最新物理一輪_第十章_第一單元_第2課時(shí).

1、第一單元電磁感應(yīng)基本規(guī)律第一單元電磁感應(yīng)基本規(guī)律第第2課時(shí)法拉第電磁感應(yīng)定律課時(shí)法拉第電磁感應(yīng)定律 選修32 第十章電磁感應(yīng) 基礎(chǔ)回顧基礎(chǔ)回顧 考點(diǎn)法拉第電磁感應(yīng)定律 1.法拉第電磁感應(yīng)定律(1)內(nèi)容：電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，跟穿過(guò)這一電路的磁通量的_成正比(2)公式：E_；對(duì)于n匝線圈，有E_.(3)物理意義：反映了電磁感應(yīng)現(xiàn)象中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與磁通量變化_有關(guān)(4)適應(yīng)性：適應(yīng)于_導(dǎo)體回路答案：1(1)變化率 (3)快慢(4)所有(2)t nt 2導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) (1)當(dāng)導(dǎo)體做垂直切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算公式為E_.(2)有轉(zhuǎn)動(dòng)軸的導(dǎo)體棒做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，若切割方向

2、垂直磁感線，則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算公式為E_.答案：2(1)BLv(2)12BL2 要點(diǎn)深化要點(diǎn)深化1磁通量、磁通量的變化量和磁通量的變化率的區(qū)分tBSt 2.理解感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與感應(yīng)電流產(chǎn)生的區(qū)別只要在電路中有磁通量變化，無(wú)論電路是否閉合都能產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；而感應(yīng)電流則需要閉合電路故感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生可先于感應(yīng)電流，當(dāng)要用電流時(shí)才把電路接通3公式En 與EBLv的區(qū)別和聯(lián)系En 是計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小普遍適用的公式，應(yīng)用的對(duì)象主要是整個(gè)閉合回路，即非切割磁感線而產(chǎn)生電磁感應(yīng)的情況，它算出來(lái)的電動(dòng)勢(shì)是t時(shí)間內(nèi)的平均值如果磁通量是均勻變化的，則平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也等于瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)如果不是均勻變化的，但當(dāng)t0時(shí)

3、，E的極限值也是瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)公式中的n是獨(dú)立的量，即與線圈是一匝還是多匝有關(guān)故計(jì)算E時(shí)要分二部分認(rèn)識(shí)：即n和 .EBLv是由En 推導(dǎo)出來(lái)的公式，應(yīng)用對(duì)象是一段切割磁感線的導(dǎo)體，它算出的電動(dòng)勢(shì)是切割磁感線的那部分導(dǎo)體所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，取瞬時(shí)速度時(shí)求出的是瞬時(shí)值，取平均速度時(shí)求出的是平均值t t t t 4明確感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的二種特殊情況中各公式的具體用法及應(yīng)用時(shí)須注意的問(wèn)題(1)導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)EBLv，應(yīng)用此公式時(shí)B、L、v三個(gè)量必須是兩兩相互垂直，若不垂直應(yīng)轉(zhuǎn)化成相互垂直的有效分量進(jìn)行計(jì)算，生硬地套用公式會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤有的注意到三者之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)不垂直后，在不明白角含義的情

4、況下用EBLvsin 求解，這也是不可取的處理這類問(wèn)題，最好畫圖找B、L、v三個(gè)量的關(guān)系，如若不兩兩垂直則在圖上畫出它們兩兩垂直的有效分量，然后將有效分量代入公式EBLv求解；若導(dǎo)體棒是曲折的，則l要取與v垂直的有效長(zhǎng)度(2)導(dǎo)體棒以端點(diǎn)為軸在垂直于磁感線的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，計(jì)算此時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)須注意棒上各點(diǎn)的線速度不同，應(yīng)用平均速度(即中點(diǎn)位置的線速度)來(lái)計(jì)算，所以E BL2.這里E反映的既是平均值，也是瞬時(shí)值12 如右圖所示，A為一固定的導(dǎo)體圓環(huán)，條形磁鐵B從左側(cè)無(wú)窮遠(yuǎn)處沿圓環(huán)軸線移向圓環(huán)，穿過(guò)后移到右側(cè)無(wú)窮遠(yuǎn)處如果磁鐵的移動(dòng)是勻速的，則()A磁鐵移近圓環(huán)時(shí)受到圓環(huán)的斥力，離開(kāi)圓環(huán)時(shí)

5、受到圓環(huán)的引力B磁鐵的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，圓環(huán)中電流方向不變C磁鐵的中點(diǎn)通過(guò)環(huán)面時(shí)，圓環(huán)中電流為零D磁鐵的中點(diǎn)通過(guò)環(huán)面時(shí)，圓環(huán)中電流最大題型一磁通量變化及磁通量變化率等含義的理解解析：根據(jù)楞次定律的推廣意義：“來(lái)拒去留”知，磁鐵移近圓環(huán)時(shí)受到圓環(huán)的斥力，離開(kāi)圓環(huán)時(shí)受到圓環(huán)的引力，選項(xiàng)A正確、B錯(cuò)誤根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律知，磁鐵的中點(diǎn)通過(guò)環(huán)面時(shí)，磁感線是平行的，磁通量的變化率為零，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，故感應(yīng)電流為零，選項(xiàng)C正確、D錯(cuò)誤答案：AC點(diǎn)評(píng)：本題考查楞次定律、法拉第電磁感應(yīng)定律的綜合應(yīng)用能力關(guān)鍵要理解磁通量變化大小與磁通量變化率的區(qū)別題型訓(xùn)練題型訓(xùn)練1關(guān)于閉合電路中線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E、磁通量，磁

6、通量的變化量及磁通量的變化率 、線圈的匝數(shù)N之間的關(guān)系，下列說(shuō)法正確的是()A0時(shí)，E可能最大B很大時(shí)，E可能很小C. 0時(shí)，E可能不等于0DN越多，一定很大，故E也一定很大t t 解析：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和磁通量的變化率成正比，不是和磁通量的多少成正比例如，有一個(gè)線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)到和磁場(chǎng)垂直，即線圈內(nèi)磁通量達(dá)到最大時(shí)，它的變化率卻最小，這時(shí)感生電動(dòng)勢(shì)為零而當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到和磁場(chǎng)平行，即穿過(guò)線圈的磁通量為零時(shí)，磁通量的變化率卻達(dá)到最大，這時(shí)產(chǎn)生的感生電動(dòng)勢(shì)達(dá)到最大值而與N無(wú)關(guān)答案：AB(1)En 往往用來(lái)求t時(shí)間內(nèi)的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)這樣，涉及過(guò)程量的計(jì)算要先用此公式確定閉合電路的電動(dòng)勢(shì)，

7、如計(jì)算一段時(shí)間通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電量時(shí)，先用En 計(jì)算閉合電路的電動(dòng)勢(shì)，再應(yīng)用公式Iq/t求t時(shí)間內(nèi)通過(guò)某橫截面的電量(2)當(dāng)t0時(shí)，En 等于瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)這主要是在討論線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)動(dòng)的情況下電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值的問(wèn)題發(fā)揮了作用這一點(diǎn)在本章第二單元第3課時(shí)電磁感應(yīng)圖象及下一章復(fù)習(xí)交流電時(shí)進(jìn)行研究題型二公式En 的用法研究t t t t 如右圖所示，兩條平行且足夠長(zhǎng)的金屬導(dǎo)軌置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，B的方向垂直導(dǎo)軌平面兩導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)，左端接一電阻R，其余電阻不計(jì)長(zhǎng)為2L的導(dǎo)體棒ab如圖所示放置， 開(kāi)始時(shí)ab棒與導(dǎo)軌垂直，在ab棒繞a點(diǎn)緊貼導(dǎo)軌滑倒的過(guò)程中，試求通過(guò)電阻R的電荷量解析：根據(jù)法拉

8、第電磁感應(yīng)定律，得：通過(guò)R的平均電流：所以通過(guò)R的電荷量：答案：點(diǎn)評(píng)：由此看出通過(guò)電阻R的電荷量與時(shí)間無(wú)關(guān)，也即是說(shuō)，與線圈的運(yùn)動(dòng)情況無(wú)關(guān)，只與磁通量的變化量及電路的總電阻有關(guān)EtBStB12L4L2L2t3BL22t IER3BL22tR qIt3BL22R. 3BL22R 題型訓(xùn)練題型訓(xùn)練2如圖所示，閉合導(dǎo)線框的質(zhì)量可忽略不計(jì)，將它從如圖所示的位置勻速拉出勻強(qiáng)磁場(chǎng)若第一次用0.3 s時(shí)間拉出，通過(guò)導(dǎo)線截面的電量為q1，第二次用0.9 s時(shí)間拉出，通過(guò)導(dǎo)線截面的電量為q2.則()Aq1q2Bq1q2Cq1q2 D不能確定解析：根據(jù)例題得到的結(jié)論可得C正確答案：C EBLv往往用來(lái)計(jì)算閉合電路

9、中的部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)如果再結(jié)合此式計(jì)算閉合電路中的電流，求得的是瞬時(shí)電流；如果再結(jié)合安培力的公式FBIL計(jì)算該導(dǎo)體棒或與之串聯(lián)的另外一導(dǎo)體棒所受的安培力時(shí)，所求得的也是瞬時(shí)安培力這對(duì)于分析處理導(dǎo)體做切割磁感線做變速運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題有很大的作用題型三公式EBLv的用法研究 水平面上兩根足夠長(zhǎng)的金屬導(dǎo)軌平行固定放置，間距為L(zhǎng)，一端通過(guò)導(dǎo)線與阻值為R的電阻連接；導(dǎo)軌上放一質(zhì)量為m的金屬桿(見(jiàn)圖甲)，金屬桿與導(dǎo)軌的電阻忽略不計(jì)；勻強(qiáng)磁場(chǎng)豎直向下用與導(dǎo)軌平行的恒定拉力F作用在金屬桿上，桿從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，最終將做勻速運(yùn)動(dòng)當(dāng)改變拉力的大小時(shí)，相對(duì)應(yīng)的勻速運(yùn)動(dòng)速度v也會(huì)變化，v與F的關(guān)系如圖乙

10、已知m0.5 kg，L0.5 m，R0.5 ，取重力加速度g10 m/s2.(1)金屬桿在勻速運(yùn)動(dòng)之前做什么運(yùn)動(dòng)？(2)磁感應(yīng)強(qiáng)度B為多大？(3)由v F圖線的截距可求得什么物理量？其值為多少？圖甲 圖乙 解析：(1)加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)(2)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)EBLv感應(yīng)電流I 安培力FMBIL由圖線可知金屬桿受拉力、安培力和阻力作用，勻速時(shí)合力為零有： 所以：由圖線可以得到直線的斜率k2，所以 (3)由直線的截距可以求得金屬桿受到的阻力f，f2 N若金屬桿受到的阻力僅為動(dòng)摩擦力，由截距可求得動(dòng)摩擦因數(shù)0.4.答案：(1)加速度減小的加速運(yùn)動(dòng) (2)1 T(3)由截距可求得動(dòng)摩擦因數(shù)0.4ER B2

11、L2vR FB2L2vRf vRB2L2(Ff) B RkL21 T 點(diǎn)評(píng)：本題要注意過(guò)程的分析，即根據(jù)a ，隨著v的增大，a減小，故金屬桿做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，到a0，即 時(shí)，金屬桿的速度值最大，以此做勻速直線運(yùn)動(dòng)本題還有一點(diǎn)要特別注意，每次作用力是恒力，但各次作用力不同，故最大速度值不同，才畫得v F圖卻不能以為每次作用力是變力而出錯(cuò)FfB2L2vRm 題型訓(xùn)練題型訓(xùn)練3如圖所示，豎直放置的U型導(dǎo)軌寬為L(zhǎng)，上端串有電阻R(導(dǎo)軌其余部分電阻不計(jì))，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于紙面向外，金屬棒ab的質(zhì)量為m，與導(dǎo)軌接觸良好，不計(jì)一切摩擦從靜止釋放后ab保持水平下滑，試求ab下滑的最大速度v

12、m.解析：釋放瞬間ab只受重力作用，開(kāi)始向下加速運(yùn)動(dòng)，隨著速度的增大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E、感應(yīng)電流I、安培力F都隨之增大，加速度隨之減小當(dāng)F增大到Fmg時(shí)，加速度變?yōu)榱?，這時(shí)ab達(dá)到最大速度根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，有：EBLvm根據(jù)閉合電路歐姆定律，有：根據(jù)安培力公式，有：結(jié)合平衡關(guān)系，解得：答案：IER FBILB2L2vmR vmmgRB2L2 vmmgRB2L2 警示不能分清兩公式的用法 如右圖所示，在一個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一彎成45角的金屬導(dǎo)軌，且導(dǎo)軌平面垂直磁場(chǎng)方向?qū)щ姲鬗N以速度v從導(dǎo)軌的O點(diǎn)處開(kāi)始無(wú)摩擦地勻速滑動(dòng)，速度v的方向與Ox方向平行，導(dǎo)電棒與導(dǎo)軌單位長(zhǎng)度的電阻為r，試確定回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流隨運(yùn)動(dòng)時(shí)間t的表達(dá)式錯(cuò)解：導(dǎo)電棒MN以速度v從O點(diǎn)向右移動(dòng)，經(jīng)時(shí)間t到達(dá)圖示的位置這時(shí)回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為電路中總電阻：Ob vt， ab vttan 45， Oa vtcos 45 2vt EtBStB12Ob abt12Bv2t， Rr( Ob ab Oa )vtr(2 2) IERBv2t2vtr2 2Bv22 2r. 分析糾錯(cuò)：此解法錯(cuò)誤的原因在于利用E 求出的是電動(dòng)勢(shì)的平均值，而不是我們要求的電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值由于兩者不