《河北省邢台市高中物理 第四章 电磁感应 4.4 法拉第电磁感应定律1学案（无答案）新人教版选修3-2（通用）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《河北省邢台市高中物理 第四章 电磁感应 4.4 法拉第电磁感应定律1学案（无答案）新人教版选修3-2（通用）（20页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、4.4 法拉第电磁感应定律 【学习目标】1.理解和掌握法拉第电磁感应定律，并能应用于计算感应电动势的大小.2.能够运用EBlv或EBlvsin 计算导体切割磁感线时的感应电动势.3.知道反电动势的定义和在生产中的应用一、法拉第电磁感应定律问题设计关于教材第2节“探究感应电流的产生条件”中的几个演示实验，思考下列问题：(1)在实验中，电流表指针偏转原因是什么？(2)电流表指针偏转角度大小跟感应电动势的大小有什么关系？(3)在图1中，将条形磁铁从同一高度插入线圈中，快插入和慢插入有什么相同和不同？图1要点提炼1内容：闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的 成正比2公式：En，其中n为 ，总是
2、取 一般用来求t时间内感应电动势的 3对法拉第电磁感应定律的理解(1)磁通量的变化率和磁通量 (填“有”或“没有”)直接关系很大时，可能很小，也可能很大；0时，可能不为0.(2) E有两种常见形式：线圈面积S不变，磁感应强度B均匀变化：EnS；磁感应强度B不变，线圈面积S均匀变化：EnB.(其中是t图象上某点切线的 . 为Bt图象上某点切线的 )(3)产生感应电动势的那部分导体相当于 如果电路没有闭合，这时虽然没有 ，但电动势依然存在二、导线切割磁感线时的感应电动势问题设计如图2所示，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的有效长度为l，ab以速度v匀速切割磁感线，求回路中
3、产生的感应电动势图2要点提炼1当导体平动 切割磁感线，即B、l、v两两垂直时(如图3所示)，EBlv.图32公式中l指 ：即导体在与v垂直的方向上的投影长度图4图4甲中的有效切割长度为：lsin ；图乙中的有效切割长度为：l；图丙中的有效切割长度为：沿v1的方向运动时，lR；沿v2的方向运动时，l .延伸思考 如图5所示，如果长为l的直导线的运动方向与直导线本身是垂直的，但与磁感线方向有一个夹角(90)，则此时直导线上产生的感应电动势表达式是什么？图5一、法拉第电磁感应定律的理解例1 下列几种说法中正确的是 ( )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线圈中磁通量越大，线圈中
4、产生的感应电动势一定越大C线圈放在磁场越强的位置，线圈中产生的感应电动势一定越大D线圈中磁通量变化越快，线圈中产生的感应电动势一定越大二、En的应用例2 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.例3 如图6甲所示，平行导轨MN、PQ水平放置，电阻不计，两导轨间距d10 cm，导体棒ab、cd放在导轨上，并与导轨垂直每根棒在导轨间的部分，电阻均为R1.0 .用长为L20 cm的绝缘丝线
5、将两棒系住整个装置处在匀强磁场中，t0的时刻，磁场方向竖直向下，丝线刚好处于未被拉伸的自然状态此后，磁感应强度B随时间t的变化如图乙所示不计感应电流磁场的影响，整个过程丝线未被拉断求：(1)02.0 s的时间内，电路中感应电流的大小与方向；(2)t1.0 s时，丝线的拉力大小图6三、EBlv的应用例4 试写出如图7所示的各种情况下导线中产生的感应电动势的表达式导线长均为l，速度为v，磁感应强度均为B，图(3)、(4)中导线垂直纸面图71(对法拉第电磁感应定律的理解)如图8所示，闭合金属导线框放置在竖直向上的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度随时间变化，下列说法正确的是( )图8A当磁感应强度增加
6、时，线框中的感应电流可能减小B当磁感应强度增加时，线框中的感应电流一定增大C当磁感应强度减小时，线框中的感应电流一定增大D当磁感应强度减小时，线框中的感应电流可能不变2(EBlv的应用)如图9所示，在竖直向下的匀强磁场中，将一个水平放置的金属棒ab以水平初速度v0抛出，设运动的整个过程中不计空气阻力，则金属棒在运动过程中产生的感应电动势大小将( )图9A越来越大 B越来越小 C保持不变 D无法确定3(En的应用)单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴垂直于磁场，若线圈所围面积的磁通量随时间变化的规律如图10所示，则OD过程中( )图10A线圈中O时刻感应电动势最大 B线圈中D时刻感应电动势为零
7、C线圈中D时刻感应电动势最大 D线圈中O至D时间内的平均感应电动势为0.4 V4如图11甲所示，环形线圈的匝数n1000，它的两个端点a和b间接有一理想电压表，线圈内磁感应强度B的变化规律如图乙所示，线圈面积S100 cm2，则Uab_，电压表示数为_ V.图11题组一 对法拉第电磁感应定律的理解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，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当穿过线圈的磁通量为零时，感应电动势可能不为零C当穿过线圈的磁通量变化越快时，感应电动势越大D感应电动势的大小与磁通量的变化量成正比2关于感应电动势
8、的大小，下列说法正确的是 ( )A穿过闭合电路的磁通量最大时，其感应电动势一定最大B穿过闭合电路的磁通量为零时，其感应电动势一定为零C穿过闭合电路的磁通量由不为零变为零时，其感应电动势一定为零D穿过闭合电路的磁通量由不为零变为零时，其感应电动势一定不为零3.如图1所示，闭合开关S，将条形磁铁插入闭合线圈，第一次用时0.2 s，第二次用时0.4 s，并且两次磁铁的起始和终止位置相同，则 ( )图1A第一次线圈中的磁通量变化较快B第一次电流表G的最大偏转角较大C第二次电流表G的最大偏转角较大D若断开S，电流表G均不偏转，故两次线圈两端均无感应电动势题组二 En的应用4下列各图中，相同的条形磁铁穿过
9、相同的线圈时，线圈中产生的感应电动势最大的是 ( ) 5一单匝矩形线框置于匀强磁场中，线框平面与磁场方向垂直先保持线框的面积不变，将磁感应强度在1 s时间内均匀地增大到原来的两倍接着保持增大后的磁感应强度不变，在1 s时间内，再将线框的面积均匀地减小到原来的一半先后两个过程中，线框中感应电动势的比值为( )A. B1 C2 D46.单匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间t的变化图象如图2所示，则( )图2A在t0时，线圈中磁通量最大，感应电动势也最大B在t1102 s时，感应电动势最大C在t2102 s时，感应电动势为零D在02102 s时间内，线圈中感应电动势的
10、平均值为零7.如图3所示，一正方形线圈的匝数为n，边长为a，线圈平面与匀强磁场垂直，且一半处在磁场中在t时间内，磁感应强度的方向不变，大小由B均匀地增大到2B.在此过程中，线圈中产生的感应电动势为( )图3A. B. C. D.8如图4甲所示，圆形线圈M的匝数为50 匝，它的两个端点a、b与理想电压表相连，线圈中磁场方向如图，线圈中磁通量的变化规律如图乙所示，则a、b两点的电势高低与电压表读数为( )图4Aab,20 V Bab,10 V Cab,20 V DaUb，Uab保持不变CUaUb，Uab越来越大 DUaUb，Uab越来越大【概念规律练】知识点一 公式En的理解1一个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
