高二物理法拉第电磁感应问题归纳粤教版知识精讲.doc

高二物理法拉第电磁感应问题归纳粤教版 【本讲教育信息】 一. 教学内容： 法拉第电磁感应问题归纳 二. 学习目标： 1、加深和强化对于法拉第电磁感应定律的理解。 2、重点掌握电磁感应与力学电学相结合类问题的解题方法。 高考地位：法拉第电磁感应定律的应用问题是高考的重点和难点，是高考的必考内容，知识的综合性很强，融合了力学电学的相关知识，涉及物体的受力分析、物理过程分析、牛顿运动定律、动量与能量以及闭合电路欧姆定律等内容，从出题形式上灵活多变，即可以通过选择题的形式考查对于定律内容的理解，也可以大型计算的形式突出考查定律的应用，常以压轴题的形式出现，突出对于学生综合能力的考查，2007年全国理综Ⅱ第21题，2006年全国Ⅰ卷第21题以选择题形式出现，2006年广东卷第16题北京卷第24题均以计算题形式出现。 三. 重难点解析： 1、感应电动势： （1）在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势。产生感应电动势的那部分导体相当于电源。 （2）当电路闭合时，回路中有感应电流；当电路断开时，没有感应电流，但感应电动势仍然存在。 （3）感应电动势的大小——法拉第电磁感应定律。 电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。即 说明：（a）若穿过线圈的磁通量发生变化，且线圈的匝数为n，则电动势表示式为 （b）E的单位是伏特（V），且 证明： （c）区分磁通量、磁通量的变化量、磁通量的变化率。 说明：（1）是状态量，是闭合回路在某时刻（某位置）穿过回路的磁感线的条数，当磁场与回路平面垂直时，。 （2）是过程量，是表示回路从某一时刻变化到另一时刻的磁通量的增加，即。常见磁通变化方式有：B不变，S变；S不变，B变；B和S都变，回路在磁场中相对位置改变（如转动等）总之，只要影响磁通量的因素发生变化，磁通量就会变化。 （3）表示磁通量的变化快慢，即单位时间内磁通量的变化，又称为磁通量的变化率。 （4）的大小没有直接关系，这一点可与运动学中三者类比。值得指出的是：很大，可能很小；很小，可能很大，可能不为零（如线圈平面转到与磁感线平行时）。当按正弦规律变化时，最大时，＝0，反之，当为零时，最大。 2、导体运动产生的感应电动势： （1）导体垂直切割磁感线 如图1所示，导体棒ab在间距为L的两导轨上以速度v垂直磁感线运动，磁场的磁感强度为B。试分析导体棒ab运动时产生的感应电动势多大？ 图1 这属于闭合电路面积的改变引起磁通量的变化，进而导致感应电动势的产生。 由法拉第电磁感应定律知，在时间t内 即 说明：通常用来计算瞬时感应电动势的大小。 （2）导体不垂直切割磁感线 图2 若导体不是垂直切割磁感线，即v与B有一夹角，如图2所示，此时可将导体的速度v向垂直于磁感线和平行于磁感线两个方向分解，则分速度不使导体切割磁感线，使导体切割磁感线的是分速度，从而使导体产生的感应电动势为： 上式即为导体不垂直切割磁感线时，感应电动势大小的计算式。 图3 说明：在公式或中，L是指有效长度。在图3中，半径为r的关圆形导体垂直切割磁感线时，感应电动势， 3、运用电磁感应定律的解题思路： 运用电磁感应规律的题型，涉及知识面广，物理模型种类多，综合性强，对能力要求高。它可以与力学问题结合起来，又可以和电路问题联系在一起。解决问题时，必须弄清所给问题中的物理状态、物理过程和物理情景，找出其中起主要作用的因素及有关条件，把一个复杂问题分解为若干较简单的问题；然后找出它们之间的联系，灵活地运用有关物理知识来求解问题。 下面分三种类型说明其应用。 （1）磁通量变化型 法拉第电磁感应定律是本章的核心，它定性说明了电磁感应现象的原因，也定量给出了计算感应电动势的公式：。根据不同情况，该公式有三种不同的表达形式：①如果B不变、S变化时，有；②如果S不变、B变化时，有；③如果B和S同时改变时，有。 （2）切割磁感线型 导体在磁场中做切割磁感线运动时，感应电动势大小虽然可以由来求解，但运用求解更方便，特别是求瞬时感应电动势更有必要。具体有三种特殊情况：①平动切割，公式为；②转动切割。公式为（L为有效切割边，v取平均速度，即中点位置的线速度）；③线圈匀速转动切割。最大感应电动势为线圈平面与磁感线平行时，公式为（n为匝数，S为线圈面积）。 （3）力学问题综合型 电磁感应中产生的感应电流在磁场中将受到安培力的作用，因此电磁感应问题往往跟力学问题联系在一起。解此类型问题的一般思路是：先由法拉第电磁感应定律求感应电动势，然后根据欧姆定律求感应电流，再求出安培力，再往后就是按纯力学问题的处理方法，如进行受力情况分析、运动情况分析及功能关系分析等。 【典型例题】 问题1：对和的理解 例1. 下列说法中正确的是（ ） A. 线圈中磁通量变化越大，线圈中