第四节法拉第电磁感应定律与力学电学要点

1、江苏省滦阳中学高二物理74.法拉第电磁感应定律编者：杨福松【学习目标】1 .理解感应电动势的概念； 2 .知道磁通量的变化率，能区分 、.,: t3 .掌握法拉第电磁感应定律，会计算感应电动势；4 .会计算导体切割磁感线时产生的感应电动势；了解反电动势。 【要点导学】1、电磁感应定律问题1:在电磁感应现象中，既然闭合电路中有感应电流，这个电路中就一定有电动势。在 电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势。感应电动势的大小跟哪些因素有关？观察实验：问题2:图图4-4-1中，哪部分相当于的电源？哪部分相当于电源内阻?问题3:电流表指针偏转程度跟感应电动势的大小有什么关系?图 4-4-1问题4:实验中

2、，将条形磁铁从同一高度插入线圈中，快插入和慢插入有什么相同和不同?问题5:法拉第电磁感应定律的内容？公式？单位?图 4-4-2问题6:如果线圈有n匝，公式如何?问题7:磁通量发生变化一般有几种情况？当回路面积S不变时，怎么表不？ 当磁感强度B不变时，怎么表示?2、导线切割磁感线时的感应电动势(1)平动切割 问题8:如图4-4-2导线切割磁感线时，磁通量是如何发生变化的？推导并得出公式。问题9:当导体的运动方向跟磁感线方向有一个夹角9 ,感应电动势的公式又如何？(2)转动切割问题10:如图4-4-3所示当导体长为 L在垂直于磁场的平面内，绕一端以 x x x x x x x角速度与匀速转动，切割

3、磁感线产生感应电动势是多少？式* XaK4式xxx X X X XJC X X X X图 4-4-33、反电动势问题11:图4-4-4中，电动机线圈的转动会产生感应电动势。这个 电动势是加强了电源产生的电流，还是削弱了电源的电流？是有利于线圈转动还是阻碍线圈的转动？图 4-4-4问题12:如果电动机因机械阻力过大而停止转动，会发生什么情 况？这时应采取什么措施？【典型例题】1、法拉第电磁感应定律的简单应用【例1】关于感应电动势大小的下列说法中，正确的是（）A.线圈中磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势一定越大B.线圈中磁通量越大，产生的感应电动势一定越大C.线圈放在磁感强度越强的地方，产生的

4、感应电动势一定越大D.线圈中磁通量变化越快，产生的感应电动势越大例2 一个200匝、面积200cm2的圆线圈，放在匀强磁场中，磁场的方向与线圈平面垂直,磁感应弓II度在0.05s内由0.1T增加到0.5T,在此过程中，穿过线圈的磁通量变化量是 磁通量的变化率是 ,线圈中感应电动势的大小是 。【例3】用均匀导线做成的正方形线框.每边长为0.2m,正方形的一半放在和纸面垂直向里的匀强磁场中，如图3所示，当磁场以10T/S的变化率增强时,线框中点a、b两点的电势差（）A. Uab=0.1VB. Uab=0.1VC. Uab= 0.2VD. Uab=0.2V1.a2、公式E=BLv的应用【例4】如图所

5、示，在竖直向下的匀强磁场中，有一根水平放置的金属棒沿水平方向抛出，初速度方向和棒垂直，则棒两端产生的感应电动势将：（）A、随时间增大B、随时间减小C、不随时间变化D、难以确定【例5】如图1所示.平行金属导轨的间距为 d, 一端跨接一阻值为感应强度为B.方向垂直于导轨平面指向里.一根长金属棒置于导轨上，与导轨成 60。角，当金属棒以垂直于棒的速度v在导轨上滑行时，电阻 R中的电流强度为（不计导轨和棒的电阻 ）（）A. Bdv/Rsin60°B. Bdv/RR的电阻，匀强磁场的磁C. Bdvsin60°/RD. Bdvcos60° /R【例6】如图所示，有一弯成8角的

6、光滑金属导轨 POQ,水平放置在磁感应强度为 B的匀强 磁场中，磁场方向与导轨平面垂直，有一金属棒MN与导轨的OQ边垂直放置，当金属棒从。点开始以加速度 a向右匀加速运动t秒时，棒与导轨所构成的回路中的感应电动势是多少 XXXX X XxHx卜QXXX “X3、导线转动切割R,可转动原金属杆 OA的电阻为R/4,杆长【例7】如图所示，粗细均匀的金属环的电阻为为L, A端与环相接触，一定值电阻分别与杆的端点 O及环边连接，杆OA在垂直于环面向里的、磁感应强度为 B的匀强磁场中，以角速度 总电流的变化范围。顺时针转动，又定值电阻为 R/2,求电路中【法拉第电磁感应定律分层练习班级 姓名 学号()1

7、、关于感应电动势的大小，下列说法中正确的是A.跟穿过闭合电路的磁通量有关系B.跟穿过闭合电路的磁通量的变化大小有关系C.跟穿过闭合电路的磁通量的变化快慢有关系D.跟电路的电阻大小有关系()2、一个N匝圆线圈，放在磁感强度为B的匀强磁场中，线圈平面跟磁感强度方向成30。角，磁感强度随时间均匀变化，线圈导线规格不变，下列方法中可使线圈中感应电 流增加一倍的是A.将线圈匝数增加一倍B.将线圈面积增加一倍C.将线圈半径增加一倍D.适当改变线圈的取向()3、如图图4-4-9所示，RQPS为一正方形导线框，它以恒定速度向右进入以 MN为边界的匀强磁场，磁场方向垂直线框平E "弋父" 乂

8、6面，MN线与线框的边成45°角，E、F分别为PS和PQ的中点，)户 二:关于线框中的感应电流. I I'-N图 4-4-92Wb,贝 UIXXXXIXXXxXXXXXX1图 4-4-10A.当E点经过边界 MN时，感应电流最大 B.当P点经过边界 MN时，感应电流最大 C.当F点经过边界 MN时，感应电流最大 D.当Q点经过边界 MN时，感应电流最大()4、穿过一个单匝线圈的磁通量始终保持每秒钟均匀地减少A.线圈中感应电动势每秒钟增加2VB.线圈中感应电动势每秒钟减少2VC.线圈中无感应电动势D.线圈中感应电动势保持不变()5、如图4-4-10所示，先后以速度 5和V2匀速

9、把一矩形线圈拉出有界的匀强磁场区域，V2=2vi,在先后两种情况下A.线圈中的感应电流之比 Ii：匕=2: lB.作用在线圈上的外力大小之比Fi： F2=1: 2C.线圈中产生的焦耳热之比Qi： Q2=1: 4D.通过线圈某截面白电荷量之比q1： q2=1 : 2，/ 图 4-4-11()6、如图4-4-11所示，边长为 0.5m和0.4m的矩形线圈在上B=0.1T的匀强磁场中从水平方向转到竖直方向，若B与水平方向间的夹角为30。，线圈电阻为 0.01则此过程中通过线圈的电荷量为A.1 CB.2cC.( 3-1)CD.( 3+1)C()7、如图4-4-12所示，半径为r的金属环绕通过其直径的轴

10、OO'以角速度3匀速转动，匀强磁场的磁感应强度为Bo从金属环的平面与磁场方向重合时开始计时，在转过300角的过程中，环中产生的感应电动势平均值为A. 2B«2 B, 2<3Bcoi2C. 3Bco2 D, 3V3Bcor21） 8、如图4-4-13所示，金属杆ab以恒定的速率 v在光滑的平行导轨上向右滑行,设整个电路中总电阻为 R （恒定不变），整个装置置于垂直于纸面向里的匀强磁场中，下列说 法不正确的是A. ab杆中的电流与速率 v成正比B.磁场作用于ab杆的安培力与速率 v成正比C.电阻R上产生的电热功率与速率 v平方成正比D.外力对ab杆做功的功率与速率 v的成正

11、比x图 4-4-13AC图 4-4-14图 4-4-16B图 4-4-159、电容器的电容为10 pF,垂直与回路平面的磁场的磁感强度以5X 103T/s的变化率增长,如图4-4-14所示，则带的电量为A、C两极的电势差为.Co （回路面积为10-2m2）V, A板带电荷的种类为10、如图4-4-15所示，在磁感应强度为 0.2T的匀强磁场中，有一长为0.5m的导体AB在金属 框架上以10m/s的速度向右滑动，R1=R2=20 ，其他电阻不计，则流过AB的电流是。 11、如图4-4-16所示，矩形线圈的匝数 n二100匝，ab边的边长L二0.4m, bc边的边长L2=0.2m, 在磁感应强度 B=0.1T的匀强磁场中绕 OO'以角速度 3=100兀rad/s匀速转动，从图示位置开 始，转过180。的过程中，线圈中的平均电动势多大？若线圈闭合，回路的总电阻 R=40Q ,则此过程中通过线圈导线某一截面的电荷量有多少？12、如图4-4-17所示，MN和PQ是固定在水平面内间距 L=0.20 m的平行金属轨道，轨道的电阻忽略不计。金属杆 ab垂直放置在轨道上。两轨道间连接有阻值为Ro=1.5 的电阻，ab杆电阻R=0.50 Q o ab杆与轨道接触良好并不计摩