《第四节法拉第电磁感应定律 (2)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第四节法拉第电磁感应定律 (2)（7页珍藏版）》请在装配图网上搜索。1、 第四节 法拉第电磁感应定律【学习目标】（1）、知道感应电动势,及决定感应电动势大小的因素。（2）、知道磁通量的变化率是表示磁通量变化快慢的物理量，并能区别、。（3）、理解法拉第电磁感应定律内容、数学表达式。（4）、知道E=BLvsin如何推得。（5）、会用解决问题。（6）、经历探究实验，培养动手能力和探究能力。（7）、通过推导导线切割磁感线时的感应电动势公式E=BLv，掌握运用理论知识探究问题的方法。（8）、通过比较感应电流、感应电动势的特点，把握主要矛盾。【自主学习】一、温故知新：1、在电磁感应现象中，产生感应电流的条件是什么？2、恒定电流中学过，电路中存在持续电流的条件是什么？3、在发生2、电磁感应的情况下，用什么方法可以判定感应电流的方向？二、引入新课1、问题1：既然会判定感应电流的方向，那么，怎样确定感应电流的强弱呢？ 2、问题2：如图所示，在螺线管中插入一个条形磁铁，问、在条形磁铁向下插入螺线管的过程中,两电路中是否都有电流?为什么?、有感应电流,是谁充当电源?、上图中若电路是断开的，有无感应电流电流？有无感应电动势？3、产生感应电动势的条件是什么？4、比较产生感应电动势的条件和产生感应电流的条件你有什么发现？三、进行新课（一）、探究影响感应电动势大小的因素上节课的实验，我们可用磁通量的变化率来解释：实验中，将条形磁铁快插入（或拔出）比慢插入或（拔出）时，大，I感 ，E感 3、。实验结论:电动势的大小与磁通量的变化 有关，磁通量的变化越 电动势越大,磁通量的变化越 电动势越小。（二）、法拉第电磁感应定律越大，E感越大，即感应电动势的大小完全由磁通量的变化率决定。精确的实验表明：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路磁通量的变化率成正比，即E。这就是法拉第电磁感应定律。法拉第电磁感应定律的表达式 E=k在国际单位制中，电动势单位是伏（V），磁通量单位是韦伯（Wb），时间单位是秒（s），可以证明式中比例系数k=1，则上式可写成E= 设闭合电路是一个N匝线圈，且穿过每匝线圈的磁通量变化率都相同，这时相当于N个单匝线圈串联而成，因此感应电动势变为 E= 1.内容:电动势的大4、小与磁通量的变化率成正比2.公式:=N3.定律的理解:磁通量、磁通量的变化量、磁通量的变化量率的区别、t感应电动势的大小与磁通量的变化率成 感应电动势的方向由 来判断感应电动势的不同表达式由磁通量的的因素决定：当cos则 当cos则 当(cos)则 4、特例导线切割磁感线时的感应电动势如上图所示电路，闭合电路一部分导体ab处于匀强磁场中，磁感应强度为B，ab的长度为L，以速度v匀速切割磁感线，求产生的感应电动势？这是导线切割磁感线时的感应电动势计算更简捷公式，需要理解（1）B,L,V两两 （2）导线的长度L应为 长度（3）导线运动方向和磁感线平行时，E= （4）速度V为平均值（瞬时值），E就为5、 （ ）问题：当导体的运动方向跟磁感线方向有一个夹角，感应电动势可用上面的公式计算吗？如图所示电路，闭合电路的一部分导体处于匀强磁场中，导体棒以v斜向切割磁感线，求产生的感应电动势。5、公式比较与功率的两个公式比较得出E=/t：求平均电动势E=BLV ： v为瞬时值时求瞬时电动势，v为平均值时求平均电动势【例题解析】例题1：下列说法正确的是（ ）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、线圈中的磁通量越大，线圈中产生的感应电动势一定越大C、线圈处在磁场越强的位置，线圈中产生的感应电动势一定越大D、线圈中磁通量变化得越快，线圈中产生的感应电动势越大例2：一个匝数为100、面积为6、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。例3:一个200匝、面积为20 cm2的线圈，放在匀强磁场中，磁场的方向与线圈平面成30角，磁感应强度在0.05 s内由0.1 T增加到0.5 T.在此过程中，穿过线圈的磁通量的变化量是_，磁通量的平均变化率是_，线圈中感应电动势的大小是_.【当堂达标】1、法拉第电磁感应定律可以这样表述：闭合电路中感应电动势的大小 （ ）A.跟穿过这一闭合电路的磁通量成正比B.跟穿过这一闭合电路的磁感应强度成正比C.跟穿过这一闭合电路的磁通量的变化率成正比D.跟穿过这一闭合电路的磁通量的变化量成正比2、将一磁铁缓慢7、地或迅速地插到闭合线圈中同样位置处，两次比较相同的物理量有（ ）A.磁通量的变化率 B.感应电流I的大小C.消耗的机械功率 D.磁通量的变化量E.流过导体横截面的电荷量3、恒定的匀强磁场中有一圆形闭合导线圈，线圈平面垂直于磁场方向，当线圈在磁场中做下列哪种运动时，线圈中能产生感应电流 （ ）A.线圈沿自身所在平面运动 B.沿磁场方向运动C.线圈绕任意一直径做匀速转动 D.线圈绕任意一直径做变速转动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，此线圈( ) A.磁通量最大，磁通量变化率最大，感应电动势最小B.磁通量最大，磁通量变化率最大，感应电动势最大C.磁通量8、最小，磁通量变化率最大，感应电动势最大D.磁通量最小，磁通量变化率最小，感应电动势最小5、一个N匝的圆线圈，放在磁感应强度为B的匀强磁场中，线圈平面跟磁感应强度方向成30角，磁感应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6、闭合电路中产生的感应电动势的大小，跟穿过这一闭合电路的下列哪个物理量成正比（ ）A、磁通量 B、磁感应强度 C、磁通量的变化率 D、磁通量的变化量7、穿过一个单匝数线圈的磁通量，始终为每秒钟均匀地增加2 Wb，则（ ）A、线圈中的感应电动势9、每秒钟增大2 V B、线圈中的感应电动势每秒钟减小2 VC、线圈中的感应电动势始终为2 V D、线圈中不产生感应电动势8、如图所示，矩形金属框置于匀强磁场中，ef为一导体棒，可在ab和cd间滑动并接触良好；设磁感应强度为B，ef长为L，在t时间内向左匀速滑过距离d，由电磁感应定律E=n可知，下列说法正确的是（ ）A、当ef向左滑动时，左侧面积减少Ld,右侧面积增加Ld，因此E=2BLd/tB、当ef向左滑动时，左侧面积减小Ld，右侧面积增大Ld，互相抵消，因此E=0C、在公式E=n中，在切割情况下，=BS，S应是导线切割扫过的面积，因此E=BLd/tD、在切割的情况下，只能用E=BLv计算，不10、能用E=n计算【课后测评】1如图所示是一种延时开关，当S1闭合时，电磁铁F将衔铁D吸下， C线路接通当S1断开时，由于电磁感应作用，D将 延迟一段时间才被释放则（ ）由于A线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D的作用由于B线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D的作用如果断开B线圈的电键S2，无延时作用如果断开B线圈的电键S2，延时将变长A B C DvabR2如图所示，平行金属导轨左边接有电阻R，磁场方向垂直纸面向里，金属棒ab横跨导轨，它在外力作用下向右匀速运动，当速度由v变为2v时，其它部分电阻不计，导轨光滑，那么（ ）原来作用在ab上的外力增加到4倍感应电动势将增加为原来的2倍感应电流的功率11、将增加为原来的4倍外力的功率将增加为原来的2倍A B C D3一闭合线圈置于磁场中，若磁感应强度随时间变化的规律如图所示，则图中能正确反映线圈中感应电动势随时间变化的图象（ ）4如图所示，磁带录音机既可用作录音，也可用作放音，其主要部件为可匀速行进的磁带a和绕有线圈的磁头b，不论是录音或放音过程，磁带或磁隙软铁会存在磁化现象下面对于它们在录音、放音过程中主要工作原理的描述，正确的是（ ）放音的主要原理是电磁感应，录音的主要原理是电流的磁效应录音的主要原理是电磁感应，放音的主要原理是电流的磁效应放音和录音的主要原理都是磁场对电流的作用录音和放音的主要原理都是电磁感应5半径为a的圆形区域内有均匀磁12、场，磁感强度为B0.2T，磁场方向垂直纸面向里，半径为b的金属圆环与磁场同心地放置，磁场与环面垂直，其中a0.4m，b0.6m，金属环上分别接有灯L1、L2，两灯的电阻均为R02，一金属棒MN与金属环接触良好，棒与环的电阻均忽略不计（1）若棒以v05m/s的速率在环上向右匀速滑动，求棒滑过圆环直径OO/的瞬时（如图所示）MN中的电动势和流过灯L1的电流（2）撤去中间的金属棒MN将右面的半圆环OL2O以OO为轴向上翻转90，若此时磁场随时间均匀变化，其变化率为B/t（4 /）T/s，求L1的功率 6两根平行光滑的金属导轨间距为L，倾角为，导轨左端接有电阻，阻值为R，导轨电阻不计，导轨处在匀强磁场13、中，磁场方向与导轨所在斜面垂直向上，磁感强度为B，质量为m，电阻为r的金属棒ab，在沿斜面方向与棒垂直的恒力F作用下，沿导轨匀速上滑并上升h高度，如图所示 求：在这个过程中(1)恒力F对棒做功的功率(2)电阻R上产生的焦耳热7、如图所示，一足够长的“n”形导体框架，宽度为L，其所在平面与水平面垂直，电阻可以忽略不计设匀强磁场与导体框架的平面垂直，磁感应强度为B有一根导体棒ab跨放在框架上，由静止释放导体棒沿框架竖直滑下，且始终保持水平，它与框架间摩擦力为f，如图所示，导体棒质量为m，有效电阻R，则：（1）ab中感应电流的方向是（ ） A. B. C. 不存在 D. 无法确定（2）当ab下滑过程14、中，加速度大小的变化是（ ） A由小变大 B由大变小 C时大时小 D不变（3）ab下滑的最大速度等于（ ）A. B. C. D. （4）ab以最大速度下滑时消耗的电功率等于（ ） A. B. C. D. 8、.如图所示，把矩形线圈从匀强磁场中拉出，在整个过程中如果第一次用速度v拉出，第二次用速度2v拉出，则两次拉力所做的功W1与W2的关系是（ ）A. 2W1=W2 B. W1=2W2 C. W1=W2 D. W1=4W29、在匀强磁场中平行的两根金属轨道MN，其电阻不计，ab.cd两根导体滑杆与导轨接触良好，其电阻RabF2 UabUcd B. F1=F2 Uab=Ucd C. F1F2 Ua15、b=Ucd D. F1=F2 UabUcd10、一个lOO匝的线圈，其中最后10匝的方向绕错了，正好与前90匝绕向相反，若线圈中的感应电动势为80伏，则穿过每匝线圈的磁通量在0.5秒内变化了 abcd11如图所示，电阻为R的矩形导线框abed，边长ab=L，ad=h，质量为m，自某一高度自由下落，通过一匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，磁场区域的宽度为h。若线框恰好以恒定速度通过磁场，线框中产生的焦耳热是 (不计空气阻力，线框经过磁场的过程中线框中将产生电流)参考答案：【当堂达标】1.C 2、DE 3、CD 4、D 5.CD 6.C 7.C 8.C【课后测评】1.B 2.B 3.A 4.A5解：（1）12Bav0.20.850.8V I11/R0.8/20.4A （2）2/t0.5a2B/t0.32V P1(2/2)2/R1.28102W 6解： (1)金属棒为研究对象 第 7 页