《法拉第电磁感应定律》导学案.docx
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1、法拉第电磁感应定律导学案1由电磁感应产生的电动势,叫感应电动势产生感应电动势的那部分导体相当于电源,导体的电阻相当于电源的内阻2电路中感应电动势的大小,跟穿过这个电路的磁通量的变化率成正比,表达式 Et(单匝线圈 ), E nt (多匝线圈 )当导体切割磁感线产生感应电动势时E BLv(B、 L 、 v两两垂直 ), EBLvsin_(v L但 v与 B夹角为 )3关于感应电动势,下列说法中正确的是()A 电源电动势就是感应电动势B产生感应电动势的那部分导体相当于电源C在电磁感应现象中没有感应电流就一定没有感应电动势D电路中有电流就一定有感应电动势答案B解析电源电动势的来源很多,不一定是由于电
2、磁感应产生的,所以选项A 错误;在电磁感应现象中,如果没有感应电流,也可以有感应电动势,C错误;电路中的电流可能是由化学电池或其它电池作为电源提供的,所以有电流不一定有感应电动势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2 Wb ,则 ()A 线圈中感应电动势每秒钟增加2 VB线圈中感应电动势每秒钟减少2 VC线圈中无感应电动势D线圈中感应电动势保持不变答案D图 15穿过某线圈的磁通量随时间的变化如图1所示,在线圈内产生感应电动势最大值的时间是()A 0 2 sB 2 s 4 sC 4s 6 sD 6s 10 s答案Ct图象中,图象斜率越大,解析t 越大,感应电动势就越大【概念规律练】
3、知识点一公式 E n t 的理解1一个 200匝、面积为 20cm2的线圈,放在磁场中,磁场的方向与线圈平面成30角,若磁感应强度在0.05s内由 0.1T增加到 0.5 T,在此过程中穿过线圈的磁通量的变化量是_Wb ;磁通量的平均变化率是 _Wb/s ;线圈中感应电动势的大小是_V.答案 4 1048 1031.6解析 磁通量的变化量是由磁场的变化引起的,应该用公式 BSsin来计算,所以 BSsin (0.5 0.1) 20 10 4 0.5 Wb 4 10 4 Wb磁通量的变化率为 44 10Wb/s 8103Wb/s ,t 0.05感应电动势的大小可根据法拉第电磁感应定律得E nt
4、200 8 10 3 V 1.6 V点评要理解好公式 Ent ,首先要区分好磁通量 ,磁通量的变化量 ,磁通量的变化率t ,现列表如下:物理量单位物理意义计算公式磁通表示某时刻或某位置时穿Wb过某一面积的磁感线条数量 BS的多少磁通量表示在某一过程中穿过某的变化Wb一面积的磁通量变化的多 21量 少磁通量Wb/s表示穿过某一面积的磁通SBt B tt S的变化量变化的快慢率 t特别提醒对 、 、t 而言,穿过一匝线圈和穿过n匝是一样的,而感应电动势则不一样,感应电动势与匝数成正比磁通量和磁通量的变化率的大小没有直接关系,t 可能很小,也可能很很大时,大; 0时,t 可能不为零2下列说法正确的是
5、()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,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答案D解析线圈中产生的感应电动势 E n t ,即 E与 t 成正比,与 或 的大小无直接关D正确系磁通量变化得越快,即t 越大,产生的感应电动势越大,故只有点评正确理解决定感应电动势大小的因素是磁通量的变化率,这是分析本题的关键知识点二公式 E BLv sin 的理解3如图 2所示,在磁感应强度为 1 T的匀强磁场中,一根跟磁场垂直长20 cm 的导线以 2m/s的速度运动,运
6、动方向垂直导线与磁感线成30 角,则导线中的感应电动势为 _图 2答案0.2 V解析E Blvsin 30 (1 0.2 2 sin 30) V 0.2 V点评(1)当导体平动垂直切割磁感线时,即B、 L、 v两两垂直时(如图所示)EBLv.(2) 当导体平动但不垂直切割磁感线时即v与B有一夹角 ,如右图所示, 此时可将导体的速度 v向垂直于磁感线和平行于磁感线两个方向分解,则分速度v 2 vcos 不使导体切割磁感线,使导体切割磁感线的是分速度 v1 vsin ,从而使导体产生的感应电动势为: E BLv 1 BLvsin .特别提醒不要死记公式,要理解含意vsin 是导体切割磁感线的速度4
7、在磁感应强度为 B的匀强磁场中,长为 l 的金属棒 OA在垂直于磁场方向的平面内绕 O 点以角速度 匀速转动,如图 3所示,求:金属棒 OA上产生的感应电动势图 312答案 2Bl解析由v r ,可知各点处速度与该点到O点的距离 r 成正比,速度都与棒垂直,我们l可以求出棒 OA 上各点的平均速度v 2,即与棒中点的速度相同(只有成正比例的量,l12.中点值才等于平均值)可得 E BlvBl Bl22点评当导体棒转动切割磁感线时,若棒上各处磁感应强度B相同,则可直接应用公式1E 2Bl 2.【方法技巧练】电动势公式 Ent 和 E BLvsin 的选用技巧5如图 4所示,两根相距为l的平行直导
8、轨abdc,bd间连有一固定电阻R,导轨电阻可忽略不计 MN 为放在 ab和 dc上的一导体杆,与ab垂直,其电阻也为R.整个装置处于匀强磁场中,磁感应强度的大小为B,磁场方向垂直于导轨所在平面(指向图中纸面内)现对 MN施力使它沿导轨方向以速度v做匀速运动令U 表示 MN 两端电压的大小,则U _.图 4Blv答案2解析此回路的感应电动势有两种求法(1) 因B、 l、 v两两垂直可直接选用 E Bl v得 E vBl(2) 可由法拉第电磁感应定律 E t 求解因在 t时间内,杆扫过的面积S lv t所以回路磁通量的变化 B SBlvt由 Et 得 EBl vBlv题目中的导体棒相当于电源,其
9、电动势EBl v,其内阻等于R,则U2 .方法总结求解导体做切割磁感线运动产生大小不变的感应电动势的问题时,两个公式都可使用6如图5所示,A、 B两个闭合线圈用同样的导线制成,匝数都为10匝,半径r A 2rB,图示区域内有磁感应强度均匀减小的匀强磁场,则 A、B线圈中产生的感应电动势之比为EA EB _,线圈中的感应电流之比为IA IB _.图 5答案1112解析A、 B两环中磁通量的变化率相同,线圈匝数相同,l由 E nt可得 EAEB1 1;又因为R ,故 RARB 21,所以IA IB12. S方法总结当导体和磁场间无相对运动时,磁通量的变化完全是由磁场的变化引起的,感应电动势的计算只
10、能采用公式E nt .7如图 6所示,用一阻值为R的均匀细导线围成的金属环半径为a,匀强磁场的磁感应R强度为 B,垂直穿过金属环所在平面电阻为 2的导体杆 AB,沿环表面以速度 v向右滑至环中央时,杆的端电压为()图 61A BavB.2Bav24C.3BavD. 3Bav答案CR解析当电阻为 2的导体杆 AB沿环表面以速度 v向右滑至环中央时,这个回路的总电动RR2外势为: E 2Bav.并联的两个半圆环的等效电阻为4,杆的端电压为 UAB E外 r3Bav.R方法总结当磁场和导体间有相对运动,且感应电动势大小在变化,求瞬时感应电动势时,应采用公式 EBL vsin .8如图 7所示,匀强磁
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