2022年人教版选修3-2第四章电磁感应-法拉第电磁感应定律

1、法拉第电磁感应定律 一、法拉第电磁感应定律的内容及表达式：1、内容：闭合电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比；2、公式：Ent；式中 n 为线圈匝数,t是磁通量的变化率；磁通量的变化率t留意： E打算于磁通量的变化率；与和的大小没有必定的联系；在t图像中某点切线的斜率就是磁通量的变化率t；3、区分磁通量、磁通量的变化量、磁通量的变化率t比较内容磁通量磁通量的变化量物理量物理意义某时刻穿过磁场中某个面穿过某个面的磁通量的变化表示磁场中穿过某个面的的磁感线的条数, 是一个 状量,是一个 过程量 ；磁通量变化的快慢；态量 ；大小运算BS21t留意事项有方向相反的磁场穿过某既不

2、表示磁通量的大小,个 面 时 , 不 能 直 接 用也不表示磁通量的变化的BS,应 考虑相反方向留意磁通量有 正负之分 ；多少, 在t 图像中, 磁关系通量的变化率为某点切线的磁通量抵消后所剩余的磁通量 ；的斜率 ；1、t均与线圈的匝数无关；2、t三者之间没有必定的联系；备注线圈在磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动,当线圈平面与磁感线平行时,=0,t最大；当线圈平面与磁感线垂直时,最大,t=0. 二、导体切割磁感线时的感应电动势：1、导体垂直切割磁感线时,产生的感应电动势EBlv,常用于运算瞬时感应电动势的大小；2、导体棒在匀强磁场中转动产生感应电动势E1 Bl 22；的EBlv3、公式Ent和E

3、Blv的区分与联系项目Ent讨论对象是一个回路是在磁场中运动的一段导体适用范畴具有普遍性,无论因什么方式引起 变化都适用；只适用于一段导体切割磁感线的情形；不要求肯定是匀强磁场；区分联系条件Ent=nBtSnBtS,E由B 、 l 、 v 应取两两相互垂直的的重量；物理意义t和 n 打算；求的是t时间内的 平均感应电动势,E求得是 某个瞬时 或 某个位置与某段时间 或 某个过程 相对应；感应电动势1、EBlv是由Ent在肯定条件下推导出来的；2、假如 B 、 l 、 v 三者大小、方向均不变,就在t 时间内的平均感应电动势才和它在任意时刻产生的瞬时电动势相同；三、电磁感应现象中感应电荷量的运算

4、方法：1、运算公式：qnREtnRttnR2、推导过程：qItR3、留意： 感应电荷量仅由回路电阻和磁通量的变化量及线圈匝数打算,与发生磁通量变化 的时间无关；例1、如图甲所示,一个圆形线圈的匝数 一个阻值 R=4 的电阻,电阻的一端n=1000,面积 S=200cm 2,电阻 r=1 ,在线圈外接b 与地相接,把线圈放入一个方向垂直线圈平面对里的匀强磁场中,磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示试问：（1）从计时起, t=3s 时刻穿过线圈的磁通量为多少？（2）04s 内,回路中的感应电动势；（3）0-4s 内,流过电阻 R的电荷量为多少？（4）a 点的最高电势和最低电势各为多少？例 2、如图

5、甲所示,在一个倾角为 37 的粗糙绝缘斜面上,静止地放置着一个匝数为n=10 匝的正方形线圈,其上下边与斜面底边平行,线圈的总电阻 R=0.1 ,质量 m=0.5kg,边长 L=0.2m假如向下轻推一下线圈,就它刚好可沿斜面匀速下滑, 现在将线圈静止放在斜面上,在线圈的水平中线（图中虚线）以下区域中加上垂直斜面方向的磁场,磁感应强度 B 随时间 t 变化规律如下列图,求：（1）刚加上磁场时线圈中的感应电流大小；（2）从加上磁场开头,经过多长时间线圈开头运动？（设线圈与斜面间最大静摩擦力等于 滑动摩擦力, g=10m/s 2）例 3、如下列图,宽度为 L=0.40m 的足够长的平行光滑金属导轨固

6、定在绝缘水平面上,导轨的一端连接阻值为 R=2.0 的电阻 导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度大小为 B=0.40T 一根质量为m=0.1kg 的导体棒 MN 放在导轨上与导轨接触良好,导轨和导体棒的电阻均可忽视不计现用一平行于导轨的拉力拉动导体棒沿导轨向右匀速运动,运动速度 v=0.50m/s ,在运动过程中保持导体棒与导轨垂直求：（1）导体棒 MN 中感应电流的方向；（2）闭合回路中产生的感应电流的大小；（3）作用在导体棒上的拉力的大小例4、如下列图,足够长的动摩擦因数为3 平行金属导轨 3cd 和 ef ,水平放置且相距L,在其左端各固定一个半径为 r 的四分之三金属光滑圆环

7、,两圆环面平行且竖直在水平导轨和 圆环上各有一根与导轨垂直的金属杆,两金属杆与水平导轨、金属圆环形成闭合回路,两金 属杆质量均为 m,a 杆电阻为 R,b 杆电阻为 2R,其余电阻不计整个装置放在磁感应强度 大小为 B、方向竖直向上的匀强磁场中当用水平向右的恒力F=（3 3）mg拉细杆 a,达到匀速运动时,杆 b 恰好静止 3在圆环上某处,试求：（1）杆 a 做匀速运动时,回路中的感应电流；（2）杆 a 做匀速运动时的速度；（3）杆 b 静止的位置距圆环最低点的高度例 5、如下列图,两根平行且足够长的金属导轨置于磁感应强度 为 B 的匀强磁场中,磁场的方向垂直于导轨平面,两导轨间距为L,左端连

8、一电阻R,右端连一电容器C,其余电阻不计长为2L 的导体棒 ab 与从图中实线R位置开头,以a 为圆心沿顺时针方向的角速度 匀速转动,转90 的过程中,通过电阻的电荷量为多少？例5、如下列图,单匝圆形线圈与匀强磁场垂直,匀强磁场的磁感应强度大小为 B,圆形线圈的电阻不计导体棒 a 绕圆心 O匀速转动,以角速度 旋转切割磁感线,导体棒的长度为 l ,电阻为 r 定值电阻 R1、R2 和线圈构成闭合回路,P、Q是两个平行金属板,两极板间的距离为 d,金属板的长度为 L在金属板的上边缘,有一质量为 m且不计重力的带负电粒子竖直向下射入极板间,并从金属板 Q的下边缘离开 带电粒子进入电场的位置到 P

9、板的距离为 d ,离开电场的位置到 Q 板的距离为 d R1、R2、r 均3 3为未知量（1）求导体棒 a 顺时针转动仍是逆时针转动；（2）如 R1=R2=2r ,试求 P、Q间的电场强度大小；（3）如 R1=3r ,R2=2r ,试求带电粒子的电荷量例 6、如下列图, l1=0.5m , l 2=0.8m ,M=0.04kg 回路总电阻为R=0.2 ,导轨光滑,开t始时磁感应强度B0=1T 现使磁感应强度以B =0.2T/s 的变化率匀称地增大,试求：当 t为多少时, M 刚好离开地面？（g 取 10m/s2）例 7、如下列图,倾角为 的斜面上有两条平行导轨 ad 和 bc,两导轨间的距离为 L,在两条导轨的一端 cd 间连接一阻值为 R 的电阻,如下列图,ef 为一条分界线,在 ef 上方距离ef 距离也为 L 的位置放置一质量为 m 导体棒,已知导体棒与导轨的动摩擦因数为 ,导体棒处于静止状态