朱建廉《法拉第电磁感应定律》复习教学案例及剖析.ppt

* 关于“法拉第电磁感应定律”的研究 朱建廉 南京市 金陵中学 定律的表述 定律的运用 定律的表述 感应电动势 感生电动势 动生电动势 说明1： 感应电动势 = 感生电动势 + 动生电动势 感应 感生 动生 x y S=xy x y S=xy 说明2： 动生电动势 平动切割 转动切割 L R v B x =vt 平动切割 ω 0 B L 转动切割 定律的运用 “平动切割”中动生电动势规律的运用 “转动切割”中动生电动势规律的运用 “感生感应”中感生电动势规律的运用 “综合感应”中感应电动势规律的运用 感生电动势规律 动生电动势规律 “综合感应”中 的运用 例题1：如图所示，倾角为θ的光滑绝缘斜面上有相邻的、宽度均为L的区域，其间有垂直于斜面方向的匀强磁场，磁感应强度均为B，但方向相反。取一边长为L、质量为m、电阻为R的正方形线框，使线框从某处由静止释放，若 （1）线框的下底边刚进入磁场时就开始作匀速运动，求其速度； （2）线框的下底边刚到达另一个磁场区域的中点时再一次作匀速运动，求其速度； （3）从线框的下底边刚进入第一个磁场区域起，到线框的下底边刚到达另一个磁场区域中点，线框中一共发了多少热？ 平动切割 分析： 设线框的下底边刚进入磁场时速度为v,此时线框作匀速运动，其合外力为零。 表达： 分析： 设线框的下底边刚进入磁场时速度为v,此时线框作匀速运动，其合外力为零。 表达： 法拉第 分析： 设线框的下底边刚进入磁场时速度为v,此时线框作匀速运动，其合外力为零。 表达： 分析： 设线框的下底边刚进入磁场时速度为v,此时线框作匀速运动，其合外力为零。 表达： 欧姆 分析： 设线框的下底边刚进入磁场时速度为v,此时线框作匀速运动，其合外力为零。 表达： 分析： 设线框的下底边刚进入磁场时速度为v,此时线框作匀速运动，其合外力为零。 表达： 安培 分析： 设线框的下底边刚进入磁场时速度为v,此时线框作匀速运动，其合外力为零。 表达： 分析： 设线框的下底边刚进入磁场时速度为v,此时线框作匀速运动，其合外力为零。 表达： 愣次 分析： 设线框的下底边刚进入磁场时速度为v,此时线框作匀速运动，其合外力为零。 表达： 分析： 设线框的下底边刚进入磁场时速度为v,此时线框作匀速运动，其合外力为零。 表达： 牛顿 分析： 设线框的下底边刚进入磁场时速度为v,此时线框作匀速运动，其合外力为零。 表达： ——法欧安愣牛 ——法欧安愣牛 分析： 设线框的下底边刚进入磁场时速度为v,此时线框作匀速运动，其合外力为零。 表达： 演算： 分析： 设线框的下底边刚进入磁场时速度为v,此时线框作匀速运动，其合外力为零。 表达： 演算： 解题过程的一种理解：解题 = 分析 + 表达 + 演算 法拉第 欧姆 安培 愣次 牛顿 也可以在表述中将得分点分解 转动切割 例题2：如图所示，平行导轨置于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面，导轨间距为L，左端电阻为R，其余电阻不计，导轨右端接一电容为C的电容器。现有一长2L的金属棒ab放在导轨上，ab以a为轴以角速度ω沿顺时针方向匀速转过90°，求：该过程中通过电阻R的电量。 R B C a b ω 例题2：如图所示，平行导轨置于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面，导轨间距为L，左端电阻为R，其余电阻不计，导轨右端接一电容为C的电容器。现有一长2L的金属棒ab放在导轨上，ab以a为轴以角速度ω沿顺时针方向匀速转过90°，求：该过程中通过电阻R的电量。 R B C a b ω 解： 在转过前600的过程中 R B C a b ω 在转过后300的过程中 在整个过程中 感生感应 例题3：如图甲所示，PQNM是粗糙的绝缘斜面，abcd是质量m=0.5kg、总电阻R=0.5Ω、边长L=0.5m的正方形金属线框，线框的匝数N=10。将线框放在斜面上，使斜面的倾角θ由0°开始缓慢增大，当θ增大到37°时，线框即将沿斜面下滑。假设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，现保持斜面的倾角θ=37°不变，在OO′NM的区域加上垂直斜面方向的匀强磁场，使线框的一半处于磁场中，磁场的磁感应强度B随时间t变化的图像如图乙所示。（g取10m/s2，sinθ37°=0.6） （1）试根据图乙写出B 随时间t变化的函数关系式。 （2）请通过计算判断在t=0时刻线框是否会沿斜面运动？若不运动，请求出从t=0时刻开始经多长时间线框即将发生运动。 例题3：如图甲所示，PQNM是粗糙的绝缘斜面，abcd是质量m=0.5kg、总电阻R=0.5Ω、边长L=0.5m的正方形金属线框，线框的匝数N=10。将线框放在斜面上，使斜面的倾角θ由0°开始缓慢增大，当θ增大到37°时，线框即将沿斜