《法拉第电磁感应定律》名师课件第2课时

法拉第电磁感应定律的应用(复习课)广东省汕头市澄海区实验高级中学曾映丹2）L：有效切割长度；v：导体棒相对于磁场的速度；内容: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。法拉第电磁感应定律(1)(2)说明：1）成立前提：匀强磁场（B不变）；两两互相垂直感生电动势动生电动势优教提示打开工具栏，点击“课件素材”，选取“动画演示：大小螺线管”选取“动画演示：感应电动势”互动训练互动答题时间，拿出你的学习卡开始答题吧！优教提示打开工具栏，点击课件训练，选取“名师训练-《法拉第电磁感应定律》”练习：公式

的应用1.（多选）单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴垂直于磁场。若线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如图所示，则()A.线圈中0时刻感应电动势最大B.线圈中D时刻感应电动势为零C.线圈中D时刻感应电动势最大D.线圈中0到D时间内平均感应电动势为0.4VABDΦ/10-2Wbt/sABD0120.1斜率表示Φ的变化率2.如图，水平面上有两根相距0.5m的足够长的平行金属导轨MN和PQ，它们的电阻不计，在M和P之间接有R=3.0Ω的定值电阻，导体棒长L=0.5m，其电阻为r=1.0Ω，与导轨接触良好。整个装置处于方向竖直向下的匀强磁场中，B=0.4T。现使ab以v=10m／s的速度向右做匀速直线运动。(1)ab中的电流多大？ab两点间的电压多大？(2)维持ab做匀速运动的水平外力多大？练习：公式

的应用RBrPMNaQbvI=0.5AF=0.1NU=1.5V例题：如图甲，水平面上有两电阻不计的光滑金属导轨平行固定放置，间距为d

，右端通过导线与阻值为R的小灯泡L连接，在面积为S的CDFE矩形区域内有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B随时间变化如图乙。在t＝0时，一阻值为R的金属棒在恒力F作用下由静止开始从ab位置沿导轨向右运动，当t＝t0时恰好运动到CD位置，并开始在磁场中匀速运动。求：(1)0～t0时间内通过小灯泡的电流；(2)金属棒在磁场中运动速度的大小。电磁感应现象的应用

第一步：确定电源。切割磁感线的导体或磁通量发

生变化的回路充当电源；

第二步：画等效电路图。分析内电路、外电路；

第三步：运用法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆

定律、牛顿运动定律等知识求解。解题步骤练习：如图所示，P、Q为水平面内平行放置的光滑金属长直导轨，间距为L1，处在竖直向下、磁感应强度大小为B1的匀强磁场中。一导体杆ef垂直于P、Q放在导轨上，在外力作用下向左做匀速直线运动。质量为m、每边电阻均为r、边长为L2的正方形金属框abcd置于竖直平面内，两顶点a、b通过细导线与导轨相连，磁感应强度大小为B2的匀强磁场垂直金属框向里，金属框恰好处于静止状态。不计其余电阻和细导线对a、b点的作用力。(1)通过ab边的电流Iab是多大？(2)导体杆ef的运动速度v是多大？abdcE(1)设通过正方形金属框的总电流为I，ab边的电流为Iab，dc边的电流为Idc，有：①②金属框处于静止状态，由平衡条件得：③由①②③解得：④abdcE(2)由(1)可得：

⑤设导体杆切割磁感线产生的电动势为E，有：E=B1L1v

⑥设ad、dc、cb三边电阻串联后与ab边电阻并联的总电阻为R，则：⑦根据闭合电路欧姆定律，有：I=E/R

由⑤～⑧解得：⑨⑧解题注意事项：电路分析（画等效电路图），受力分析，运动状态判断；原始方程式的正确书写；用题目中提供的字母进行运算；同一物理量要用下标进行区分；

……作业评讲：如图所示，abc是光滑的轨道，其中ab是水平的，bc为与ab相切的位于竖直平面内的半圆，半径R=0.30m。质量m=0.20kg的小球A静止在轨道上，另一质量M=0.60kg、速度为v0=5.5m/s的小球B与小球A正碰。已知相碰后小球A经过半圆的最高点c落到轨道上距b点为L=4R处，重力加速度g取10m/s2，求：碰撞结束时,小球A和B的速度的大小。拓展：试论证小球B是否能沿着半圆轨道到达c点？求MN从圆环的左端滑到右端的过程中通过电阻R的电荷量水平放置于匀强磁场B中的光滑导轨，宽为L，放有一根导体棒ab，用恒力F作用在ab上，由静止开始运动，回路总电阻为R，分析ab

的受力情况和运动情况，并求ab的最大速度。baBR

F若给金属杆ab一个初速度v0，使ab杆向右自由滑行做加速度逐渐减小的加速运动做加速度逐渐减小的减速运动θBRbaabRKa=(F-f)/mvE=BLvI=E/Rf=BIL做加速度逐渐减小的加速运动练习：两光滑轨道相距L=0.5米，固定在倾角为θ=370的斜面上，轨道下端连入阻值为R=4欧姆的定值电阻，整个轨道处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B=1特斯拉，一质量m=0.1千克的金属棒MN从轨道顶端由静止释放，沿轨道下滑，金属棒沿轨道下滑x=30米后恰达到最大速度（轨道足够长），在该过程中，始终能保持与轨道良好接触．（轨道及金属棒的电阻不计）(1)金属棒下滑过程中，M、N哪端电势高；(2)求金属棒下滑过程中的最大速度；(3)求该过程中通过金属棒横截面的电荷量q；(4)求该过程中回路中产生的焦耳热Q。解题关键：将立体图转化为平面图！准确的受力分析！！(1)根据右手定则，可判知M端电势较高。(2)设金属棒的最大速度为v，根据法拉第电磁感应定律，回路中的感应电动势E=BLvcosθ根据闭合电路欧姆定律，回路中的电流强度I＝E／R 金属棒所受安培力F=BIL联立解得：F=B2L2vcosθ／R 对金属棒，根据平衡条件列方程mgsinθ=Fcosθ联立以上方程解得：v=15m/s(3)根据法拉第电磁感应定律回路中的平均感应电动势

E=Φ/t 平均电流强度I=E/R

通过金属棒横截面的电荷量q=I•t联立以上各式得：q=Φ/R 又由题意得：Φ=BxLcosθ代入数据解得：q=3C(4)根据能量守恒定律得：mgxsinθ

=

1/2mv2+Q解得：Q

=

6.75J1.电阻可忽略的光滑平行金属导轨长s=1.15m，两导轨间距L=0.75m，导轨倾角为30°，导轨上端ab接一阻值R=1.5Ω的电阻，磁感应强度B=0.8T的匀强磁场垂直轨道平面向上。阻值r=0.5Ω，质量m=0.2kg的金属棒与轨道垂直且接触良好，从轨道上端ab处由静止开始下滑至底端，在此过程中金属棒产生的焦耳热Qr=0.1J。(取g=10m/s2)求：

(1)金属棒在此过程中克服安培力的功W安；(2)金属棒下滑速度v=2m/s时的加速度a。(3)为求金属棒下滑的最大速度vm，有同学解答如下：由动能定理，W重-W安=mvm2，…….由此所得结果是否正确？若正确，说明理由并完成本小题；若不正确，给出正确的解答。

练习：如图，粗糙水平桌面上有一质量为m的铜质矩形线圈。当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线AB正上方等高快速经过时，若线圈始终不动，则关于线圈受到的支持力FN及在水平方向运动趋势的正确判断是()A.FN先小于mg后大于mg，运动趋势向左B.FN先大于mg后小于mg，运动趋势向右C.电流方向先为A→B→C→D→A，

后为D→C→B→A→DD.电流方向先为D→C→B→A→D，后为A→B→C→D→A楞次定律的考查BC如图甲，一矩形线圈位于随时间t变化的匀强磁场中，磁感应强度B随t的变化规律如图乙所示。以i表示线圈中的感应电流，以图甲中线圈上箭头所示方向为电流正方向，以垂直纸面向里的磁场方向为正，则以下的i—t图象中正确的是()A电磁感应现象的图像问题练习：如图所示，矩形金属导线框abcd在匀强磁场中静止不动，磁场方向与线框平面垂直，磁感应强度B随时间t变化的图象如图乙所示．t＝0时刻，磁感应强度的方向垂直纸面向里，则在0～4s时间内，下图中能正确表示线框ab边所受的安培力F随时间t变化的图象是(规定ab边所受的安培力方向向左为正)(

)A

B

C

D

A练习：如图所示，电路甲、乙中，电阻R和自感线圈L的电阻值都很小，接通S，使电路达到稳定，灯泡D发光。则()A．在电路甲中，断开S，D将逐渐变暗B．在电路甲中，断开S，D将先变得更亮，然后渐渐变暗C．在电路乙中，断开S，D将渐渐变暗D．在电路乙中，断开S，D将变得更亮，然后渐渐变暗AD课后作业：如图，一条轨道固定在竖直平面内，粗糙的ab段水平，bcde段光滑，cde段是以O为圆心、R为半径的一小段圆弧。可视为质点的物块A和B紧靠在一起，静止于b处，A的质量是B的3倍。两物块在足够大的内力作用下突然分离，分别向左、右始终沿轨道运动。B到b点时速度沿水平方向，此时轨道对B的支持力大小等于B所受重力的3/4，A与ab段的动摩擦因数为μ，重力加速度g，求：(1)物块B在d点的速度大小；(2)物块A滑行的距离。力学实验研究匀变速直线运动探究弹力和弹簧伸长量的关系验证力的平行四边形定则验证牛顿第二定律探究动能定理验证机械能守恒定律涉及物体做匀加速直线运动的实验有：研究匀变速直线运动验证牛顿第二定律验证动能定理

验证机械能守恒定律打点计时器实验小车接电源纸带带有定滑轮的长木板细线钩码mM电学实验1、伏安法测电阻(1)描绘小灯泡的伏安特性曲线(2)测电阻丝电阻率2、测定电源电动势和内阻3、多用电表的使用用牛顿定律、动量观点、全电路欧姆定律解电学综合问题和力、电综合问题；用能量观点解电磁感应问题电磁感应现象产生电磁感应现象的条件感应电动势的大小感应电流的方向楞次定律右手定则四、公式E=nΔΦ/Δt与E=BLvsinθ的区别与联系(1)研究对象不同，E=nΔΦ/Δt的研究对象是一个回路，而E=BLvsinθ研究对象是磁场中运动的一段导体。(2)物理意义不同；E=nΔΦ/Δt求得是Δt时间内的平均感应电动势，当Δt→0时，则E为瞬时感应电动势；E=BLvsinθ，如果v是某时刻的瞬时速度，则E也是该时刻的瞬时感应电动势；若v为平均速度，则E为平均感应电动势。(3)E=nΔΦ/Δt求得的电动势是整个回路的感应电动势，而不是回路中某部分导体的电动势。整个回路的电动势为零，其回路中某段导体的感应电动势不一定为零。(4)E=BLvsinθ和E=nΔΦ/Δt本质上是统一的。前者是后者的一种特殊情况。但是，当导体做切割磁感线运动时，用E＝BLvsinθ求E比较方便；当穿过电路的磁通量发生变化，用E=nΔΦ/Δt求E比较方便。4.如图所示，光滑导轨宽0.4m，ab金属棒长0.5m，均匀变化的磁场垂直穿过其面，方向如图，磁场的变化如图所示，金属棒ab的电阻为1Ω，导轨电阻不计，自t＝0时，ab棒从导轨最左端，以v＝1m/s的速度向右匀速运动，则()A．1s末回路中的电动势为1.6VB．1s末棒ab受安培力大小为1.6NC．1s末回路中的电动