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1、 4. 4 法拉第电磁感应定律知道感应电动势 的概念，理 解决定感应电动势 大小的因 素知道反电动势 的概念，了解反 电动势 的作用掌握不同条件下感应电动势 的表达式及其应用解读课标v分别给门 的四角钉上大钉子，用电线 沿着 4个钉子绕制一个几十匝的大线圈，如图所 示线圈的两端连在一个电流表上开门、 关门时 能不能发出电来？试试 看！v如果发电 效果不明显，想一想，应该 怎样 改进？v1重新做一下探究电磁感应现 象的实 验，会发现 当磁铁插入线圈的快慢不相 同时，灵敏电流计指针偏角 _，插入速度越快，指针偏角 _，说明感应电 流_v2实验证 明，电路中感应电动势 的大 小，跟穿过这 一电路的_
2、 成正比v3电动 机转动时 ，线圈中也会产生感 应电动势 ，这个感应电动势总 要 _电源电动势 的作用，我们把这 个电动势 称为_电动势 v答案：1.不相同；越大；越大 2.磁通 量的变化率v3削弱；反自主学习v(1)感应电动势 ：在电磁感应现 象中产 生的电动势 叫做感应电动势 v(2)感应电动势 与感应电 流：感应电动 势是形成感应电 流的必要条件，有感应 电动势 不一定存在感应电 流(要看电路是 否闭合)，有感应电 流一定存在感应电动 势.探究热点1 感应电动势v(1)表述：电路中感应电动势 的大小，跟穿 过这 一电路的磁通量的变化率成正比探究热点2 法拉第电磁感应定律v注意：产生感应电
3、动势 的那部分导体相当 于电源，感应电动势 即该电 源的电动势 物理量单位物理意义 磁通量Wb表示某时刻或某位置时 穿过某一面积的磁感 线条数的多少 磁通量的 变化量 Wb表示在某一过程中穿过 某一面积磁通量变化 的多少 磁通量的 变化率Wb/s表示穿过某一面积的磁 通量变化的快慢v特别提醒：v穿过一个平面的磁通量大，磁通量的变 化量不一定大，磁通量的变化率也不一定 大；穿过一个平面的磁通量的变化量大， 磁通量不一定大，磁通量的变化率也不一 定大；穿过一个平面的磁通量的变化率大 ，磁通量和磁通量的变化量都不一定大.v(2010南京六中期中)下列几种说法中正 确的是( )vA线圈中磁通量变化越大
4、，线圈中产 生的感应电动势 一定越大vB线圈中磁通量越大，产生的感应电 动势 一定越大vC线圈放在磁场越强的位置，产生的 感应电动势 一定越大vD线圈中磁通量变化越快，线圈中产 生的感应电动势 越大v答案：D集体讨论1v解析：感应电动势的大小与磁通量的变 化率成正比，磁通量的变化率是表征磁通 量变化快慢的物理量，磁通量变化越快， 磁通量变化率越大，感应电动势越大，D 选项对；感应电动势大小与磁通量变化的 大小、磁通量的大小及线圈所在处的磁场 强弱均无直接关系，ABC选项错.v(1)公式 EBLvsinv(2)说明：B为匀强磁场的磁感应强度 的大小若非匀强磁场，但是导线 上各点 所在处的B均相同
5、时，该公式也可使用vL是导线 的有效切割长度vv是导线 上各点的运动速度v为v与B间的夹角v特殊情况，90(B与v垂直)时，公 式简化为EBLv.探究热点3 导体切割磁感线时的感应电动势v特别提醒：v若磁场本身在变化的同时，电路中还有 一部分导体切割磁感线运动，则上述两种 情况都同时存在，应分别分析，总电动势 等于感生电动势和动生电动势的和或差.v在赤道正上方，有一导体棒东西放置， 放手后让其自由下落，下列说法正确的是 ( )vA东端电势 高 B西端 电势 高vC中点电势 高 D各点电 势一样v答案：Av解析：地磁场的磁感线由南向北，放手 后导体棒做自由落体运动，据右手定则知 ，东端为感应电动
6、势的正极，东端电势高.集体讨论2v发电 机是把机械能转化为电 能的装置 ，而电动 机是把电能转化为机械能的装 置，例如初中学过的直流电动 机v由于电动 机转动时 ，线圈要切割磁感 线，也会产生感应电动势 ，这个电动势 总是要削弱电源电动势 的作用，我们把 这个电动势 称为反电动势 探究热点4 反电动势题型1v解析：磁通量的变化是由于面积变化引 起的，关键是算出面积变化，再由 BS，算出磁通量变化量v点评：计算通常有以下几种方法：v方法一：磁通量的变化是由面积变 化引 起的，BS.v方法二：磁通量的变化是由磁场变 化引 起的：BS.v方法三：磁通量的变化是由于面积和磁 感应强度间的角度变化引起的
7、，根据定 义求：末初v(2010绵阳南山中学高二期中)在如图甲 所示的电路中，螺线管匝数n1500匝， 横截面积S20 cm2.螺线管导线电 阻r 1.0 ，R14.0 ，R25.0 ，C30F. 在一段时间 内，穿过螺线管的磁场的磁 感应强度B按如图乙所示的规律变化，则 电容器上极板带_电，电容器的 带电 量为_C.变式1v答案：负，1.8105v解析：因磁场在增强，由楞次定律可推知 电容器上极板带负电，由法拉第电磁感应定 律得：v 如图，金属三角形导轨 COD上放有一 根金属棒MN，拉动MN，使它以速度v向 右匀速平动若导轨 和金属棒都是粗细 相同的均匀导体，电阻率相同，则在MN 运动过
8、程中闭合电路的 ( )vA感应电动势 保持不变vB感应电 流逐渐增大vC感应电动势 逐渐增大vD感应电 流保持不变题型2v解析：设MN从O点开始运动，则vONvt，MNvttan.答案：CDv一根导体棒ab在水平方向的匀强磁场中 自由下落，并始终保持水平方向且与磁场 方向垂直如图所示，则有()vAUab0vBUaUb，Uab保持不变vCUaUb，Uab越来越大vDUaUa，由Uab EBlv及棒自由下落时v越来越大，可 知Uab越来越大，D项正确.v 把总电 阻为2R的均匀电阻丝焊 接成 一半径为a的圆环 ，水平固定在竖直向下 的磁感应强度为B的匀强磁场中，如下图 所示，一长度为2a，电阻等于
9、R，粗细均 匀的金属棒MN放在圆环 上，它与圆环 始 终保持良好的电接触，当金属棒以恒定速 度v向右移动经过环 心O时，求：题型3v(1)棒两端的电压 UMN.v(2)在圆环 和金属棒上消耗的总热 功率 v解析：(1)把切割磁感线的金属棒看成一 个具有内阻为R，电动势为E的电源，两个 半圆环看成两个并联电阻，画出等效电路 如图所示v等效电源电动势为EBlv2Bavv点评：此类问题 与直流电路相联系， 解这类问题时应该 画出等效电路图，把 电磁感应转 化为电 路问题 ，再根据直流 电路知识进 行求解v如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁 场中，设导 体棒Oa可以以点O为中心转 动，而另一端a刚好搭
10、在光滑的半圆形金 属导轨 上，Oa长为 l且以角速度匀速转 动，在Ob间接入一阻值为 R的电阻，不 计其他电阻试求v(1)Oa中产生的感应电动势 ；v(2)流过R上的电流；v(3)所需外力的功率变式3v 有一种高速磁悬浮列车的设计 方案 是在每节车厢 底部安装磁铁(磁场方向向 下)，并在两条铁轨 之间平放一系列线圈 请探究：v(1)当列车运行时，通过线 圈的磁通量 会不会发生变化？v(2)列车的速度越快，通过线 圈的磁通量 变化越快吗？题型4v(3)为了测量列车通过某一位置的速度 ，有人在磁悬浮列车所经过 的位置安装 了电流测量记录仪 (测量记录仪 未画出) 如图所示，记录仪 把线圈中产生的电
11、流 记录 下来假设磁铁的磁感应强度在线 圈中为B.线圈的匝数为n，磁体宽度与线 圈宽度相同，且都很小为l，线圈总电 阻为R(包括引线电 阻)，你能否根据记录 仪显 示的电流I，求出列车所经过 位置的 速度？v解析：(1)当列车运行时，通过线圈的磁通 量会发生变化v(2)列车速度越快，通过线圈的磁通量变化 越快v(3)能v由于受地球信风带 和盛西风带 的影响， 在海洋中形成一种河流称为海流海流中 蕴藏着巨大的动力资源据统计 ，世界 大洋中所有海流的发电 能力达109kW.早在 19世纪，法拉第就曾设想，利用磁场使海 流发电 因为海水中含有大量的带电 离 子，这些离子随海流做定向运动，如果有 足够
12、的磁场能使这些带电 离子向相反方 向偏转，便有可能发出电来目前，日本 的一些科学家将计划利用海流建造一座容 量为1500kW的磁流体发电 机如图所示 为一磁流体发电 机的原理示意图，上、 下两块金属板MN水平变式4v放置浸没在海水里，金属板面积均为S 1103m2，板间相距d100m，海水的 电阻率2.5m，在金属板之间加一匀 强磁场，磁感应强度B0.1T，方向由南 向北，海水从东向西以速度v5m/s流过 两金属板之间，将在两板之间形成电势 差求：v(1)由金属板和海水流动所构成的电源的 电动势 E及其内电阻r各为多少？v(2)若用此发电 装置给一电阻为20的航 标灯供电，则在8h内航标灯所消耗的电 能为多少？
