高二物理法拉第電磁感應(yīng)定律—感應(yīng)電動勢的大小人教版知識精講

1、高二物理高二物理法拉第電磁感應(yīng)定律法拉第電磁感應(yīng)定律感應(yīng)電動勢的大小感應(yīng)電動勢的大小人教版人教版【同步教育信息同步教育信息】一. 本周教學(xué)內(nèi)容： 法拉第電磁感應(yīng)定律感應(yīng)電動勢的大小二. 知識要點(diǎn)：1. 正確理解法拉第電磁感應(yīng)定律。2. 學(xué)會運(yùn)用公式和進(jìn)行有關(guān)問題的計(jì)算。tnEBlvE 三. 疑難辨析：1. 法拉第電磁感應(yīng)定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式為，它指出感應(yīng)電動勢既不取決于磁通tnE量 的大小，也不取決于磁通量變化 的大小，而是由磁通量變化的快慢等來決定的，由算出的是感應(yīng)電動勢的平均值，當(dāng)線圈有相同的匝時(shí)，相當(dāng)于個相同的tnE電源串聯(lián)，整個線圈的感應(yīng)電動勢由算出。tnE2. 公式中涉及到的磁通量 的變

2、化情況在高中階段一般有兩種情況： tnE回路與磁場垂直的面積 s 不變，磁感應(yīng)強(qiáng)度發(fā)生變化，則 BS，此時(shí)，StBE式中叫磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率。 磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 不變，回路與磁場垂直的面積發(fā)生變tB化，則 BS。若遇到 B 和 S 都發(fā)生變化的情況，則。BtSStBE3. 回路中一部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動時(shí)感應(yīng)電動勢的表達(dá)式為，式中sinBlvE 取平均速度或瞬時(shí)速度，分別對應(yīng)于平均電動勢或瞬時(shí)電動勢。4. 在切割磁感線情況中，遇到切割導(dǎo)線的長度改變，或?qū)Ь€的各部分切割速度不等的復(fù)雜情況，感應(yīng)電動勢的根本算法仍是，但式中的 要理解時(shí)間內(nèi)導(dǎo)線切割tEt到的磁感線的條數(shù)?！镜湫屠}典型例題】例 l

3、如圖所示，導(dǎo)線全部為裸導(dǎo)線，半徑為 r，兩端開有小口的圓內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 B，一根長度大于 2r 的導(dǎo)線 MN 以速度在圓環(huán)上無磨擦地自左端勻速滑到右端，電路中固定電阻阻值為 R，其余部分電阻均忽略不計(jì)。試求 MN 從圓環(huán)左端滑到右端的過程中，（1）電阻 R 上的最大電流；（2）電阻 R 上的平均電流；（3）通過電阻的電量。解：解：（1）MN 向右滑動時(shí)，切割磁感線的有效長度不斷變化，當(dāng) MN 經(jīng)過圓心時(shí)，有效切割長度最長，此時(shí)感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流達(dá)到最大值所以，。maxIRBrvRE2（2）由于 MN 向右滑動中電動勢和電流大小不斷變化，且不是簡單的線性變化，故難

4、以通過Blv 求解平均值，可以通過磁通量的平均變化率計(jì)算平均電動勢和平均電流。所以，。rvrBtE22RBrvREI2（3）流過電阻 R 的電量等于平均電流與時(shí)間的乘積。所以，。RrBRItq2例 2 半徑為 10cm，電阻為的閉合金屬圓環(huán)放在勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直于圓環(huán)2 . 0平面。當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 從零開始隨時(shí)間 t 成正比增大時(shí)，環(huán)中感應(yīng)電流恒為 0.lA，試求 B與的關(guān)系式。解：解：線圈平面與磁場垂直，B=kt，BSSkt， ，B=0.64t（T）IRSktBStE)/(64. 01 . 01 . 02 . 01 . 0sTSIRk例 3 如圖所示，長寬的矩形線圈電阻為，處于磁感應(yīng)

5、強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場邊緣，1L2LRB線圈與磁感線垂直。求：將線圈以向右的速度勻速拉出磁場的過程中（ ）v（1）拉力 F 大小 （2）拉力的功率 P（3）拉力做的功 W （4）線圈中產(chǎn)生的電熱 Q（5）通過線圈某一截面的電荷量 q解析：解析：（1）線框勻速運(yùn)動右邊切割磁感線速度恒定，感應(yīng)電動勢恒定，感應(yīng)電流恒定。線框左邊受到的安培力恒定拉力 F 恒定。， vBLE2REI 1BILF vRvLLBF212（2）22212vRrLLBvFP（3）vRvLLLBFLW122121（4）vWQ（5）RtREtIq【模擬試題模擬試題】1. 關(guān)于線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢，下列敘述中正確的有（ ）A. 感應(yīng)電動

6、勢是標(biāo)量B. 穿過線圈的磁通量減小得越快，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢越大 C. 穿過線圈的磁通量的變化量越大，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢一定越大D. 磁通量為零時(shí)，線圈中的感應(yīng)電動勢不一定為零2. 導(dǎo)線 abc 放在勻強(qiáng)磁場中，如圖所示，已知 ab=bc=10cm，磁感應(yīng)強(qiáng)度 B=0.2T，。當(dāng)導(dǎo)線以 v=5m/s 的速度垂直 bc 向上運(yùn)動時(shí)，abc 導(dǎo)線中的感應(yīng)電動勢 E1= 37V。當(dāng)導(dǎo)線以 v5m/s 的速度平行 ab 向右運(yùn)動時(shí)，abc 導(dǎo)線中的感應(yīng)電動勢 E2= V。3. 邊長為 0.2m 的正方形導(dǎo)線框 abcd 斜靠在墻上，線框平面與地面成 30角。該區(qū)域有一水平向右的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)

7、強(qiáng)度為 0.5T，如圖所示，因受振動線框在 0.1s 內(nèi)滑跌至地面，這過程中線框里產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的平均值為 V。4. 在圖中，閉合矩形線框 abcd 位于磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B 的勻強(qiáng)磁場中，ad 邊位于磁場邊緣，線框平面與磁場垂直，ab、ad 邊長分別用 L1、L2表示，若把線圈沿 v 方向勻速拉出磁場所用時(shí)間為 t，則通過線框?qū)Ь€截面的電量是（ ）A. B. C. D. BL1L2tRLBL21RLBL21tLBL215. 圖為穿過一單匝線圈所圍面積內(nèi)的磁通量隨時(shí)間變化的圖像。在 A、B、C、D 四個時(shí)刻，其中 時(shí)刻線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大， 時(shí)刻的感應(yīng)電動勢為零。在 AB這段時(shí)間內(nèi)，線圈中

8、的平均感應(yīng)電動勢為 V。6. 金屬棒 ab 長 0.5m，水平放置，以離 a 端 0.1m 處的 O 點(diǎn)為軸在水平面內(nèi)繞豎直軸以10r/s 的轉(zhuǎn)速勻速旋轉(zhuǎn)，如圖所示，整個裝置處在豎直向上的勻強(qiáng)磁場中。磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T。求 ab 兩點(diǎn)間的電壓。7. 在磁感應(yīng)強(qiáng)度為 0.1T 的勻強(qiáng)磁場中移動長度為 20cm 的直導(dǎo)線，為了使導(dǎo)線中感應(yīng)電動勢每秒增加 0.1V，那么移動導(dǎo)線的最小加速度等于多少?8. 在磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B 的勻強(qiáng)磁場中，有一個匝數(shù)為 n、阻值為 R、半徑為 r 的圓形閉合線圈，線圈平面垂直于磁場。如果將線圈以其某一直徑為軸翻轉(zhuǎn) 180，則在此過程中線圈導(dǎo)線的任一截面處通過的電量為多少?9. 如圖所示，“U”形導(dǎo)線框固定在水平面上，右端放有質(zhì)量為 m 的金屬棒 ab，ab 與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為，它們圍成的矩形邊長分別為 L1、L2，回路的總電阻為 R.。從時(shí)刻起，在豎直向上方向加一個隨時(shí)間均勻變化的勻強(qiáng)