2017-高中物理 第1章 电磁感应 习题课 法拉第电磁感应定律的应用 同步备课课件 教科版选修3-2

1、1第一章电磁感应习题课法拉第电磁感应定律的应用2学习目标1.理解公式En 与EBLv的区别和联系，能够应用这两个公 式求解感应电动势.2.掌握电磁感应电路中感应电荷量求解的基本思路和方法.3.会求解导体棒转动切割磁感线产生的感应电动势3内容索引题型探究达标检测41题型探究5一、En 和EBLv的比较应用 En EBLv区别研究对象整个闭合回路回路中做切割磁感线运动的那部分导体适用范围各种电磁感应现象只适用于导体垂直切割磁感线运动的情况计算结果t内的平均感应电动势某一时刻的瞬时感应电动势联系EBLv是由En 在一定条件下推导出来的，该公式可看做法拉第电磁感应定律的一个推论6例例1 如图1所示，导

2、轨 OM 和 ON 都在纸面内，导体 AB 可在导轨上无摩擦滑动，若 AB 以 5 m/s的速度从O点开始沿导轨匀速右滑，导体与导轨都足够长，磁场的磁感应强度为0.2 T问：(1)3 s末夹在导轨间的导体长度是多少？此时导体切割磁感线产生的感应电动势多大？图1 答案解析7夹在导轨间的部分导体切割磁感线产生的电动势才是电路中的感应电动势3s末，夹在导轨间导体的长度为：8(2)3 s内回路中的磁通量变化了多少？此过程中的平均感应电动势为多少？图1 答案解析3 s内回路中磁通量的变化量3 s内电路产生的平均感应电动势为：9例例2 如图2甲所示，固定在水平面上电阻不计的光滑金属导轨，间距d0.5 m右

3、端接一阻值为4 的小灯泡L，在CDEF矩形区域内有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B按如图乙规律变化CF长为2 m在 t0 时，金属棒ab从图示位置由静止在恒力F作用下向右运动到EF位置，整个过程中小灯泡亮度始终不变已知ab金属棒电阻为1 ，求：(1)通过小灯泡的电流；图2答案解析0.1 A10金属棒未进入磁场时，电路总电阻R总RLRab5 11(2)恒力F的大小；图2答案解析0.1 N因灯泡亮度不变，故在t4 s末金属棒刚好进入磁场，且做匀速运动，此时金属棒中的电流IIL0.1 A恒力大小：FF安BId0.1 N.12(3)金属棒的质量图2答案解析0.8 kg因灯泡亮度不变，金属棒在磁场中运动

4、时，产生的感应电动势为E2E10.5 V13二、电磁感应中的电荷量问题例例3 如图3甲所示，一个圆形线圈的匝数n1 000，线圈面积S300 cm2，线圈的电阻r1 ，线圈外接一个阻值R4 的电阻，线圈处在一方向垂直线圈平面向里的圆形磁场中，圆形磁场的面积 S0200 cm2，磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示求：图3(1)第4 s时线圈的磁通量及前4 s内磁通量的变化量答案解析8103 Wb 4103 Wb14磁通量BS00.4200104 Wb8103 Wb磁通量的变化量为：0.2200104 Wb4103 Wb15(2)前4 s内的感应电动势 答案解析由图像可知前4 s内磁感应强度B的

5、变化率1 V16(3)前4 s内通过R的电荷量 答案解析0.8 C17总结提升总结提升求电磁感应中电荷量的一个有用的结论：注意：求解电路中通过的电荷量时，一定要用平均电动势和平均电流计算18针对训练针对训练如图4所示，空间存在垂直于纸面的匀强磁场，在半径为a的圆形区域内部及外部，磁场方向相反，磁感应强度的大小均为B.一半径为b(ba)、电阻为R的圆形导线环放置在纸面内，其圆心与圆形区域的中心重合当内、外磁场同时由B均匀地减小到零的过程中，通过导线环截面的电荷量为答案解析图419开始时穿过导线环向里的磁通量设为正值，1Ba2，向外的磁通量则为负值，2B(b2a2)，总的磁通量为它们的代数和(取绝

6、对值)B|b22a2|，末态总的磁通量为0，20三、导体棒转动切割磁感线产生感应电动势的计算例例4 长为l的金属棒ab以a点为轴在垂直于匀强磁场的平面内以角速度做匀速转动，如图5所示，磁感应强度为B.求：(1)ab棒的平均速率；图5 答案解析21(2)ab两端的电势差；图5 答案解析ab两端的电势差：22(3)经时间t金属棒ab所扫过面积中磁通量为多少？此过程中平均感应电动势多大？图5 答案解析经时间t金属棒ab所扫过的扇形面积为S，则：由法拉第电磁感应定律得：23总结提升总结提升导体转动切割磁感线：当导体棒在垂直于磁场的平面内，其一端固定，以角速度匀速转动时，产生的感应电动势为EBl Bl2

7、，如图6所示若圆盘在磁场中以绕圆心匀速转动时，如图7所示，相当于无数根“辐条”转动切割，它们之间相当于电源的并联结构，圆盘上的感应电动势仍为EBr Br2.图6图724达标检测2251.如图8，在磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，金属杆MN在平行金属导轨上以速度v向右匀速滑动，MN中产生的感应电动势为E1；若磁感应强度增大为2B，其他条件不变，MN中产生的感应电动势变为E2，则E1与E2之比为A.11 B.21C. 12 D.1412图8根据EBLv，磁感应强度增大为2B，其他条件不变，所以感应电动势变为2倍.答案解析262.物理实验中，常用一种叫做“冲击电流计”的仪器测定通过电路的电荷量.如图9所示，探测线圈与冲击电流计串联后可用来测定磁场的磁感应强度.已知线圈的匝数为n