第四节法拉第电磁感应定律与力学电学.doc

4．法拉第电磁感应定律 编者：Φ、△Φ、； 3．掌握法拉第电磁感应定律，会计算感应电动势； 4．会计算导体切割磁感线时产生的感应电动势；了解反电动势。 【要点导学】 1、电磁感应定律 问题1：在电磁感应现象中，既然闭合电路中有感应电流，这个电路中就一定有电动势。在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势。感应电动势的大小跟哪些因素有关？ 观察实验： 问题2：图图4-4-1中，哪部分相当于的电源？ 哪部分相当于电源内阻？ 问题3：电流表指针偏转程度跟感应电动势的大小有什么关系？ 问题4：实验中，将条形磁铁从同一高度插入线圈中，快插入和慢插入有什么相同和不同？ 问题5：法拉第电磁感应定律的内容？公式？单位？ 问题6：如果线圈有n匝，公式如何？ 问题7：磁通量发生变化一般有几种情况？ 当回路面积S不变时，△Φ怎么表示？ 当磁感强度B不变时，△Φ怎么表示？ 2、导线切割磁感线时的感应电动势 （1）平动切割 问题8：如图4-4-2导线切割磁感线时，磁通量是如何发生变化的？推导并得出公式。 问题9：当导体的运动方向跟磁感线方向有一个夹角，感应电动势的公式又如何？ （2）转动切割 问题10：如图4-4-3所示当导体长为L在垂直于磁场的平面内，绕一端以角速度(匀速转动，切割磁感线产生感应电动势是多少？ 3、反电动势 问题11：图4-4-4中，电动机线圈的转动会产生感应电动势。这个电动势是加强了电源产生的电流，还是削弱了电源的电流？是有利于线圈转动还是阻碍线圈的转动？ 问题12：如果电动机因机械阻力过大而停止转动，会发生什么情况？这时应采取什么措施？ 【典型例题】 1、法拉第电磁感应定律的简单应用 【例1】关于感应电动势大小的下列说法中，正确的是（ ） A．线圈中磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势一定越大 B．线圈中磁通量越大，产生的感应电动势一定越大 C．线圈放在磁感强度越强的地方，产生的感应电动势一定越大 D．线圈中磁通量变化越快，产生的感应电动势越大 【例2】一个200匝、面积200cm2的圆线圈，放在匀强磁场中，磁场的方向与线圈平面垂直，磁感应强度在0.05s内由0.1T增加到0.5T，在此过程中，穿过线圈的磁通量变化量是 ，磁通量的变化率是 ，线圈中感应电动势的大小是 。 【例3】用均匀导线做成的正方形线框．每边长为0.2m，正方形的一半放在和纸面垂直向里的匀强磁场中，如图3所示，当磁场以10T／s的变化率增强时，线框中点a、b两点的电势差( ) A．Uab＝0.1V B．Uab＝—0.1V C．Uab＝0.2V D．Uab＝—0.2V 2、公式E=BLv的应用 【例】如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，有一根水平放置的金属棒沿水平方向抛出，初速度方向和棒垂直，则棒两端产生的感应电动势将：（ ） A、随时间增大 B、随时间减小 C、不随时间变化 D、难以确定 【例】( ) Bdv／Rsin60° B．Bdv／R C．Bdvsin60°／R D．Bdvcos60°／R 【例】角的光滑金属导轨POQ，水平放置在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直，有一金属棒MN与导轨的OQ边垂直放置，当金属棒从O点开始以加速度a向右匀加速运动t秒时，棒与导轨所构成的回路中的感应电动势是多少? 3、导线转动切割 【例7】如图所示，粗细均匀的金属环的电阻为R，可转动原金属杆OA的电阻为R/4，杆长为L，A端与环相接触，一定值电阻分别与杆的端点O及环边连接，杆OA在垂直于环面向里的、磁感应强度为 B的匀强磁场中，以角速度ω顺时针转动，又定值电阻为R/2，求电路中总电流的变化范围。 【法拉第电磁感应定律分层练习】 班级 姓名 学号 （ ）1、关于感应电动势的大小，下列说法中正确的是 A．跟穿过闭合电路的磁通量有关系 B．跟穿过闭合电路的磁通量的变化大小有关系 C．跟穿过闭合电路的磁通量的变化快慢有关系 D．跟电路的电阻大小有关系 （ ）2、一个N匝圆线圈，放在磁感强度为B的匀强磁场中，线圈平面跟磁感强度方向成30°角，磁感强度随时间均匀变化，线圈导线规格不变，下列方法中可使线圈中感应电流增加一倍的是 A．将线圈匝数增加一倍 B．将线圈面积增加一倍 C．将线圈半径增加一倍 D．适当改变