法拉第電磁感應(yīng)定律及其應(yīng)用.

1、學(xué)案2法拉第電磁感應(yīng)定律及其應(yīng)用考點(diǎn)1 -法拉第電磁感應(yīng)定律 考點(diǎn)皤講/1 對(duì)法拉第電磁感應(yīng)定律的理解(1) 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小決定于穿過(guò)回路的磁通量的變化率曬，而與 磁通量0、磁通量的變化量</>的大小沒(méi)有必然聯(lián)系。(2) 磁通量的變化常由B的變化或S的變化兩種情況引起 當(dāng)加由的變化引起時(shí)，E=nS(B/At). 當(dāng)僅由S的變化引起時(shí)，E=uBgm(3) 由E二咖計(jì)算出的是&時(shí)間內(nèi)的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。(4) 通過(guò)回路截面的電荷量g僅與小娜I回路電阻人有關(guān)，與時(shí)間長(zhǎng)短 無(wú)關(guān)。推導(dǎo)如下：MRR(1) 0f艮大，劭V可能很小，斯艮小, A羽AZ可能很大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與有關(guān)，與0

2、無(wú)直接關(guān)系。用公式E=nSAB/At求感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 時(shí)，S為線圈在磁場(chǎng)范圍內(nèi)有效面積。2對(duì)EBLv的理解(1)正交性本公式是在定一條件下得出的，除了磁場(chǎng)是勻強(qiáng)磁場(chǎng)外，還需.£卩三者相 互垂直。實(shí)際問(wèn)題中當(dāng)它們不相互垂直時(shí)，應(yīng)取垂直的分量進(jìn)行計(jì)算。如一個(gè)與水平面成確的寬度為/的U型框架中，一金屬棒MN自導(dǎo)軌上滑下，當(dāng) 速度為卩時(shí)，由于B與卩不垂直，可把y分解為垂直B與卩不垂直，可把y分解為垂直B的勺和平行于的吋 貝OB/vj/vcoso (如圖)(2) 平均性導(dǎo)體平動(dòng)坦割磁感線時(shí)，若a為平均速度，則E為平均感 應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，即E = Blv o(3) 瞬時(shí)性若卩為瞬時(shí)速度，則E亦為相應(yīng)的瞬時(shí)

3、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。(4)有效性導(dǎo)體平動(dòng)切割磁感線，/為導(dǎo)體兩端點(diǎn)的有效長(zhǎng)度，若/丄乩/±v,則如 圖所示的導(dǎo)線切割磁感線的運(yùn)動(dòng)中，虛線的長(zhǎng)度/就是各自的有效長(zhǎng)度，即感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)都為x(5) 相對(duì)性其£E二"中的速度y是相對(duì)于磁場(chǎng)的速度，丿礦: 若磁場(chǎng)也運(yùn)動(dòng)時(shí)，應(yīng)注意速度間的相對(duì)關(guān)系。冥爲(wèi)x3如圖所示，當(dāng)導(dǎo)體繞一端點(diǎn)在垂 直于磁場(chǎng)的平面內(nèi)以角速度0轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，則其 產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=(l/2)fiL2a?o典例析#與洌一對(duì)E=ngM的理解【例1】如圖(曲所示，一個(gè)電阻值為R,匝數(shù)為的圓形金屬線圏 與阻值為2R的電阻心連接成閉合回路，線圈的半徑為口，在 線圈中半徑為門(mén)的圓形區(qū)域

4、內(nèi)存在垂直于線圈平面向里的勻 強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感血強(qiáng)度隨時(shí)間/變化的關(guān)系圖線如圖(b)所示， 圖線與橫、縱軸的截距分別為心和血。導(dǎo)線的電阻不計(jì)，求 0至耳時(shí)間內(nèi)(1) 通過(guò)電阻&上的電流大小和 方向；通過(guò)電阻&上的電荷量q及電 阻乩上產(chǎn)生的熱量?！窘馕觥勘绢}將電磁感應(yīng)與電路知識(shí)相結(jié)合，既考查了電磁感應(yīng)定律,又考查了電流.電量.電功率的求法，要解答本題既要牢固掌握相關(guān)知識(shí) 又要具備綜合分析能力.（1）由圖象分析可知,至r 1時(shí)間內(nèi)4B2BJ5由法拉第電磁感應(yīng)定律有E=ngZ=HZ3S而SrtJ 由閉合電路歐姆定律有IX=EKRR）°聯(lián)立以上各式解得通過(guò)電阻血上的電流大小為/,

5、= nBonr22/（3/?ro）由楞次定律可判斷通過(guò)電阻弘上的電流方向?yàn)閺腷到“ 通過(guò)電阻尺1上的電荷量q=l£= ”0耐2可/（3心） 通過(guò)電阻從上產(chǎn)生的熱量QTjRg 22爲(wèi)2齡屮/®用。2）.閉合電路中因律通料生變化而產(chǎn)生感應(yīng)電流時(shí)，通過(guò)導(dǎo)線橫截面的 q = 7 At = tsi = ,AZ = n電荷量R RR，其中為線圈的匝數(shù).一矩形線框置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線框平面與磁場(chǎng)方向垂直。先保持線框的面積不變，將磁感應(yīng)強(qiáng)度在Is時(shí)間內(nèi)均勻地增大到原來(lái)的兩倍。接著保持增大后的磁感應(yīng)強(qiáng)度不變，在Is時(shí)間內(nèi)，再將線框的面積均勻地減 小到原來(lái)的一半。先后兩個(gè)過(guò)程中，線框中感應(yīng)電動(dòng)

6、勢(shì)的比值為（B）A.l/2B.lC.2D.4lai與冽二公E=BLvsin &的應(yīng)用【例2】如圖所示，一導(dǎo)線彎成半徑為4的半圓形閉合回路。 虛線MN右側(cè)有磁感應(yīng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直于回 路所在的平面?；芈芬运俣融嘞蛴覄蛩龠M(jìn)入磁場(chǎng)，直徑CD 始終與MV垂直。從D點(diǎn)到達(dá)邊界開(kāi)始到C點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)為止, 下列結(jié)論正確的是()A. 感應(yīng)電流方向不變B. CD段直導(dǎo)線始終不受安培力 C感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大En=Bav D感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)平均值E =(l/4)nBav【解析】本題涉及了法拉第電磁感應(yīng)定律、榜次定律、安培力的知識(shí),考查學(xué)生應(yīng)用規(guī)律分析冋題的能力，中等難度由楞次定律可判感應(yīng)電流 方向始終沿逆時(shí)針

7、，故選項(xiàng)A正確.由右手定則知CD段直導(dǎo)線始終受安培 力，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤.當(dāng)有一半進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，切割磁感線的有效長(zhǎng)度最大，最 大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為Em=Bav,故選項(xiàng)C正確.根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律B竺可得感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值E = = _2_ = lav ,故選項(xiàng)D正確AT 2a 4E=BLvsin0的Q指切割的有效長(zhǎng)度，因此本題中,在半圓形閉合回路進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中，其切割的有效長(zhǎng)度是從零先增加到d然后又減小到零的過(guò)程。N9如圖所示，平行導(dǎo)軌間有一矩形的尸 勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，細(xì)金屬棒P0沿導(dǎo)軌" 從處勻速運(yùn)動(dòng)到ATM的過(guò)程中， 棒上感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E隨時(shí)間r變化的圖： 示，以下可能正確的是（t 0f £° D。Bf jE考點(diǎn)2自感、互感、渦流 考點(diǎn)逼講/通電自感和斷電自感的比較斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S時(shí)，流過(guò)線斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S時(shí)，流過(guò)線電路圖誦由白感斷由白愿器材要