高三物理第一輪復(fù)習(xí)學(xué)案92法拉第電磁感應(yīng)定律人教版.docVIP

第二課時(shí) 法拉第電磁感應(yīng)定律考點(diǎn)剖析【教學(xué)要求】1理解法拉第電磁感應(yīng)定律。2理解計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的兩個(gè)公式E=BLv和的區(qū)別和聯(lián)系，并應(yīng)用其進(jìn)行計(jì)算。（對(duì)公式E=BLv的計(jì)算，只限于L與B、v垂直的情況）?！局R(shí)再現(xiàn)】一、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)叫感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的那一部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源，當(dāng)電路斷開(kāi)時(shí)，無(wú)感應(yīng)電流，但仍有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。二、法拉第電磁感應(yīng)定律：1、內(nèi)容：電路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小，跟穿過(guò)這一電路的_成正比。2、公式：En/t。3、En/t計(jì)算的是感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值，可以理解為En BS/t，或En SB/t。三、導(dǎo)體做切割磁感線(xiàn)時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小的計(jì)算：1、公式：EBL V 2、條件：勻強(qiáng)磁場(chǎng)，LB，VL 3、注意： L為導(dǎo)體“有效”切割磁感線(xiàn)的等效長(zhǎng)度 V為導(dǎo)體切割磁感線(xiàn)的速度，一般導(dǎo)體各部分切割磁感線(xiàn)的速度相同。電勢(shì)高低的判斷：電源內(nèi)部的電流是從低電勢(shì)點(diǎn)流向高電勢(shì)點(diǎn)。 4、對(duì)有些導(dǎo)體各部分切割磁感線(xiàn)的速度不相同的情況，V指平均速度如圖所示，一長(zhǎng)為L(zhǎng)的導(dǎo)體桿AC繞A點(diǎn)在紙面內(nèi)以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)的區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感強(qiáng)度為B則AC各部分切割磁感線(xiàn)的速度不相等，vA0，vcL，而且AC上各點(diǎn)的線(xiàn)速度大小與半徑成正比，所以AC切割的速度可以用其平均切割速度，即v= vc/2=L/2，故E=BL2/2。重點(diǎn)突破知識(shí)點(diǎn)一磁通量、磁通量的變化量及磁通量的變化率/t的關(guān)系【應(yīng)用1】矩形形線(xiàn)框abcd繞OO 軸在磁感強(qiáng)度為0.2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以2 rs 的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，已知ab =20cm，bd=40cm，匝數(shù)為100匝，當(dāng)線(xiàn)框從如圖示位置開(kāi)始轉(zhuǎn)過(guò)90，則（1）線(xiàn)圈中磁通量的變化量等于多少？（2）磁通量平均變化率為多少？（3）線(xiàn)圈中產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E為多少？導(dǎo)示：（1）轉(zhuǎn)過(guò)90，=BS-0=1.610-2Wb；（2）t=T/4=0.125s，/t =0.128 Wb/s；（3）En/t=12.8V。知識(shí)點(diǎn)二En/t 與EBLV的比較1研究對(duì)象不同：前者是一個(gè)回路（不一定閉合），后者是一段直導(dǎo)線(xiàn)（或等效成直導(dǎo)線(xiàn)）2.適用范圍不同：前者具有普適性，無(wú)論什么方式引起的變化都適用，計(jì)算的是整個(gè)回路的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)后者只適用于一段導(dǎo)線(xiàn)切割磁感線(xiàn)的情況，計(jì)算的是切割磁感線(xiàn)的這段導(dǎo)體兩端的電動(dòng)勢(shì)3條件不同：前者不一定是勻強(qiáng)磁場(chǎng)，可以是變化，可以是B變化，可以是S變化，也可以是S和B都變化。后者L,v,B之間應(yīng)取兩兩互相垂直的分量，可采用投影的辦法4.意義不同：前者求的是平均電動(dòng)勢(shì)，后者求的是瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì)，當(dāng)v取平均位時(shí)，也可求平均電動(dòng)勢(shì)5.使用情況不同：(1)求解導(dǎo)體做切割磁感線(xiàn)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的問(wèn)題時(shí)，兩個(gè)公式都可(2）求解某一過(guò)程（或某一段時(shí)間）內(nèi)的電動(dòng)勢(shì)，平均電流， 通過(guò)導(dǎo)體某一橫截面的電荷量等問(wèn)題，應(yīng)選用En/t。(3)求解某一時(shí)刻（或某一位置）的電動(dòng)勢(shì)，瞬時(shí)電流、功率及某段時(shí)間內(nèi)的電功、電熱等問(wèn)題，應(yīng)選用E=BLv。【應(yīng)用2】如圖所示，足夠長(zhǎng)的兩光滑導(dǎo)軌水平放置，兩條導(dǎo)軌相距為d，左端MN用阻值不計(jì)的導(dǎo)線(xiàn)相連，金屬棒ab可在導(dǎo)軌上滑動(dòng)，導(dǎo)軌單位長(zhǎng)度的電阻為r0，金屬棒ab的電阻不計(jì)。整個(gè)裝置處于豎直向下的均勻磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻增加，B=kt，其中k為常數(shù)。金屬棒ab在水平外力的作用下，以速度v沿導(dǎo)軌向右做勻速運(yùn)動(dòng)，t=0時(shí)，金屬棒ab與MN相距非常近求：（1）當(dāng)t=to時(shí)，水平外力的大小F（2）同學(xué)們?cè)谇髏=to時(shí)刻閉合回路消耗的功率時(shí)，有兩種不同的求法：方法一：t=to時(shí)刻閉合回路消耗的功率P=Fv方法二：由Bld=F，得：（其中R為回路總電阻）這兩種方法哪一種正確?請(qǐng)你做出判斷，并簡(jiǎn)述理由導(dǎo)示: （1）回路中的磁場(chǎng)變化和導(dǎo)體切割磁感線(xiàn)都產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，據(jù)題意，有 ； ； 聯(lián)立求解得又 得所以， ，即（2）方法一錯(cuò)，方法二對(duì)；方法一認(rèn)為閉合回路所消耗的能量全部來(lái)自于外力所做的功，而實(shí)際上磁場(chǎng)的變化也對(duì)閉合回路提供能量。方法二算出的I是電路的總電流，求出的是閉合回路消耗的總功率。方法探究類(lèi)型一求感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的兩種方法1、En/t，它計(jì)算的是感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值，可以理解為En BS/t，或En SB/t。2、EBL V。條件：勻強(qiáng)磁場(chǎng)，LB，VL。【例1】 （鹽城中學(xué)08屆高三年級(jí)12月份測(cè)試題）如圖所示，水平面上有兩電阻不計(jì)的光滑金屬導(dǎo)軌平行固定放置，間距d為0.5 m，左端通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)與阻值為2 W的電阻R連接，右端通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)與阻值為4 W的小燈泡L連接，在CDEF矩形區(qū)域內(nèi)有豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，CE長(zhǎng)為2 m，CDEF區(qū)域內(nèi)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化如圖所示，在t0時(shí)，一阻值為2 W的金屬棒在恒力F作用下由靜止開(kāi)始從AB位置沿導(dǎo)軌向右運(yùn)動(dòng)，當(dāng)金屬棒從AB位置運(yùn)動(dòng)到EF位置過(guò)程中，小燈泡的亮度沒(méi)有發(fā)生變化，求：（1）通過(guò)小燈泡的電流強(qiáng)度；（2）恒力F的大?。唬?）金屬棒的質(zhì)量。導(dǎo)示：（1）金屬棒未進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，R總RLR/25 W，E10.5 V，ILE1/R總0.1 A，（2）因燈泡亮度不變，故4 s末金屬棒進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)剛好勻速運(yùn)動(dòng)。IILIRIL0.3 A，F(xiàn)FABId0.3 N，（3）E2I（R）1 V，v1 m/s，a0.25 m/s2，m1.2 kg。本題考查了兩類(lèi)電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算方法：即感生電動(dòng)勢(shì)和動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)。關(guān)鍵是抓住“燈泡的亮度沒(méi)有變化”。類(lèi)型二感應(yīng)電荷量的計(jì)算回路中發(fā)生磁通變化時(shí)，由于感應(yīng)電場(chǎng)的作用使電荷發(fā)生定向移動(dòng)而形成感應(yīng)電流，在t內(nèi)遷移的電量（感應(yīng)電量）為：q=It=Et/R=/R僅由回路電阻和磁通變化決定，與發(fā)生磁通變化的時(shí)間無(wú)關(guān)。因此，當(dāng)用一根磁棒先后兩次從同一處用不同速度插至線(xiàn)圈中同一位置時(shí)，線(xiàn)圈里積聚的感應(yīng)電量相等但快插與慢插時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、感應(yīng)電流不同，外力做的功也不同【例2】如圖，金屬桿MN和PQ間距為L(zhǎng)，MP間連有電阻R，豎直放置在垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，有一金屬棒AB，長(zhǎng)為2L，A端始終與PQ接觸，棒緊靠MN滑倒求此過(guò)程中通過(guò)R的電量（其他電阻不計(jì)）導(dǎo)示: 根據(jù)E/t，I=E/R，q=It得，q=/R=BL2/2R。追問(wèn)：若在NQ處連接一個(gè)電容為C的電容器，已知AB棒角速度為，則通過(guò)R的電量又是多少？成功體驗(yàn)1、（東海高級(jí)中學(xué)08屆高三第四次月考卷）如圖所示，兩根相距為L(zhǎng)的平行直導(dǎo)軌ab、cd，b、d間連有一固定電阻R，導(dǎo)軌電阻可忽略不計(jì)。MN為放在ab和cd上的一導(dǎo)體桿，與ab垂直，其電阻也為R。整個(gè)裝置處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B，磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌所在平面（指向圖中紙面內(nèi)）?，F(xiàn)對(duì)MN施力使它沿導(dǎo)軌方向以速度v（如圖）做勻速運(yùn)動(dòng)。令U表示MN兩端電壓的大小，則（ ）AU=Blv/2流過(guò)固定電阻R的感應(yīng)電流由b到d BU=Blv/2流過(guò)固定電阻R的感應(yīng)電流由d到bCU=Blv流過(guò)固定電阻R的感應(yīng)電流由b到dDU=Blv流過(guò)固定電阻R的感應(yīng)電流由d到b2、一個(gè)N匝圓線(xiàn)圈，放在磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線(xiàn)圈平面跟磁感強(qiáng)度方向成30角，磁感強(qiáng)度隨時(shí)間均勻變化，線(xiàn)圈導(dǎo)線(xiàn)規(guī)格不變，下列方法中可使線(xiàn)圈中感應(yīng)電流增加一倍的是( )A將線(xiàn)圈匝數(shù)增加一倍 B將線(xiàn)圈面積增加一倍C將線(xiàn)圈半徑增加一倍 D適當(dāng)改變線(xiàn)圈的取向3、（啟東中學(xué)2008屆高三第三次月考）某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室里熟悉各種儀器的使用。他將一條形磁鐵放在轉(zhuǎn)盤(pán)上，如圖甲所示，磁鐵可隨轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)，另將一磁感強(qiáng)度傳感器固定在轉(zhuǎn)盤(pán)旁邊，當(dāng)轉(zhuǎn)盤(pán)（及磁鐵）轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，引起磁感強(qiáng)度測(cè)量值周期性地變化，該變化與轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的周期一致。經(jīng)過(guò)操作，該同學(xué)在計(jì)算機(jī)上得到了如圖乙所示的圖像。磁感強(qiáng)度傳感器圖甲條形磁鐵（1）在圖像記錄的這段時(shí)間內(nèi)，圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢情況是 。（2）圓盤(pán)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的周期是 s。（3）該同學(xué)猜測(cè)磁感強(qiáng)度傳感器內(nèi)有一線(xiàn)圈，當(dāng)測(cè)得磁感強(qiáng)度最大時(shí)就是穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量最大時(shí)。按照這種猜測(cè)（ ）A