(yàn)結(jié)論越大，感應(yīng)電流I越大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E越大。

進(jìn)一步猜想：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小很可能與磁通量的變化率有關(guān)，并且成正比。P5圖4.2-1實(shí)驗(yàn)中：

導(dǎo)線(xiàn)切割磁感線(xiàn)，產(chǎn)生感應(yīng)電流，導(dǎo)線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的速度越快、磁體的磁場(chǎng)超強(qiáng)，產(chǎn)生的感應(yīng)電流越大P5圖4.2-2實(shí)驗(yàn)中：

向線(xiàn)圈插入條形磁鐵，磁鐵的磁場(chǎng)越強(qiáng)、插入的速度越快，產(chǎn)生的感應(yīng)電流就越大1、當(dāng)時(shí)間△t相同時(shí),磁通量變化△φ越大,感應(yīng)電流就越大,表明感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大。2、當(dāng)磁通量變化△φ相同時(shí),所用時(shí)間△t越短,感應(yīng)電流就越大,表明感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小跟磁通量變化△φ和所用時(shí)間△t都有關(guān).現(xiàn)象結(jié)論

1.內(nèi)容：電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，跟穿過(guò)這一電路的磁通量的變化率成正比。二、法拉第電磁感應(yīng)定律2.表達(dá)式E=△φ/△t式中物理量都取國(guó)際單位

若閉合電路是一個(gè)n匝線(xiàn)圈，則相當(dāng)于n個(gè)相同的電源串聯(lián)，且穿過(guò)每匝線(xiàn)圈的磁通量變化率都相同，所以整個(gè)線(xiàn)圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為

實(shí)際工作中,為了獲得較大的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),常常采用幾百匝甚至幾千匝的線(xiàn)圈3.表達(dá)式E=n△φ/△t例1、匝數(shù)為n＝200的線(xiàn)圈回路總電阻R＝50Ω，整個(gè)線(xiàn)圈平面均有垂直于線(xiàn)框平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)穿過(guò)，磁通量Φ隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖所示，求：線(xiàn)圈中的感應(yīng)電流的大小。鞏固練習(xí)例2、有一面積為S＝100cm2的金屬環(huán)，電阻為R＝0.1Ω，環(huán)中磁場(chǎng)變化規(guī)律如圖所示，磁場(chǎng)方向垂直環(huán)面向里，則在t1－t2時(shí)間內(nèi)通過(guò)金屬環(huán)某一截面的電荷量為多少？1、有一個(gè)50匝的線(xiàn)圈，如果穿過(guò)它的磁通量的變化率為0.5Wb/s，求感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。2、一個(gè)100匝的線(xiàn)圈，在0.5s內(nèi)穿過(guò)它的磁通量從0.01Wb增加到0.07Wb。求線(xiàn)圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。3、一個(gè)匝數(shù)為100、面積為10cm2的線(xiàn)圈垂直磁場(chǎng)放置,在0.5s內(nèi)穿過(guò)它的磁場(chǎng)從2T增加到9T。求線(xiàn)圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。課堂練習(xí)三、導(dǎo)體作切割磁感線(xiàn)運(yùn)動(dòng)

如圖所示閉合線(xiàn)圈一部分導(dǎo)體ab處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度是B，ab以速度v勻速切割磁感線(xiàn)，求產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)ab××××××××××××××××××××××××Gabv回路在時(shí)間t內(nèi)增大的面積為：ΔS=LvΔt產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：穿過(guò)回路的磁通量的變化為：ΔΦ=BΔS=BLvΔt（V是相對(duì)于磁場(chǎng)的速度，）×

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×××

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××Gabv

導(dǎo)體ab處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度是B，長(zhǎng)為L(zhǎng)的導(dǎo)體棒ab以速度v勻速切割磁感線(xiàn)，求產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)ab分析：回路在時(shí)間Δt內(nèi)增大的面積為：ΔS=LvΔt產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：穿過(guò)回路的磁通量的變化為：ΔΦ=BΔS=BLvΔtV是相對(duì)于磁場(chǎng)的速度平均值或瞬時(shí)值L應(yīng)為有效長(zhǎng)度θvBV1=VsinθV2=Vcosθ若導(dǎo)體斜切磁感線(xiàn)（θ為v與B夾角）（若導(dǎo)線(xiàn)運(yùn)動(dòng)方向與導(dǎo)線(xiàn)本身垂直，但跟磁感強(qiáng)度方向有夾角）說(shuō)明：1、導(dǎo)線(xiàn)的長(zhǎng)度L應(yīng)為有效長(zhǎng)度（v⊥L）2、導(dǎo)線(xiàn)運(yùn)動(dòng)方向和磁感線(xiàn)平行時(shí)，E=03、速度V為平均值（瞬時(shí)值），E就為平均值（瞬時(shí)值）公式E＝nΔΦ/Δt與E=BLvsinθ的區(qū)別和聯(lián)系：1.區(qū)別：一般來(lái)說(shuō)E＝nΔΦ/Δt，求出的是Δt時(shí)間內(nèi)的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，常在穿過(guò)一個(gè)面的磁通量發(fā)生變化時(shí)用。E=BLvsinθ求出的是瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，常在一部分導(dǎo)體做切割磁感線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí)用。2.聯(lián)系：公式E＝nΔΦ/Δt中當(dāng)Δt→0時(shí)，求出的E為瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；E=BLvsinθ中當(dāng)V代入平均速度時(shí)，則求出的E為平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。四.反電動(dòng)勢(shì)1.既然線(xiàn)圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng),線(xiàn)圈中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì).感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)加強(qiáng)了電源了產(chǎn)生的電流,還是削弱了它?是有得于線(xiàn)圈的轉(zhuǎn)動(dòng),還是阻礙了線(xiàn)圈的轉(zhuǎn)動(dòng)?電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),線(xiàn)圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)總要削弱電源電動(dòng)勢(shì)的作用,阻礙線(xiàn)圈的轉(zhuǎn)動(dòng).-----反電動(dòng)勢(shì)2.電動(dòng)機(jī)由于機(jī)械故障停轉(zhuǎn),要立即切斷電源.E

FS

N

電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)小結(jié)：一、法拉第電磁感應(yīng)定律三、電磁感應(yīng)現(xiàn)象中能量是守恒的二、導(dǎo)體作切割磁感線(xiàn)運(yùn)動(dòng)E=BLVE=BLVsinθE=n△φ/△tC法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用（二）C1．在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是什么？2．在恒定電流中學(xué)過(guò)，電路中存在持續(xù)電流的條件是什么？溫故知新NS甲乙產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源

既然閉合電路中有感應(yīng)電流，這個(gè)電路中就一定有電動(dòng)勢(shì)。3.試從本質(zhì)上比較甲、乙兩電路的異同1、定義：在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)叫感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)（E）.產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源.

感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)2、產(chǎn)生條件：只要穿過(guò)電路的磁通量發(fā)生變化，電路中就產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。磁通量變化是電磁感應(yīng)的根本原因;產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是電磁感應(yīng)現(xiàn)象的本質(zhì).法拉第電磁感應(yīng)定律電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，跟穿過(guò)這一電路的磁通量的變化率成正比定律內(nèi)容取適當(dāng)單位則k=1線(xiàn)圈由1匝n

物理意義與電磁感應(yīng)關(guān)系磁通量Ф穿過(guò)回路的磁感線(xiàn)的條數(shù)多少無(wú)直接關(guān)系磁通量變化△Ф穿過(guò)回路的磁通量變化了多少磁通量變化率ΔΦ/Δt穿過(guò)回路的磁通量變化的快慢

決定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小理解:Φ、△Φ、ΔΦ/Δt的意義弄清：1、磁通量大，電動(dòng)勢(shì)一定大嗎？

2、磁通量變化大，電動(dòng)勢(shì)一定大嗎？產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的條件a.磁感應(yīng)強(qiáng)度B不變,垂直于磁場(chǎng)的回路面積S發(fā)生變化。此時(shí)：b.垂直于磁場(chǎng)的回路面積S不變,磁感應(yīng)強(qiáng)度B發(fā)生變化。此時(shí)：用公式 求E的二種常見(jiàn)情況：（動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)）（感生電動(dòng)勢(shì)）導(dǎo)體作切割磁感線(xiàn)運(yùn)動(dòng)

如圖所示閉合線(xiàn)圈一部分導(dǎo)體ab處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度是B，ab以速度v勻速切割磁感線(xiàn)，求產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)ab××××××××××××××××××××××××Gabv回路在時(shí)間t內(nèi)增大的面積為：ΔS=LvΔt產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：穿過(guò)回路的磁通量的變化為：ΔΦ=BΔS=BLvΔt（V是相對(duì)于磁場(chǎng)的速度，）θvBV1=VsinθV2=Vcosθ若導(dǎo)體斜切磁感線(xiàn)（θ為v與B夾角）（若導(dǎo)線(xiàn)運(yùn)動(dòng)方向與導(dǎo)線(xiàn)本身垂直，但跟磁感強(qiáng)度方向有夾角）說(shuō)明：1、導(dǎo)線(xiàn)的長(zhǎng)度L應(yīng)為有效長(zhǎng)度（v⊥L）2、導(dǎo)線(xiàn)運(yùn)動(dòng)方向和磁感線(xiàn)平行時(shí)，E=03、速度V為平均值（瞬時(shí)值），E就為平均值（瞬時(shí)值）

直接寫(xiě)出圖12-3-3所示各種情況下導(dǎo)線(xiàn)ab兩端的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式（B.L.ν.θ已知）電磁感應(yīng)現(xiàn)象中“桿+導(dǎo)軌”兩種模型

（大本練習(xí)上詳解）如圖所示：長(zhǎng)L=0.4m，電阻r=0.1Ω的導(dǎo)體棒ab沿光滑金屬導(dǎo)軌向右做速度為v=5m/s勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)軌cd端連接阻值為R=0.4Ω的電阻（其余電阻不計(jì)）。在垂直于導(dǎo)軌平面的空間內(nèi)有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。1、電路中相當(dāng)于電源的部分是_______，_______相當(dāng)于電源的正極。2、該電源的電動(dòng)勢(shì)E=____V，電路中的電流I=_______A。導(dǎo)體棒ab兩端的電勢(shì)差Uab=______V牛刀小試：

如圖所示：長(zhǎng)L=0.4m，電阻R=0.1Ω的導(dǎo)體棒ab沿光滑金屬導(dǎo)軌向右做速度為v=5m/s勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)軌cd端連接阻值為R=0.4Ω的電阻（其余電阻不計(jì)）。在垂直于導(dǎo)軌平面的空間內(nèi)有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。3、導(dǎo)體棒ab所受安培力的大小F安=_____N，方向_____，為使導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)，所需施加的外力F=_____N，方向_____。4、外力F做功的功率P=____W，安培力做功的功率P=____W（安培力做_____功）電源的功率Pˊ=____W。電源內(nèi)部消耗的功率P1=____W，電阻R消耗的功率P2=____W。

練習(xí)1、如圖所示，垂直穿過(guò)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感強(qiáng)度為0.8T,導(dǎo)軌間距為0.5m，ab棒的電阻為1歐，外接電阻R的阻值為3歐，不計(jì)摩擦，ab棒在水平恒力F的作用下由初速為零開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，R上消耗的最大功率可以達(dá)到0.75W,若導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)，求：1）ab棒所能達(dá)到的最大速度2）外力F的最大功率abRF

練習(xí)2、如圖，豎直平行放置的足夠長(zhǎng)的光滑導(dǎo)軌，相距0.5m，電阻不計(jì)，上端接阻值為4的電阻，下面連有一根接觸良好的能自由運(yùn)動(dòng)的水平導(dǎo)體棒，重為2N，電阻為1，在導(dǎo)體間有與導(dǎo)軌平面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，B=2T，現(xiàn)使導(dǎo)體棒在重力作用下向下運(yùn)動(dòng)，試分析導(dǎo)體棒下落的運(yùn)動(dòng)情況，1.導(dǎo)體棒下落的最大速度2.導(dǎo)體棒兩端的最大電壓3.上端電阻的最大功率RB4.導(dǎo)體棒下落到最大速度一半時(shí)的加速度；5.若此時(shí)導(dǎo)體棒已經(jīng)下落了2m，則線(xiàn)框在下落過(guò)程中所產(chǎn)生的熱量和此過(guò)程中通過(guò)R的電荷量？法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用（三）知識(shí)回顧:感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有無(wú)取決于:感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小取決于:磁通量是否變化

磁通量的變化率法拉第電磁感應(yīng)定律:(n為線(xiàn)圈的匝數(shù))E求解重要的推論:（θ為v與B夾角）通常計(jì)算平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)多用于計(jì)算瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)例1:如圖所示，一個(gè)500匝的線(xiàn)圈的兩端跟R＝99Ω的電阻相連接，置于豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線(xiàn)圈的橫截面積是20，電阻為1Ω，滿(mǎn)足下列情況下時(shí),求線(xiàn)圈磁場(chǎng)所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E?通過(guò)電阻R的電流又各為為多少？（1）磁感應(yīng)強(qiáng)度以10T／s的變化率均勻增加（2）磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化滿(mǎn)足以下關(guān)系:B=(10+10t)T（3）磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的圖象如圖所示:面積S不變時(shí),E＝nSΔB／Δt的應(yīng)用:

練習(xí)3如圖所示，處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的兩根足夠長(zhǎng)、電阻不計(jì)的平行金屬導(dǎo)軌相距L，導(dǎo)軌平面與水平面成θ角，下端連接阻值為R的電阻．勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向與導(dǎo)軌平面垂直．質(zhì)量為m，電阻不計(jì)的金屬棒放在兩導(dǎo)軌上，棒與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸，它們之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，求：(1)金屬棒沿導(dǎo)軌由靜止開(kāi)始下滑過(guò)程中，加速度的最大值．(2)當(dāng)金屬棒下滑速度達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，電阻R消耗的功率為P，求磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小如棒沿斜面下滑L則產(chǎn)生的焦耳熱Q和流過(guò)R的電荷量q練習(xí)5如圖所示，處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的兩根足夠長(zhǎng)、電阻不計(jì)的平行金屬導(dǎo)軌相距L，導(dǎo)軌平面與水平面成θ角，下端連接阻值為R的電阻，勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向豎直向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B．質(zhì)量為m，電阻不計(jì)的金屬棒放在兩導(dǎo)軌上距導(dǎo)軌下端足夠遠(yuǎn)，將棒由靜止釋放，棒始終與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸，它們之間的摩擦不計(jì)．求金屬棒沿導(dǎo)軌下滑的最大加速度和最大速度．如棒沿斜面下滑L則產(chǎn)生的焦耳熱Q和流過(guò)R的電荷量q把矩形線(xiàn)圈從勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速拉出,快拉與慢拉比較：(1)拉力那次大？(2)F做功那次多？(3)通過(guò)線(xiàn)圈的電荷量為多少？想一想：剛才所做的題目中涉及哪幾類(lèi)問(wèn)題？1、電磁感應(yīng)現(xiàn)象中涉及的電路問(wèn)題2、電磁感應(yīng)現(xiàn)象中涉及的力學(xué)問(wèn)題

①平衡問(wèn)題

②力和運(yùn)動(dòng)（動(dòng)力學(xué)）問(wèn)題3、電磁感應(yīng)現(xiàn)象中涉及的能量問(wèn)題

①安培力做功

②能量轉(zhuǎn)化作業(yè)1、如圖所示，豎直光滑的金屬導(dǎo)軌間距為1米，導(dǎo)軌處于垂直穿出豎直平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，將質(zhì)量為0.2千克的金屬棒放在導(dǎo)軌上，外接電阻R為2歐，其余電阻不計(jì)，讓ab棒無(wú)初速自由下落，經(jīng)過(guò)20米后，恰好達(dá)到最大速度，此時(shí)R上產(chǎn)生的熱量為14.4焦，求（1）感應(yīng)電流的方向（2）ab棒下落的最大速度（3）勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度（4）此過(guò)程中流過(guò)ab棒的電荷量Rba作業(yè)2

如圖所示，足夠長(zhǎng)的兩根光滑導(dǎo)軌相距0.5m豎直平行放置，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，下端連接阻值為1Ω的電阻R，導(dǎo)軌處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中，磁場(chǎng)的方向垂直于導(dǎo)軌平面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.8T．兩根質(zhì)量均為0.04kg、電阻均為0.5Ω的水平金屬棒ab、cd都與導(dǎo)軌接觸良好，金屬棒ab用一根細(xì)繩懸掛，細(xì)繩允許承受的最大拉力為0.64N．現(xiàn)讓cd棒從靜止開(kāi)始落下，直至細(xì)繩剛好被拉斷，在此過(guò)程中電阻R上產(chǎn)生的熱量為0.2J，g取10m/s2，求：(1)此過(guò)程中ab棒和cd棒分別產(chǎn)生的熱量Qab和Qcd；(2)細(xì)繩剛被拉斷時(shí)，cd棒的速度；(3)細(xì)繩剛被拉斷時(shí)，cd棒下落的高度．解:1）金屬棒cd從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)直至細(xì)繩剛好被拉斷的過(guò)程中有：Qab=U2t/Rab①(1分)QR=U2t/R②(1分)聯(lián)立①②可得Qab=0.4J③(1分)Qcd=I2Rcdt④(1分)Qab+QR=I2RRabt/(Rab+R)⑤(1分)聯(lián)立④⑤可得Qab=0.9J⑥(1分)(2)細(xì)繩被拉斷瞬時(shí),對(duì)ab棒有:Fm=mg+BIabL⑦(2分)又有IR=RabIab/R⑧(1分)Icd=Iab+Icd⑨(1分)又由閉合歐姆定可得BLv=Icd[Rcd+RabR/(Rab+R)]⑩(2分)聯(lián)立⑦⑧⑨⑩可得v=1.88m/s(1分)(3)由功能關(guān)系得Mgh=Q總+mv2/2(4分)即可得h=3.93m(1分)作業(yè)：如圖所示，固定位置在同一水平面內(nèi)的兩根平行長(zhǎng)直金屬導(dǎo)軌的間距為d，其右端接有阻值為R的電阻，整個(gè)裝置處在豎直向上磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。一質(zhì)量為m（質(zhì)量分布均勻）的導(dǎo)體桿ab垂直于導(dǎo)軌放置，且與兩導(dǎo)軌保持良好接觸，桿與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，現(xiàn)桿在水平向左、垂直于桿的恒力F作用下從靜止開(kāi)始沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)距離L時(shí)，速度恰好達(dá)到最大（運(yùn)動(dòng)過(guò)程中桿始終與導(dǎo)軌保持垂直）。設(shè)桿接入電路的電阻為r，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，重力加速度大小為g。求（1）此過(guò)程桿的速度最大值Vm；（2）此過(guò)程流過(guò)電阻R的電量。法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用（三）知識(shí)回顧:感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有無(wú)取決于:感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小取決于:磁通量是或變化

磁通量的變化率的快慢法拉第電磁感應(yīng)定律:(n為線(xiàn)圈的匝數(shù))E求解重要的推論:（θ為v與B夾角）通常計(jì)算平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)多用于計(jì)算瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

如圖所示，平行的光滑金屬導(dǎo)軌EF和GH相距ｌ，處于同一豎直平面內(nèi)，EG間接有阻值主R的電阻，輕質(zhì)金屬桿ab長(zhǎng)為2L，緊貼導(dǎo)軌豎直放置，離b端L/2處固定有質(zhì)量為m的球。整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B并與導(dǎo)軌平面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，當(dāng)ab桿由靜止開(kāi)始緊貼繞b端向右倒下至水平位置時(shí)，球的速度為v。若導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)，導(dǎo)軌及金屬桿電阻不計(jì)，試求在此過(guò)程中：(1)通過(guò)R的電量(2)R中的最大電流強(qiáng)度REGFHabmvrbca解：設(shè)金屬的電阻率為ρ，導(dǎo)線(xiàn)截面為S，圓環(huán)電阻為R，畫(huà)出等效電路如圖示，則R1=R/3R2=2R/3cbR1R2Er1R并=2R/9=2/9×ρ2πr/S電動(dòng)勢(shì)E=Brv內(nèi)阻r1=ρr/S例：如圖所示，用截面均勻的導(dǎo)線(xiàn)彎成一個(gè)半徑為r的閉合圓環(huán)，將其垂直地置于磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里。用同樣規(guī)格的直導(dǎo)線(xiàn)取一段置于環(huán)上（二者金屬裸露相接），并以速度v勻速地向右運(yùn)動(dòng)，當(dāng)它運(yùn)動(dòng)到bc位置時(shí)（弧bc=1/2弧bac）求bc兩點(diǎn)的電勢(shì)差是多少？例1:如圖所示，一個(gè)500匝的線(xiàn)圈的兩端跟R＝99Ω的電阻相連接，置于豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線(xiàn)圈的橫截面積是20，電阻為1Ω，滿(mǎn)足下列情況下時(shí),求線(xiàn)圈磁場(chǎng)所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E?通過(guò)電阻R的電流又各為為多少？（1）磁感應(yīng)強(qiáng)度以10T／s的變化率均勻增加（2）磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化滿(mǎn)足以下關(guān)系:B=(10+10t)T（3）磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的圖象如圖所示:1．面積S不變時(shí),E＝nSΔB／Δt的應(yīng)用:

例2：如圖所示，裸金屬線(xiàn)組成滑框，金屬棒ab可滑動(dòng)，其電阻為r，長(zhǎng)為L(zhǎng)，串接電阻R，勻強(qiáng)磁場(chǎng)為B，當(dāng)ab以V向右勻速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，求：（1）棒ab產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E?（2）ab間的電壓U?（3）若保證ab勻速運(yùn)動(dòng)，所加外力F的大小，在時(shí)間t秒內(nèi)的外力做功W大小，功率P?（4）時(shí)間t秒內(nèi)棒ab生熱,電阻R上生熱?2．E＝BLV的應(yīng)用:㈠與電路知識(shí)和力學(xué)知識(shí)的結(jié)合等效電路圖1．電路方面:求感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E,內(nèi)外電路路端電壓U,干支路電流I,消耗的電功率P2．力學(xué)方面:勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)所加外力F大小,外力功W,外力功功率PR1R2Er1

例：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(chǎng)中,如圖所示,一長(zhǎng)度為2a,電阻為R,粗細(xì)均勻的金屬棒MN放在圓環(huán)上,它與圓環(huán)始終保持良好的接觸,當(dāng)金屬棒以恒定速度v向右移動(dòng)經(jīng)過(guò)環(huán)心O時(shí),求:2,在圓環(huán)和金屬棒上消耗的總功率?1,棒上的電流I大小,棒兩端的電壓U?NMRRER

例：如圖所示,夾角為θ的三角形金屬框架MON平面與勻強(qiáng)磁場(chǎng)B垂直,導(dǎo)體ab能緊貼金屬框架運(yùn)動(dòng),當(dāng)導(dǎo)體從O點(diǎn)開(kāi)始,以速率v向右勻速平動(dòng)時(shí),求解回路Obc中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E隨時(shí)間的變化函數(shù)關(guān)系式及回路中感應(yīng)電流的變化情況?感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E隨時(shí)間的變化函數(shù)關(guān)系式指的是瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì)的變化關(guān)系!!!解:從O點(diǎn)開(kāi)始經(jīng)t秒鐘,回路中導(dǎo)體棒有效切割長(zhǎng)度為bc:㈡切割長(zhǎng)度L滿(mǎn)足某種變化關(guān)系的情況Ob=vt①bc=Ob×tanθ②E=BLV③小結(jié):1.產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的導(dǎo)體相當(dāng)于一個(gè)電源，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)等效于電源電動(dòng)勢(shì)，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的導(dǎo)體的電阻等效于電源的內(nèi)阻。2.產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的導(dǎo)體跟用電器連接，可以對(duì)用電器供電，由閉合電路歐姆定律求解各種問(wèn)題.4.解決電磁感應(yīng)中的電路問(wèn)題，必須按題意畫(huà)出等效電路，其余問(wèn)題為電路分析和閉合電路歐姆定律的應(yīng)用。例、如圖，水平固定的光滑金屬導(dǎo)軌abcd，處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)軌的ad邊與bc邊平行，間距為L(zhǎng)1，電阻可忽略不計(jì)。一根導(dǎo)體棒ef平行于ab邊置于導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌保持良好接觸。已知導(dǎo)體棒的電阻為R，與ab相距為L(zhǎng)2。（1）如果磁感應(yīng)強(qiáng)度按B＝B0＋kt的規(guī)律增大（k為常數(shù)），

且導(dǎo)體棒在外力作用下操持靜止。試求導(dǎo)體棒中的感應(yīng)

電流大小和方向。

（2）在（1）的情況下，如果控制棒是水平且與棒垂直的外

力F，試求F的方向和F的大小隨時(shí)間t變化的規(guī)律。

（3）若在t=0時(shí)刻，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0，此時(shí)棒以恒定速度v從初位置開(kāi)始向右勻速運(yùn)動(dòng)，為確保棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)按什么規(guī)律變化？cabdefB如圖所示，一導(dǎo)線(xiàn)彎成直徑為d的半圓形閉合回路．虛線(xiàn)MN右側(cè)有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向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(chǎng)，直徑CD始終與MN垂直．從D點(diǎn)到達(dá)邊界開(kāi)始到C點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)為止，下列說(shuō)法中正確的是A．感應(yīng)電流的方向先沿順時(shí)針?lè)较?，后沿逆時(shí)針?lè)较駼．CD段直導(dǎo)線(xiàn)始終不受安培力C．感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值E=BdvD．感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值D

如圖所示，兩豎直放置的平行光滑導(dǎo)軌處于垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，金屬桿ab與導(dǎo)軌接觸良好并可沿導(dǎo)軌滑動(dòng)，最初S斷開(kāi)．現(xiàn)讓ab桿由靜止開(kāi)始下滑，經(jīng)一段時(shí)間后閉合S，則從S閉合開(kāi)始計(jì)時(shí)，ab桿的速度v隨時(shí)間t的關(guān)系圖可能是圖中的哪一個(gè)（）ABCDACD如下圖(a)所示,一個(gè)由導(dǎo)體制成的矩形線(xiàn)圈,以恒定速度v運(yùn)動(dòng),從無(wú)場(chǎng)區(qū)域進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,然后出來(lái).若取逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)殡娏鞯恼较?那么在(b)圖中所示的圖像中,能正確反映出回路中感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的是圖（）C

如圖6所示，固定的豎直光滑金屬導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)，上端接有阻值為R的電阻，處在方向水平、垂直導(dǎo)軌平面向里的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒與下端固定的豎直輕質(zhì)彈簧相連且始終保持與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌與導(dǎo)體棒的電阻均可忽略，彈簧的勁度系數(shù)為K。初始時(shí)刻，彈簧恰好處于自然長(zhǎng)度，使導(dǎo)體棒以初動(dòng)能Ek沿導(dǎo)軌豎直向下運(yùn)動(dòng)，且導(dǎo)體棒在往復(fù)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，始終與導(dǎo)軌垂直。(1)求初始時(shí)刻導(dǎo)體棒所受安培力的大小F；(2)導(dǎo)體棒往復(fù)運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后，最終將靜止。設(shè)靜止時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能為Ep，則從初始時(shí)刻到最終導(dǎo)體棒靜止的過(guò)程中，電阻上產(chǎn)生的焦耳熱Q為多少？此過(guò)程中流過(guò)R的電荷量是多少？1、如圖所示，電阻不計(jì)的裸導(dǎo)體AB與寬為60cm的平行金屬導(dǎo)軌良好接觸，電阻R1＝3Ω，R2＝6Ω，整個(gè)裝置處在垂直導(dǎo)軌向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.5T。當(dāng)AB向右以V＝5m/s的速度勻速滑動(dòng)時(shí)，求流過(guò)電阻R1、R2的電流大小。例與練A××××

×

××××

×R2VBR1

2：如圖所示，在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一根水平放置的金屬棒沿水平方向拋出，初速度方向的棒垂直，則棒兩端產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)將（）

A、隨時(shí)間增大

B、隨時(shí)間減小

C、不隨時(shí)間變化

D、難以確定V0BC

3：一個(gè)電阻均勻的導(dǎo)線(xiàn)繞制的閉合線(xiàn)圈放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，如圖所示，線(xiàn)圈平面與磁場(chǎng)方向成60°角，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻變化，用下列哪種方法可使感應(yīng)電流增加一倍：()A、把線(xiàn)圈的匝數(shù)增加一倍

B、把線(xiàn)圈的面積增加一倍

C、把線(xiàn)圈的半徑增加一倍

D、改變線(xiàn)圈與磁場(chǎng)方向的夾角60°C

4：?jiǎn)卧丫匦尉€(xiàn)圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)軸垂直于磁場(chǎng)，若線(xiàn)圈所圍面積里磁通量隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖所示，則()

A.線(xiàn)圈中0時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大

B.線(xiàn)圈中D時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為0C.線(xiàn)圈中D時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大

D.線(xiàn)圈中0至D時(shí)間內(nèi)平均感應(yīng)

電動(dòng)勢(shì)為1.4VAB6【答案】

BCBD【例】如圖，光滑金屬導(dǎo)軌一端接有電阻R，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，導(dǎo)軌間距為d，垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。今有一電阻為r的金屬棒，其質(zhì)量為m，以初速度v0沿導(dǎo)軌向右滑行，求：(1)金屬棒從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到靜止的過(guò)程中R上產(chǎn)生的焦耳熱

(2)上述過(guò)程中通過(guò)導(dǎo)體棒的電量

(3)金屬棒滑行的距離v0R××××××××××分析：

金屬棒向右運(yùn)動(dòng)，回路產(chǎn)生逆時(shí)針?lè)较螂娏?，金屬棒所受安培力向左，故金屬棒做減速運(yùn)動(dòng)，直至停止如圖所示，水平面內(nèi)兩根光滑的平行金屬導(dǎo)軌，左端與電阻R相連接，其上垂直于導(dǎo)軌放置質(zhì)量一定的金屬棒，金屬棒與導(dǎo)軌接觸良好，金屬棒與導(dǎo)軌的電阻均不計(jì)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌所在平面?，F(xiàn)對(duì)金屬棒施加一個(gè)水平向右的外力F，使金屬棒從位置a由靜止開(kāi)始向右做勻加速運(yùn)動(dòng)并依次通過(guò)位置b和c，從a到b與從b到c所用的時(shí)間相等。則在金屬棒的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是A．通過(guò)電阻R的電流方向從下到上B．金屬棒通過(guò)b、c兩位置時(shí)，電阻R兩端的電壓之比為1：2C．金屬棒通過(guò)b、c兩位置時(shí)，外力F的大小之比為l：2D．在金屬棒從a到b與從b到c的兩個(gè)過(guò)程中，通過(guò)電阻R的電量之比為1：3BD如圖所示，相距均為d的三條水平虛線(xiàn)L1、L2和L3，L1與L2、L2與L3之間分別有垂直紙面向外、向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B.一個(gè)邊