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1、第四节 法拉第电磁感应定律,1如下图所示，当磁铁突然向铜环运动时，铜环的运动情况是( ) A向右摆动 B向左摆动 C静止不动 D不能判定 【答案】A,课前自主学习,2闭合线圈abcd运动到如图所示的位置时，bc边所受到的磁场力的方向向下，那么线圈的运动情况是( ) A向左平动进入磁场 B向右平动离开磁场 C向上平动 D向下平动 【答案】A,3如下图所示，AB为固定的通电直导线，闭合导线框P与AB在同一平面内，当P远离AB运动时，导体框中产生的感应电流的情况是( ),A电流的方向是顺时针方向 B电流的方向是逆时针方向 C没有感应电流产生 D以上说法都不对 【答案】A 【解析】线圈的磁场方向指向纸
2、里面，向右则运动磁通量减少，由感应电流阻碍磁通量的变化(楞次定律)可知，感应磁场方向也指向纸里面，再由右手螺旋定则可知，感应电流为顺时针方向,一、感应电动势 1感应电动势：在_中产生的电动势产生感应电动势的那部分导体相当于_ 2感应电动势和感应电流关系 (1)产生电磁感应现象时，闭合电路中有_，有_；电路断开时，没有_，有_ (2)感应电动势的产生与电路是否闭合、电路如何组成_，感应电动势比感应电流更能反映电磁感应现象的本质,电磁感应现象,电源,感应电流,感应电动势,感应电流,感应电动势,无关,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_成正比 3单位：的单位是_
3、，t的单位是秒(s)，E的单位是_,磁通量的变化率,线圈的匝数,磁通量的变化量,磁通量的变化率,韦伯(Wb),伏特(V),4电磁感应现象的本质：在电磁感应现象里，一定产生_，不一定产生_是否产生_才是电磁感应现象的本质,感应电动势,感应电流,感应电动势,穿过某电路的磁通量的变化量越大，产生的感应电动势就越大吗？ 【答案】不一定，感应电动势的大小取决于穿过电路的磁通量的变化率而不是变化量，即感应电动势的大小由磁通量的变化量和发生这个变化所用的时间这两个因素共同决定,三、导体切割磁感线时的感应电动势 1导体棒垂直于磁场运动，B、L、v两两垂直时，如图甲所示，E_. 甲 乙,BLv,2导线的运动方向
4、与导线本身垂直，但与磁感线方向夹角为时，如图乙所示，E_.,BLvsin ,如何根据法拉第电磁感应定律来解释“点燃智慧火花”栏目中风速测量仪的工作原理 【答案】风速测量仪内部有一个磁体，磁体内部放置一个和电流表相连的线圈，当风速增大时，线圈中磁通量的变化率增大，产生的感应电流增大，从而在仪表上显示出来的数值(风速值)增大,课堂优化整合,一个200匝、面积为20 cm2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0.05 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_Wb；磁通量的平均变化率是_Wb/s；线圈中的感应电动势的大小是_V. 解析：磁通量
5、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 (0.50.1)201040.5 Wb 4104 Wb.,例 1,答案：4104 8103 1.6,1将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，关于线圈中产生的感应电动势和感应电流，下列表述正确的是( ) A感应电动势的大小与线圈的匝数无关 B穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大 C穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大 D感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同 【答案】C,1感应电动势 (1)定义：在电磁感应现象中产生的电动势叫做感应电动势产生感应电动势的那部分导体相当于电源 (2)产生
6、条件：不管电路是否闭合，只要穿过电路的磁通量发生变化，电路中就会产生感应电动势 (3)方向判断：可用楞次定律或右手定则判断感应电动势的方向,正确理解法拉第电磁感应定律,对于由于磁场变化产生的电磁感应现象，可用楞次定律判断产生感应电动势的那部分导体中感应电流的方向(若电路断开，可假设将电路闭合)，感应电流的方向就是该部分导体中感应电动势的方向 对于由于导体切割磁感线产生的电磁感应现象，可用右手定则判断做切割运动的导体中感应电动势的方向，四指所指的方向就是感应电动势的方向,例 2,(1)导线中感应电流的大小； (2)磁场对方框作用力的大小随时间的变化率 解析：根据法拉第电磁感应定律可求出线框中产生
7、的感应电动势，再根据电阻定律可求出线框的电阻，最后根据闭合电路欧姆定律即可求出导线中电流的大小 (1)线框中产生的感应电动势,2一矩形线圈abcd位于一随时间变化的匀强磁场内，磁场方向垂直线圈所在的平面向里(如图甲所示)，磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示以I表示线圈中的感应电流(图甲中线圈上箭头方向为电流的正方向)，则选项中能正确表示线圈中电流I随时间t变化规律的是( ),A B C D 【答案】C 【解析】01 s内磁感应强度均匀增大，根据楞次定律和法拉第电磁感应定律可判定，感应电流为逆时针(为负值)、大小为定值，A、B错误；45 s内磁感应强度恒定，穿过线圈abcd的磁通量不变化，
8、无感应电流，D错误,2式中的L应理解为导线切割磁感线时的有效长度，如果导线不和磁场垂直，L应是导线在磁场垂直方向投影的长度，式中vsin 表示导体切割磁感线时，速度在垂直于磁感应强度方向的分量 3EBLvsin 适用于匀强磁场中导体切割磁感线时感应电动势的计算通常用于计算某个时刻或某个位置感应电动势的瞬时值,4列表对比,如下图所示，长为L的金属棒ab，绕b端在垂直于匀强磁场的平面内以角速度匀速转动，磁感应强度为B，求ab两端的电势差,例 3,3(多选)(2016浙江乐成月考)如图，一导线弯成半径为a的半圆形闭合回路，虚线MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直于回路所在的平面回路以速度v向
9、右匀速进入磁场，直径CD始终与MN垂直从D点到达边界开始到C点进入磁场为止，下列结论正确的是( ),【答案】ACD 【解析】在闭合电路进入磁场的过程中，通过闭合电路的磁通量逐渐增大，磁场方向向里，根据楞次定律可知感应电流的方向始终为逆时针方向，保持不变，故A正确；由于CD段导线与磁场垂直，必定受到安培力作用，根据左手定则判断得知，CD段受安培力向下，故B错误；,1模型特点 “杆导轨”模型是电磁感应问题高考命题的“基本道具”，也是高考的热点 “杆导轨”模型问题的物理情境变化空间大，涉及的知识点多，如力学问题、电路问题、磁场问题及能量问题等，常用的规律有法拉第电磁感应定律、楞次定律、右手定则、左手
10、定则、欧姆定律及力学中的运动规律、动能定理、功能关系、能的转化和守恒定律等,电磁感应中常见的“杆导轨”模型,2模型分类 模型一 单杆水平式,模型二 单杆倾斜式,如图所示，水平的平行光滑导轨，导轨间距离为L1 m，左端接有定值电阻R2 .金属棒PQ与导轨良好接触，PQ的电阻为r0.5 ，导轨电阻不计，整个装置处于磁感应强度为B1 T的匀强磁场中，现使PQ在水平向右的恒力F2 N作用下运动，求：,例 4,(1)棒PQ中感应电流的方向； (2)棒PQ中哪端电势高； (3)棒PQ所受安培力方向； (4)棒PQ的最大速度 解析：PQ在恒力F作用下运动，产生感应电流，因而受安培力，随着速度的增大，安培力也
11、增大，当安培力大小与恒力F相等时，PQ将做匀速运动，速度达到最大 (1)由右手定则知感应电流方向为QP. (2)PQ运动产生感应电动势，相当于电源，因电源内部电流由低电势流向高电势，所以P端电势高于Q端电势 (3)因棒中电流由QP，由左手定则知棒所受安培力方向向左,答案：(1)QP (2)P端 (3)向左 (4)5 m/s,4如图所示，两足够长的光滑金属导轨竖直放置，相距为L，一理想电流表与两导轨相连，匀强磁场与导轨平面垂直一质量为m、有效电阻为R的导体棒在距磁场上边界h处静止释放导体棒进入磁场后，流经电流表的电流逐渐减小，最终稳定为I.整个运动过程中，导体棒与导轨接触良好，且始终保持水平，不计导轨的电阻求：,(1)磁感应强度的大小B； (2)电流稳定后，导体棒运动速度的大小v； (3)流经电流表电流的最大值Im.,
