《法拉第電磁感應(yīng)定律》名師課件第2課時

法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用(復(fù)習課)廣東省汕頭市澄海區(qū)實驗高級中學曾映丹2）L：有效切割長度；v：導(dǎo)體棒相對于磁場的速度；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。法拉第電磁感應(yīng)定律(1)(2)說明：1）成立前提：勻強磁場（B不變）；兩兩互相垂直感生電動勢動生電動勢優(yōu)教提示打開工具欄，點擊“課件素材”，選取“動畫演示：大小螺線管”選取“動畫演示：感應(yīng)電動勢”互動訓練互動答題時間，拿出你的學習卡開始答題吧！優(yōu)教提示打開工具欄，點擊課件訓練，選取“名師訓練-《法拉第電磁感應(yīng)定律》”練習：公式

的應(yīng)用1.（多選）單匝矩形線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)軸垂直于磁場。若線圈所圍面積里磁通量隨時間變化的規(guī)律如圖所示，則()A.線圈中0時刻感應(yīng)電動勢最大B.線圈中D時刻感應(yīng)電動勢為零C.線圈中D時刻感應(yīng)電動勢最大D.線圈中0到D時間內(nèi)平均感應(yīng)電動勢為0.4VABDΦ/10-2Wbt/sABD0120.1斜率表示Φ的變化率2.如圖，水平面上有兩根相距0.5m的足夠長的平行金屬導(dǎo)軌MN和PQ，它們的電阻不計，在M和P之間接有R=3.0Ω的定值電阻，導(dǎo)體棒長L=0.5m，其電阻為r=1.0Ω，與導(dǎo)軌接觸良好。整個裝置處于方向豎直向下的勻強磁場中，B=0.4T?，F(xiàn)使ab以v=10m／s的速度向右做勻速直線運動。(1)ab中的電流多大？ab兩點間的電壓多大？(2)維持ab做勻速運動的水平外力多大？練習：公式

的應(yīng)用RBrPMNaQbvI=0.5AF=0.1NU=1.5V例題：如圖甲，水平面上有兩電阻不計的光滑金屬導(dǎo)軌平行固定放置，間距為d

，右端通過導(dǎo)線與阻值為R的小燈泡L連接，在面積為S的CDFE矩形區(qū)域內(nèi)有豎直向上的勻強磁場，磁感應(yīng)強度B隨時間變化如圖乙。在t＝0時，一阻值為R的金屬棒在恒力F作用下由靜止開始從ab位置沿導(dǎo)軌向右運動，當t＝t0時恰好運動到CD位置，并開始在磁場中勻速運動。求：(1)0～t0時間內(nèi)通過小燈泡的電流；(2)金屬棒在磁場中運動速度的大小。電磁感應(yīng)現(xiàn)象的應(yīng)用

第一步：確定電源。切割磁感線的導(dǎo)體或磁通量發(fā)

生變化的回路充當電源；

第二步：畫等效電路圖。分析內(nèi)電路、外電路；

第三步：運用法拉第電磁感應(yīng)定律、閉合電路歐姆

定律、牛頓運動定律等知識求解。解題步驟練習：如圖所示，P、Q為水平面內(nèi)平行放置的光滑金屬長直導(dǎo)軌，間距為L1，處在豎直向下、磁感應(yīng)強度大小為B1的勻強磁場中。一導(dǎo)體桿ef垂直于P、Q放在導(dǎo)軌上，在外力作用下向左做勻速直線運動。質(zhì)量為m、每邊電阻均為r、邊長為L2的正方形金屬框abcd置于豎直平面內(nèi)，兩頂點a、b通過細導(dǎo)線與導(dǎo)軌相連，磁感應(yīng)強度大小為B2的勻強磁場垂直金屬框向里，金屬框恰好處于靜止狀態(tài)。不計其余電阻和細導(dǎo)線對a、b點的作用力。(1)通過ab邊的電流Iab是多大？(2)導(dǎo)體桿ef的運動速度v是多大？abdcE(1)設(shè)通過正方形金屬框的總電流為I，ab邊的電流為Iab，dc邊的電流為Idc，有：①②金屬框處于靜止狀態(tài)，由平衡條件得：③由①②③解得：④abdcE(2)由(1)可得：

⑤設(shè)導(dǎo)體桿切割磁感線產(chǎn)生的電動勢為E，有：E=B1L1v

⑥設(shè)ad、dc、cb三邊電阻串聯(lián)后與ab邊電阻并聯(lián)的總電阻為R，則：⑦根據(jù)閉合電路歐姆定律，有：I=E/R

由⑤～⑧解得：⑨⑧解題注意事項：電路分析（畫等效電路圖），受力分析，運動狀態(tài)判斷；原始方程式的正確書寫；用題目中提供的字母進行運算；同一物理量要用下標進行區(qū)分；

……作業(yè)評講：如圖所示，abc是光滑的軌道，其中ab是水平的，bc為與ab相切的位于豎直平面內(nèi)的半圓，半徑R=0.30m。質(zhì)量m=0.20kg的小球A靜止在軌道上，另一質(zhì)量M=0.60kg、速度為v0=5.5m/s的小球B與小球A正碰。已知相碰后小球A經(jīng)過半圓的最高點c落到軌道上距b點為L=4R處，重力加速度g取10m/s2，求：碰撞結(jié)束時,小球A和B的速度的大小。拓展：試論證小球B是否能沿著半圓軌道到達c點？求MN從圓環(huán)的左端滑到右端的過程中通過電阻R的電荷量水平放置于勻強磁場B中的光滑導(dǎo)軌，寬為L，放有一根導(dǎo)體棒ab，用恒力F作用在ab上，由靜止開始運動，回路總電阻為R，分析ab

的受力情況和運動情況，并求ab的最大速度。baBR

F若給金屬桿ab一個初速度v0，使ab桿向右自由滑行做加速度逐漸減小的加速運動做加速度逐漸減小的減速運動θBRbaabRKa=(F-f)/mvE=BLvI=E/Rf=BIL做加速度逐漸減小的加速運動練習：兩光滑軌道相距L=0.5米，固定在傾角為θ=370的斜面上，軌道下端連入阻值為R=4歐姆的定值電阻，整個軌道處在豎直向上的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度B=1特斯拉，一質(zhì)量m=0.1千克的金屬棒MN從軌道頂端由靜止釋放，沿軌道下滑，金屬棒沿軌道下滑x=30米后恰達到最大速度（軌道足夠長），在該過程中，始終能保持與軌道良好接觸．（軌道及金屬棒的電阻不計）(1)金屬棒下滑過程中，M、N哪端電勢高；(2)求金屬棒下滑過程中的最大速度；(3)求該過程中通過金屬棒橫截面的電荷量q；(4)求該過程中回路中產(chǎn)生的焦耳熱Q。解題關(guān)鍵：將立體圖轉(zhuǎn)化為平面圖！準確的受力分析?。?1)根據(jù)右手定則，可判知M端電勢較高。(2)設(shè)金屬棒的最大速度為v，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，回路中的感應(yīng)電動勢E=BLvcosθ根據(jù)閉合電路歐姆定律，回路中的電流強度I＝E／R 金屬棒所受安培力F=BIL聯(lián)立解得：F=B2L2vcosθ／R 對金屬棒，根據(jù)平衡條件列方程mgsinθ=Fcosθ聯(lián)立以上方程解得：v=15m/s(3)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律回路中的平均感應(yīng)電動勢

E=Φ/t 平均電流強度I=E/R

通過金屬棒橫截面的電荷量q=I?t聯(lián)立以上各式得：q=Φ/R 又由題意得：Φ=BxLcosθ代入數(shù)據(jù)解得：q=3C(4)根據(jù)能量守恒定律得：mgxsinθ

=

1/2mv2+Q解得：Q

=

6.75J1.電阻可忽略的光滑平行金屬導(dǎo)軌長s=1.15m，兩導(dǎo)軌間距L=0.75m，導(dǎo)軌傾角為30°，導(dǎo)軌上端ab接一阻值R=1.5Ω的電阻，磁感應(yīng)強度B=0.8T的勻強磁場垂直軌道平面向上。阻值r=0.5Ω，質(zhì)量m=0.2kg的金屬棒與軌道垂直且接觸良好，從軌道上端ab處由靜止開始下滑至底端，在此過程中金屬棒產(chǎn)生的焦耳熱Qr=0.1J。(取g=10m/s2)求：

(1)金屬棒在此過程中克服安培力的功W安；(2)金屬棒下滑速度v=2m/s時的加速度a。(3)為求金屬棒下滑的最大速度vm，有同學解答如下：由動能定理，W重-W安=mvm2，…….由此所得結(jié)果是否正確？若正確，說明理由并完成本小題；若不正確，給出正確的解答。

練習：如圖，粗糙水平桌面上有一質(zhì)量為m的銅質(zhì)矩形線圈。當一豎直放置的條形磁鐵從線圈中線AB正上方等高快速經(jīng)過時，若線圈始終不動，則關(guān)于線圈受到的支持力FN及在水平方向運動趨勢的正確判斷是()A.FN先小于mg后大于mg，運動趨勢向左B.FN先大于mg后小于mg，運動趨勢向右C.電流方向先為A→B→C→D→A，

后為D→C→B→A→DD.電流方向先為D→C→B→A→D，后為A→B→C→D→A楞次定律的考查BC如圖甲，一矩形線圈位于隨時間t變化的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度B隨t的變化規(guī)律如圖乙所示。以i表示線圈中的感應(yīng)電流，以圖甲中線圈上箭頭所示方向為電流正方向，以垂直紙面向里的磁場方向為正，則以下的i—t圖象中正確的是()A電磁感應(yīng)現(xiàn)象的圖像問題練習：如圖所示，矩形金屬導(dǎo)線框abcd在勻強磁場中靜止不動，磁場方向與線框平面垂直，磁感應(yīng)強度B隨時間t變化的圖象如圖乙所示．t＝0時刻，磁感應(yīng)強度的方向垂直紙面向里，則在0～4s時間內(nèi)，下圖中能正確表示線框ab邊所受的安培力F隨時間t變化的圖象是(規(guī)定ab邊所受的安培力方向向左為正)(

)A

B

C

D

A練習：如圖所示，電路甲、乙中，電阻R和自感線圈L的電阻值都很小，接通S，使電路達到穩(wěn)定，燈泡D發(fā)光。則()A．在電路甲中，斷開S，D將逐漸變暗B．在電路甲中，斷開S，D將先變得更亮，然后漸漸變暗C．在電路乙中，斷開S，D將漸漸變暗D．在電路乙中，斷開S，D將變得更亮，然后漸漸變暗A(chǔ)D課后作業(yè)：如圖，一條軌道固定在豎直平面內(nèi)，粗糙的ab段水平，bcde段光滑，cde段是以O(shè)為圓心、R為半徑的一小段圓弧。可視為質(zhì)點的物塊A和B緊靠在一起，靜止于b處，A的質(zhì)量是B的3倍。兩物塊在足夠大的內(nèi)力作用下突然分離，分別向左、右始終沿軌道運動。B到b點時速度沿水平方向，此時軌道對B的支持力大小等于B所受重力的3/4，A與ab段的動摩擦因數(shù)為μ，重力加速度g，求：(1)物塊B在d點的速度大??；(2)物塊A滑行的距離。力學實驗研究勻變速直線運動探究彈力和彈簧伸長量的關(guān)系驗證力的平行四邊形定則驗證牛頓第二定律探究動能定理驗證機械能守恒定律涉及物體做勻加速直線運動的實驗有：研究勻變速直線運動驗證牛頓第二定律驗證動能定理

驗證機械能守恒定律打點計時器實驗小車接電源紙帶帶有定滑輪的長木板細線鉤碼mM電學實驗1、伏安法測電阻(1)描繪小燈泡的伏安特性曲線(2)測電阻絲電阻率2、測定電源電動勢和內(nèi)阻3、多用電表的使用用牛頓定律、動量觀點、全電路歐姆定律解電學綜合問題和力、電綜合問題；用能量觀點解電磁感應(yīng)問題電磁感應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象的條件感應(yīng)電動勢的大小感應(yīng)電流的方向楞次定律右手定則四、公式E=nΔΦ/Δt與E=BLvsinθ的區(qū)別與聯(lián)系(1)研究對象不同，E=nΔΦ/Δt的研究對象是一個回路，而E=BLvsinθ研究對象是磁場中運動的一段導(dǎo)體。(2)物理意義不同；E=nΔΦ/Δt求得是Δt時間內(nèi)的平均感應(yīng)電動勢，當Δt→0時，則E為瞬時感應(yīng)電動勢；E=BLvsinθ，如果v是某時刻的瞬時速度，則E也是該時刻的瞬時感應(yīng)電動勢；若v為平均速度，則E為平均感應(yīng)電動勢。(3)E=nΔΦ/Δt求得的電動勢是整個回路的感應(yīng)電動勢，而不是回路中某部分導(dǎo)體的電動勢。整個回路的電動勢為零，其回路中某段導(dǎo)體的感應(yīng)電動勢不一定為零。(4)E=BLvsinθ和E=nΔΦ/Δt本質(zhì)上是統(tǒng)一的。前者是后者的一種特殊情況。但是，當導(dǎo)體做切割磁感線運動時，用E＝BLvsinθ求E比較方便；當穿過電路的磁通量發(fā)生變化，用E=nΔΦ/Δt求E比較方便。4.如圖所示，光滑導(dǎo)軌寬0.4m，ab金屬棒長0.5m，均勻變化的磁場垂直穿過其面，方向如圖，磁場的變化如圖所示，金屬棒ab的電阻為1Ω，導(dǎo)軌電阻不計，自t＝0時，ab棒從導(dǎo)軌最左端，以v＝1m/s的速度向右勻速運動，則()A．1s末回路中的電動勢為1.6VB．1s末棒ab受安培力大小為1.6NC．1s末回路中的電動