人教版高中物理选择性必修第二册精品课件 第2章 电磁感应 2 法拉第电磁感应定律.ppt

1234典例剖析【例题1】(多选)如图甲所示线圈的匝数n=100,横截面积S=50cm2,线圈总电阻r=10Ω,沿轴向有匀强磁场,磁场的磁感应强度随时间按如图乙所示的规律变化,则在开始的0.1s内()A.磁通量变化量的大小为0.25WbB.磁通量的变化率为2.5×10-2Wb/sC.a、b间电压为零D.在a、b间接一个理想电流表时,电流表的示数为0.25ABD解析通过线圈的磁通量与线圈的匝数无关,若设Φ2=B2S为正,则线圈中磁通量的变化量为ΔΦ=B2S-(-B1S),代入数据即ΔΦ=(0.1+0.4)×50×10-4Wb方法技巧对于面积一定的线圈,不管磁场的方向如何变化,只要磁感应强度B随时间t均匀变化,产生感应电动势的大小和方向均保持不变。所以在B-t图像中,如果图像为一条倾斜直线,不管图线在时间轴上方还是下方,整个过程感应电动势和感应电流均为恒量。对点演练1.(2024贵州遵义高二期末)近场通信(NFC)器件依据电磁感应原理进行通信,其内部装有类似于压扁的线圈作为天线。如图所示,这种线圈从内到外逐渐扩大,构成正方形。在这个正方形NFC线圈中,共有3圈,它们的边长分别为a、b、c(abc),需要注意的是,图中线圈接入内部芯片时与芯片内部线圈绝缘,从而能够正确地连接到内置芯片。若匀强磁场垂直穿过该线圈时,磁感应强度随时间的变化规律为B=kt+B0(k为常数,各物理量单位均取国际单位制单位)。则整个线圈产生的感应电动势最接近()A.3a2k B.(a2+b2+c2)kC.3(a2+b2+c2)k D.(a+b+c)2kB探究点二导体切割磁感线时的感应电动势导学探究(1)如图甲所示,闭合电路的一部分导体ab处于匀强磁场中,磁感应强度为B,ab在磁场中的有效长度为l,ab以速度v匀速切割磁感线,求回路中产生的感应电动势。(2)若将轨道一端抬高,如图乙所示,直导线ab仍与磁场垂直,但速度与磁感线方向有一个夹角θ(θ≠90°),则此时直导线上产生的感应电动势表达式是什么?提示1.设在Δt时间内导体棒由原来的位置运动到a1b1,如图丙所示,这时线框面积的变化量为ΔS=lvΔt穿过闭合电路磁通量的变化量为ΔΦ=BΔS=BlvΔt2.设在Δt时间内导体棒由原来的位置运动到a1b1,如图丁所示,这时线框面积的变化量为ΔS=lvΔt穿过闭合电路磁通量的变化量为ΔΦ=BΔSsinθ=BlvΔtsinθ知识归纳1.对公式E=Blvsinθ的理解(1)当B、l、v三个量方向相互垂直时,E=Blv;当有任意两个量的方向平行时,E=0。(2)式中的l应理解为导线切割磁感线时的有效长度。若切割磁感线的导线是弯曲的,则应取其与B和v方向都垂直的等效线段的长度来计算。如图中线段ab的长度即导线切割磁感线的有效长度。开口长度,与速度垂直(3)公式中的v应理解为导线和磁场的相对速度,当导线不动而磁场运动时,也有电磁感应现象产生。2.导体棒转动切割磁感线时的感应电动势如图所示,长为l的导体棒ab以a为圆心,以角速度ω在磁感应强度为B的匀强磁场中匀速转动,其感应电动势可从两个角度推导。公式E=E=Blvsinθ研究对象某个回路回路中做切割磁感线运动的那部分导体内容(1)求的是Δt时间内的平均感应电动势,E与某段时间或某个过程对应;(2)当Δt→0时,E为瞬时感应电动势(1)若v为瞬时速度,求的是瞬时感应电动势;(2)若v为平均速度,求的是平均感应电动势;(3)当B、l、v三者均不变时,平均感应电动势与瞬时感应电动势相等公式E=E=Blvsinθ适用范围对任何电路普遍适用只适用于导体切割磁感线运动的情况联系(1)E=Blvsinθ是由E=在一定条件下推导出来的;(2)整个回路的感应电动势为零时,回路中某段导体的感应电动势不一定为零典例剖析角度1导体棒平动切割磁感线【例题2】如图所示,MN、PQ为两条平行放置的金属导轨,左端接有定值电阻R,金属棒ab斜放在两导轨之间,与导轨接触良好,磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面,设金属棒与两导轨接触点之间的距离为l,金属棒与导轨间夹角为60°,以速度v水平向右匀速运动,不计导轨和棒的电阻,则流过金属棒中的电流为()B方法技巧当B、l、v三者不是两两垂直时,用相互垂直的有效分量求解。对点演练2.(2024河北石家庄高二期中)在竖直向下的匀强磁场中,将一根水平放置的金属棒ab以某一水平速度抛出,金属棒在运动过程中始终保持水平。不计空气阻力,金属棒在运动过程中下列说法正确的是()A.金属棒中感应电动势始终不变B.金属棒中的感