法拉第電磁感應(yīng)定律教案加習題

1、第二節(jié) 法拉第電磁感應(yīng)定律 感應(yīng)電動勢的大小 教學目的：掌握法拉第電磁感應(yīng)定律，會求其大小 教學重點：法拉第電磁感應(yīng)定律 教學難點：法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用 教學方法： 課型： 教具：電磁感應(yīng)演示儀教 學 過 程組織教學：復(fù)習提問：電磁感應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生的條件 新課教學： 一、感應(yīng)電動勢： 1、定義：在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢叫做感應(yīng)電動勢。 2、注意：1）產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的那部分導(dǎo)體相當于電源； 2）在電源的內(nèi)部電流的方向是由低電勢到高電勢。 二、法拉第電磁感應(yīng)定律： 1、內(nèi)容：電路中感應(yīng)電動勢的大小，跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比。這就是法拉第電磁感應(yīng)定律。 2、公式： 其中：e 感應(yīng)電動

2、勢的大??；n 線圈的匝數(shù)； 磁通量的變化率。 單位：伏特，v；1伏特=1韋/秒 3、導(dǎo)出式： 1）當導(dǎo)線垂直平移切割磁感線時：e=blv 推導(dǎo)：如圖所示，已知磁感應(yīng)強度b、導(dǎo)線的長度l、以速度v向右運動，在dt時間內(nèi)由ab移到a1b1； i、利用法拉第電磁感應(yīng)定律 ii、利用能的轉(zhuǎn)化和守恒定律可知，導(dǎo)線勻速切割時，外力克服磁場力所做的功等于感應(yīng)電流的功，即： 當速度與磁感應(yīng)強度不垂直時，設(shè)夾角為a，則： iii、關(guān)于導(dǎo)體的有效長度問題2）當導(dǎo)線圍繞其一端旋轉(zhuǎn)切割磁感線時：3）矩形線框在磁場中勻速轉(zhuǎn)動時： 說明：em只與s大小有關(guān)，而與線框的形狀無關(guān)；與轉(zhuǎn)軸的位置無關(guān)。4）瞬時感應(yīng)電動勢： 如果

3、從中性面開始轉(zhuǎn)動：三、典型例題分析： 例1、用均勻?qū)Ь€做成的正方形線框邊長為0.2m，正方形的一半放在垂直紙面向里的勻強磁場中。如圖所示，當磁場以每秒10特的變化率增強時，求線框中點a、b的電勢差。 例2、如圖所示，ab、cd是兩根足夠長的固定平行金屬導(dǎo)軌，兩導(dǎo)軌間的距離為l，導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為a，在整個導(dǎo)軌平面內(nèi)都有垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為b。在導(dǎo)軌的ac端連接一個阻值為r的電阻，一根垂直于導(dǎo)軌放置的金屬棒ab，質(zhì)量為m，從靜止開始沿導(dǎo)軌下滑，求ab棒的最大速度。 例3、如圖所示，均勻圓形導(dǎo)體環(huán)的直徑上固定一金屬細棒ab，圓心o處為一轉(zhuǎn)軸，勻強磁場邊界cd通過圓心，已

4、知b=0.2t，環(huán)的半徑r=0.1m，圓環(huán)總電阻為0.4w，直棒的電阻為0.1w，圓環(huán)以w=100rad/s繞軸勻速轉(zhuǎn)動。求：1）當ao進入磁場后，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的大小；2)當ao進入磁場后，通過bo電流的大小和方向；3）維持圓環(huán)轉(zhuǎn)動的外力矩的大小。 例4、如圖所示，由均勻電阻絲做成的矩形線圈的電阻為r，ab=cd=l1，bc=ad=l2。線圈以速度v勻速穿過勻強磁場區(qū)域，磁感應(yīng)強度為b，磁場寬度為d（dl2）。1）畫出通過線圈的磁通量隨時間變化的圖象；2）求線圈的感應(yīng)電動勢；3）求線圈產(chǎn)生的焦耳熱。 課后檢測題一、選擇題1如圖所示，豎直放置的長直導(dǎo)線通以恒定電流，有一矩形線框與導(dǎo)線在同一平

5、面內(nèi)，在下列情況中能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是（）a直導(dǎo)線中電流強度變大b線框向右平動c線框向下平動d線框以ab邊為軸轉(zhuǎn)動e線框以直導(dǎo)線為軸轉(zhuǎn)動2、關(guān)于電磁感應(yīng)中感應(yīng)電動勢的大小表述是正確的是（）a、 穿過某導(dǎo)體框的磁通量為零時，該線框中的感應(yīng)電動勢一定為零b、 穿過線框的磁通量越大，該線框中的感應(yīng)電動勢就一定越大c、 穿過線框的磁通量變化越大，該線框中的感應(yīng)電動勢就一定越大d、 穿過線框的磁通量的變化率越大，該線框中的感應(yīng)電動勢就一定越大3如圖，閉合金屬線圈a懸掛在通電長直導(dǎo)線b的正上方，且和b在同一豎直平面內(nèi)，當b中的電流強度突然減小時，下列說法正確的是（）a線圈a中產(chǎn)生順時針方向的電流，懸線張力變

6、小b線圈a中產(chǎn)生順時針方向的電流，懸線張力增大c線圈a中產(chǎn)生逆時針方向的電流，懸線張力變小d線圈a中產(chǎn)生逆時針方向的電流，懸線張力增大oba4、如圖所示，導(dǎo)體ab的長為2r，繞o點以角速度w轉(zhuǎn)動，ob為r且oab三點在一條直線上，有一勻強磁場磁感應(yīng)強度為b，充滿轉(zhuǎn)動平面且與轉(zhuǎn)動平面垂直，那么ab兩端的電勢差為（）a、 br2 /2 b、 2br2 c、4 br2 d、6 br2 5如圖，在豎直平面內(nèi)有三個從相同高度由靜止開始釋放，三個線圈是大小相同的用同一種金屬材料制成的正方形，a線框有一個小缺口，b和c都閉合，b的導(dǎo)線比c粗。在水平虛線的正下方是垂直于線框所在平面向里的勻強磁場，下列關(guān)于它們

7、落地時間的說法中，正確的是（）a三個線框同時落地ba線框最先落地cb線框比c線框后落地db線框和c線框同時落地二、填空6、噴氣式飛機兩翅翼端間的距離為l，飛行的最大速率為v，飛行的所在區(qū)域的地磁場磁感應(yīng)強度為b，那么飛機在飛行過程中產(chǎn)生的最大電動勢為，最小電動勢為。b/t0.20.1o t1 t2 t/s7、有一面積為s=100cm2的金屬環(huán)，電阻為0.1，環(huán)中磁場變化規(guī)律如圖所示，磁場方向垂直環(huán)面向里，則在t1t2時間內(nèi)通過金屬環(huán)的電荷量為-c三、計算題8如圖，正方形線框abcd的總電阻r為0.4，質(zhì)量m為0.1kg，邊長為0.4m，兩虛線之間是垂直于線框平面向里的勻強磁場，上面一條虛線正好

8、過ad和bc的中點，磁感應(yīng)強度從2t開始以5t/s的變化率均勻增大，當磁感強度為多大時，懸線的拉力為零（ab邊為水平）？9固定在勻強磁場中的正方形導(dǎo)線框abcd, 各邊長為l。其中ab是一段電阻為r的均勻電阻絲, 其余3邊均為電阻可忽略的銅線. 磁場的磁感應(yīng)強度為b, 方向垂直紙面向里. 現(xiàn)有一與ab段的材料、粗細、長度都相同的電阻絲pq架在導(dǎo)體框上, 如圖所示. pq以恒定速度v從ad滑向bc, 當滑過l/3的距離時, 1)通過ap段電阻絲的電流強度是多大? 2) 電阻絲pq兩端的電壓11如圖導(dǎo)線框abcd固定在豎直平面內(nèi)，bc段的電阻為r，其他段電阻均可忽略，ef是一電阻可忽略的水平放置的導(dǎo)體桿，桿長為l，質(zhì)量為m，桿的兩端分別與ab、cd保持良好接觸，且能無摩擦地滑動，整個裝置放在磁感應(yīng)強度為b的勻強磁場中，磁場方向與框面垂直，現(xiàn)用一恒力f豎直向上拉ef使其由靜止開始上升，則ef的最大速度為多少？10.如圖，