米脂中学高二物理导学案：选修3-24.2 法拉第电磁感应定律.doc

米脂中学高二物理导学案 第四章 电磁感应 【课 题】§4.2 法拉第电磁感应电律 编制人：张强 审核：物理组 【学习目标】 1．知道法拉第电磁感应定律的内容及表达式，并会进行有关的计算 2．会用公式进行计算 【知识要点】 一、感应电动势 1．概念：在 中产生的电动势． (1)感生电动势：由于磁场的变化而激发出感生电场，由感生电场而产生的感应电动势． (2)动生电动势：由于导体在磁场中运动而产生的感应电动势． 2．条件：无论电路是否闭合，只要穿过电路的发生变化，电路中就一定有感应电动势． 3．方向：产生感应电动势的那部分导体就相当于，导体的电阻相当于，其中电流方向由低电势指向高电势． 4．与感应电流的关系：遵守欧姆定律，即I＝. 二、法拉第电磁感应定律 1．法拉第电磁感应定律 (1)内容：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的成正比． (2)公式：E＝.其中n为线圈的． 2．导体切割磁感线的情形 (1)常用情况：运动速度v和磁感线方向垂直，则E＝． (2)导体棒在磁场中转动导体棒以端点为轴，在匀强磁场中垂直于磁感线方向匀速转动产生感应电动势＝(平均速度等于中点位置线速度，即＝)．BLv的是(　　) A．乙和丁 B．甲、乙、丁 C．甲、乙、丙、丁 D．只有乙 【变式训练1】一闭合线圈，放在随时间均匀变化的磁场中，线圈平面和磁场方向垂直，若想使线圈中感应电流增强一倍，下列方法可行的是(　　) A．使线圈匝数增加一倍 B．使线圈面积增加一倍 C．使线圈匝数减少一半 D．使磁感应强度的变化率增大一倍 【例题2】如图所示，面积为0.2 m2的100匝线圈处在匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面．已知磁感应强度随时间变化的规律为B＝(2＋0.2t)T，定值电阻R1＝6Ω，线圈电阻R2＝4Ω，求a、b两点间的电势差Uab . 二、对法拉第电磁感应定律的理解 【例题3】半径为a的圆形区域内有均匀磁场，磁感应强度为B＝0.2 T，磁场方向垂直纸面向里，半径为b的金属圆环与磁场同心地放置，磁场与环面垂直，其中a＝0.4 m，b＝0.6 m，金属环上分别接有灯L1、L2，两灯的电阻均为R0＝2Ω，一金属棒MN与金属环接触良好，棒与环的电阻均忽略不计． (1)若棒以v0＝5 m/s的速率在环上向右匀速滑动，求棒滑动到圆环直径OO′的瞬时(如图所示)，MN中的电动势和流过灯L1的电流 (2)撤去中间的金属棒MN，将右面的半圆环OL2O′以OO′为轴向上翻转90°，若此时磁场随时间均匀变化，其变化率为＝ T/s，求L2的功率． 【例题4】金属杆MN和PQ间距为，MP间接有电阻R，磁场如图所示，磁感应强度为B，金属棒AB长为2，由图示位置以A为轴，以角速度ω匀速转过90°(顺时针)．求该过程中(其他电阻不计)： (1)R上的最大电功率； (2)通过R的电荷量． 【变式训练2】如图所示，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于竖直平面内的形框，水平导体棒MN可沿两侧足够长的光滑导轨下滑而不分离，除R外，装置的其余部分电阻都可忽略不计，将MN无初速度释放，要使电流稳定后R的热功率变为原来的两倍，在其他条件不变的情况下，可以采用的办法有(　　) A．MN质量不变，形框宽度减为原来的 B．电阻R变为原来的一半 C．磁感应强度B变为原来的倍 D．MN质量增加为原来的2倍(2011·广东理综)将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，关于线圈中产生的感应电动势和感应电流，下列表述正确的是(　　) A．感应电动势的大小与线圈的匝数无关 B．穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大 C．穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大 D．感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同 2．穿过某线圈的磁通量随时间变化的关系如图所示，在下列几段时间内，线圈中感应电动势最小的是(　　) A．0～2 s B．2～4 s C．4～5 s D．5～10 s 3．如图所示，用一根横截面积为S的硬导线做成一个半径为r的圆环，把圆环部分置于均匀变化的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小随时间的变化率＝k(k0)，ab为圆环的一条直径，导线的电阻率为ρ则(　　) A．圆环中产生顺时针方向的感应电流 B．圆环具有扩张的趋势 C．圆环中感应电流的大小为 D．图中ab两点间的电压大小为kπr2 4．如图所示，平行导轨间距为d，一端跨接一个电阻R.匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于平行金属导轨所在平面．一根金属棒与导轨成θ角放置，金属棒与导轨的电阻均不计．当金属棒沿垂直于棒的方向以恒定的速度v在金属导轨上滑行时，通过电阻R的电流强度是(　　)