法拉第电磁感应定律

法拉第电磁感应定律课前沟通学习目标课程目录1.掌握法拉第电磁感应定律计算感应电动势的解题方法2.掌握导体做切割磁感线运动时感应电动势的计算方法3.了解反电动势的成因1.知识精讲2.课堂精练3.总结与应用知识精讲知识点导读知识点一：感应电动势1、在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势，产生感应电动势的那部分导体就相当于电源。2、磁通量的变化率：，表示磁通量的变化快慢重点突破磁通量Ф磁通量变化△Ф磁通量变化率与电磁感应的关系知识点导读知识点二：法拉第电磁感应定律1、内容：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量变化率△Φ/△t成正比．2、数学表达式若有n匝线圈，则相当于有n个电源串联，总电动势为：注意：公式中Δφ应取绝对值，不涉及正负，感应电流的方向另行判断。重点突破磁通量大，磁通量变化一定大吗？磁通量变化大，磁通量的变化率一定大吗？重点突破磁通量大，磁通量变化一定大吗？磁通量变化大，磁通量的变化率一定大吗？磁通量的变化率和磁通量、磁通量的变化不同。磁通量为零，磁通量的变化率不一定为零;磁通量的变化大，磁通量的变化率也不一定大。跟踪练习（1）一个匝数为100、面积为10cm2的线圈垂直磁场放置，在0.5s内穿过它的磁场从1T增加到9T。求线圈中的感应电动势。（2）一个100匝的线圈，在0.5s内穿过它的磁通量从0.01Wb增加到0.09Wb。求线圈中的感应电动势。（3）有一个50匝的线圈，如果穿过它的磁通量的变化率为0.5Wb/s，求感应电动势。跟踪练习（1）一个匝数为100、面积为10cm2的线圈垂直磁场放置，在0.5s内穿过它的磁场从1T增加到9T。求线圈中的感应电动势。（2）一个100匝的线圈，在0.5s内穿过它的磁通量从0.01Wb增加到0.09Wb。求线圈中的感应电动势。（3）有一个50匝的线圈，如果穿过它的磁通量的变化率为0.5Wb/s，求感应电动势。跟踪练习2（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时间内均感应电动势为0.4V跟踪练习2（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：(ABD)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时间内均感应电动势为0.4V知识点导读知识点三：导体作切割磁感线运动如图所示闭合线圈一部分导体ab处于匀强磁场中，长度为L，磁感应强度是B，ab以速度v匀速切割磁感线，求产生的感应电动势回路在时间t内增大的面积为：穿过回路的磁通量的变化为：产生的感应电动势为：知识点导读若导体斜切磁感线（若导线运动方向与导线本身垂直，但跟磁感强度方向有夹角）1、导线的长度L应为有效长度2、导线运动方向和磁感线平行时，E=03、速度V为平均值（瞬时值），E就为平均值（瞬时值）知识点导读跟踪练习（1）如图，匀强磁场的磁感应电动势为B，长为L的金属棒ab在垂直于B的平面内运动，速度v与L成θ角，求金属棒ab产生的感应电动势。跟踪练习（1）如图，匀强磁场的磁感应电动势为B，长为L的金属棒ab在垂直于B的平面内运动，速度v与L成θ角，求金属棒ab产生的感应电动势。跟踪练习（2）半径为R的半圆形导线在匀强磁场B中，以速度V向右匀速运动时，E=？跟踪练习（2）半径为R的半圆形导线在匀强磁场B中，以速度V向右匀速运动时，E=？跟踪练习（3）如下图所示，长为L的铜杆OA以O为轴在垂直于匀强磁场的平面内以角速度ω匀速转动，磁场的磁感应强度为B，求杆OA两端的电势差。跟踪练习（3）如下图所示，长为L的铜杆OA以O为轴在垂直于匀强磁场的平面内以角速度ω匀速转动，磁场的磁感应强度为B，求杆OA两端的电势差。知识点导读知识点四：反电动势1、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？电动机转动时产生的感应电动势削弱了电源的电流，这个电动势称为反电动势。反电动势的作用是阻碍线圈的转动。这样，线圈要维持原来的转动就必须向电动机提供电能，电能转化为其它形式的能。知识点导读2、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？电动机停止转动，这时就没有了反电动势，线圈电阻一般都很小，线圈中电流会很大，电动机可能会烧毁。这时，应立即切断电源，进行检查。课堂精练习题精讲1.如图所示，一个50匝的线圈的两端跟R＝99Ω的电阻相连接，置于竖直向下的匀强磁场中，线圈的横截面积是20㎝2，电阻为1Ω，磁感应强度以100T／s的变化率均匀减少。在这一过程中通过电阻R的电流为多大？习题精讲1.如图所示，一个50匝的线圈的两端跟R＝99Ω的电阻相连接，置于竖直向下的匀强磁场中，线圈的横截面积是20㎝2，电阻为1Ω，磁感应强度以100T／s的变化率均匀减少。在这一过程中通过电阻R的电流为多大？习题精讲2.穿过一个单匝线圈的磁通量始终为每秒钟均匀地增加2Wb，则：

A．线圈中的感应电动势每秒钟增加2VB．线圈中的感应电动势每秒钟减少2VC．线圈中的感应电动势始终是2VD．线圈中不产生感应电动势习题精讲2.穿过一个单匝线圈的磁通量始终为每秒钟均匀地增加2Wb，则：C

A．线圈中的感应电动势每秒钟增加2VB．线圈中的感应电动势每秒钟减少2VC．线圈中的感应电动势始终是2VD．线圈中不产生感应电动势习题精讲3.如图，设匀强磁场的磁感应强度为B，导体棒ab的长度为L,以速度v在导轨上向右匀速运动。已知导轨的总电阻为R,导体棒ab的电阻为r。（1）求此时a、b两点间的电势差。（2）若开始导体棒ab在导轨上静止，用一水平向右的恒力F拉导体棒，使它向右运动，试分析导体棒的受力情况、运动情况。求出导体棒运动的最大速度。习题精讲习题精讲4．一个矩形线圈，在匀强磁场中绕一个固定轴做匀速转动，当线圈处于如图所示位置时，它的：A.磁通量最大,磁通量变化率最大,感应电动势最大B.磁通量最小,磁通量变化率最大,感应电动势最大C.磁通量最大,磁通量变化率最小,感应电动势最大D.磁通量最小,磁通量变化率最小,感应电动势最大习题精讲5.如图所示，导线全部为裸导线，半径为r的圆导线处在垂直于圆平面的匀强磁场中，磁感应强度为B，方向如图。一根长度大于2r的直导线MN，以速率V在圆上自左端匀速滑到右端，电路中定值电阻为R，其余电阻忽略不计。在滑动过程中，通过电阻R的电流的平均值为__________;当MN从圆环左端滑到右端的过程中，通过R的电荷量为_________,当MN通过圆环中心O时，通过R的电流为_________.习题精讲6.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，它们的电阻可忽略不计，在M和P之间接有阻值为R＝3.0Ω的定值电阻，导体棒ab长＝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上的匀强磁场中，B＝0.4T。现使ab以v＝10m／s的速度向右做匀速运动。（1）ab中的电流大?ab两点间的电压多大？（2）维持ab做匀速运动的外力多大？（3）ab向右运动1m的过程中，外力做的功是多少？电路中产生的热量是多少？习题精讲7.如图，足够长的U型光滑金属导轨平面与水平面成θ角(0＜θ＜90°)，其中M