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1、2010届高考物理电学 专题复习系列课件0707法拉第电磁法拉第电磁 感应定律感应定律法拉第电磁感应定律要点疑点考点课 前 热 身延伸拓展能力思考方法要点疑点考点一、法拉第电磁感应定律1.电磁感应中感应电动势的大小，即跟 穿过这一电路的磁通量的变化率成正比， 法拉第电磁感应定律E=n/t.当导体 在匀强磁场中切割磁感线时，切割法表达 式E=BLvsina而产生感应电动势的那部分 导体相当于电源，该电源的正负极由楞次 定律来确定，注意电源内部电流是由负极 流向正极.要点疑点考点2.磁通量、磁通量的变化量、磁 通量的变化率/t的区别.磁通量是指穿 插过某一回路的磁感线的条数；磁通量的变 化量是说明
2、磁通量改变了多少，但不能说明 磁通量改变的快慢，值得注意的是当一个回 路平面翻转180时，磁通量的大小变不变暂 且不论，但方向由正变负或由负变正，而磁 通量的变化量为=|1|+|2|；磁通 量变化率/t是指磁通量变化快慢的物 理量，决定了该回路的感应电动势的大小， 再结合该回路电阻可决定该电路的感应电流 的大小.要点疑点考点二、法拉第电磁感应定律的第一种表述的运 用及注意事项1.E=n /t 是定量描述电磁感应现 象的普适规律.不管是因为什么原因、什么方 式所产生的电磁感应现象，其感应电动势的 大小均可由它来计算.2.E=n /t在中学阶段通常是计算一 段时间内的感应电动势的平均值，对于瞬时
3、值，其作用不大，只有当磁通量的变化率恒 定时，才等于瞬时值.切记它不一定等于初值 加末值除以2.要点疑点考点3. 一般可包括三种情况：回路面积S不变，而磁感应强度B 变化，则有E=nSB/ t；磁感应 强度B不变，而回路面积S变化，则有 E=nBs / t ；回路面积与磁感 应强度B均保持不变，但回路平面在磁 场中转动引起磁通量的变化.要点疑点考点三、公式E=BLvsina的运用及注意事项1.此公式中为速度与磁场平面间的夹角.在v 垂直于B，也垂直于L，且L也垂直于B时，可简 化为E=BLv，否则可以用v=vsina可得 E=BLv，2.此公式一般用于匀强磁场(或导体所在位 置的各点B均相同)
4、，且导体各部分的速度均相 同的情况.若切割速度v不变，则E为恒定值； 若切割速度为瞬时值，则E为瞬时电动势.该公 式即可求平均电动势，也可求瞬时电动势.要点疑点考点3.若导体棒绕某一固定转轴切割磁感 线时，虽然棒上各点的切割速度并不相同 ，但可用棒中点的速度等效替代切割速度 ，常用公式E=BLv中.4.公式中的L为有效切割长度，即垂 直于B、垂直于v且处于磁场中的直线部分 长度；此公式是法拉第电磁感应定律在导 体切割磁感线时的具体表达式.课 前 热 身1.单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动 ，转轴垂直于磁场，若线圈所围面积里磁通 量随时间变化的规律如图所示，则(AB)课 前 热 身A.线圈中0时
5、刻感应电动势最大B.线圈中D时刻感应电动势为0C.线圈中D时刻感应电动势最大D.线圈中0至D时间内平均感应电动势为 1.4V课 前 热 身2.AB两闭全线圈为同样导线绕成且为10匝 ,半径为rA=2rB,内有如图12-3-2所示的有理想 边界的匀强磁场,若磁场均匀地减小,则A.B环 中感应电动势之比EA:EB=1:1;主生长感应电流 之比IA:IB=1:2课 前 热 身3.将一个面积为S,总电阻为R的圆形金 属环平放在平面上,磁感应强度为B的匀强 磁场竖直向下,当把环翻转1800的过程中, 渡过环某一横截面的电量为2BS/R.课 前 热 身4.直接写出图12-3-3所示各种情况下导线ab两端的
6、感应电动势的表达式(B.L.已知)E=Blvsin; E=2BRv; E=BRv图12-3-3课 前 热 身5.如图所示，竖直向上的匀强磁场磁感应强度 B0=0.5T,并且以0.1T/s的速度在变化，水平导 轨不计电阻、且不计摩擦阻力，宽为0.5m，在 导轨上搁一导体，电阻R0=0.1，并用水平细 绳通过定滑轮吊着质量为M=2kg的重物，电阻 R=0.4，则经过多少时间能吊起重物 ?(L=0.8m)图12-3-4能力思考方法【例1】如图12-3-5所示，边长为a的正方形闭 合线框ABCD在匀强磁场中绕AB边匀速转动,磁 感应强度为B,初始时刻线框所在面与磁感线垂 直,经过t小时转过1200角,
7、求:(1)线框内感应 电动势在t时间内的平均值;(2)转过1200角时,感应电动势的瞬时值.图12-3-5能力思考方法【解析】(1)设初始时刻线框朝纸外的一 面为正面时,此时刻磁通量磁能量1= Ba2, 磁感线从正面穿入,t时刻后, 磁通量 2=(1/2)Ba2, 且此时刻磁通量的变化量应 当是(1+2),而不是(1-2),(学生可比 较一下转过1200与转过600时的区别). E= / t求出平均电动势：E=3Ba/2t；(2)计算感应电动势的瞬时值要用公式 E=BLvsina，且a=1200、v2=2/(3t);E= a2/(3t)；能力思考方法【例2】如图12-3-6所示，导线全部为裸导
8、线 ，半径为r的圆内有垂直于圆平面的匀强磁场 ，磁感应强度为B，一根长度大于2r的导线MN 以速度v在圆环上无摩擦地自左匀速滑动到右 端.电路的固定电阻为R，其余电阻不计，试 求MN从圆环的左端滑动到右端的过程中电阻R上的电流的平均值及通过的电量.图12-3-6能力思考方法【解析】本题粗看是MN在切割磁感线，属于“ 切割”类的问题题，要用E=BLv,但切割杆MN的 有效长度在不断变化，用公式E=BLv难以求得 平均值.事实上，回路中的磁通量在不断变化 ，平均感应电动势可由磁通量的变化来求.由于 =B S =Br； t =2r/v，由 法拉第电磁感应定律，E= / t =Brv/2,所以I=E/
9、R=Brv/2R,从而，通过的 电量：q=Br2/R.能力思考方法【例3】如图12-3-7所示，abcd是一个固定的U 型金属框架，ab和cd边都很长，bc边长为l， 框架的电阻可不计，ef是放置在框架上与bc平 行的导体杆，它可在框架上自由滑动(无摩擦) ，它的电阻为R.现沿垂直于框架平面的方向加 一恒定的匀强磁场，磁感应强度为B，方向垂 直于纸面向里，已知以恒力F向右拉导体ef时，导体杆最后匀速滑动，求匀速滑动时的速度. 图12-3-7能力思考方法【解析】当导体杆向右滑动时，通过回路efcb 的磁通量将发生变化，从而在回路中产生感应 电动势E和感应电流I.设导体杆做匀速运动时 的速度为v，
10、根据法拉第电磁感应定律和欧姆 定律可知：E=Blv、I=E/R;而磁场对导体杆的作用力为F安=BlI,且有F=F安，解得匀速滑动时的速度为 ：v=FR/B2l2.能力思考方法【例4】如图12-3-8所示，长都为l的金属棒 OA、OB和圆弧组成闭合回路，磁感应强度为B的 匀强磁场和回路所在平面垂直，保持棒OA和圆 弧不动，将棒OB绕O点以角速度顺时针转动， B端一直与圆弧接触，求OB棒上感应动势的大小 ；图12-3-8能力思考方法【解析】方法一：在t时间内OB扫过的面 积s= R2t/2;回路中磁通量的变化量 =Bs/t,再由E=闹/膖求出感应电动势E=B R2/2；方法二：可以将OB看做是切割
11、磁感线运动 ，切割速度为其中点速度v=l/2,则有 E=Blv=Bl2/2,可见此方法更为简单；因此在 此题中将圆弧和OA去掉后的计算OB产生的感应 电动势的结果是一样的，只不过此种情况下无 感应电流.延伸拓展【例5】两根足够长的固定的平行金属导轨位于同 一水平面内，两导轨间距离为L，导轨上面横放着 两根导体棒ab和cd，构成如图12-3-9所示的矩形回 路.两根导体棒的质量均为m，电阻均为R，回路中其余部分的电阻可不计. 图12-3-9延伸拓展在整个导轨平面内都有竖直向上的匀强磁场 ，磁感应强度为B.设两导体棒均可沿导轨无摩擦 地滑行.开始时，棒cd静止，棒ab有指向棒cd的 初速v0，若两
12、导体棒在运动过程中始终不接触，求：(1)在运动中产生的热量最多是多少?(2)当ab棒的速度为初速度的3/4时，cd棒的 加速度是多少?延伸拓展【解析】当ab棒向cd棒运动时，两棒和导 轨构成的回路面积变小，磁通量发生变化，于 是产生感应电流，ab棒受到与运动方向相反的 安培力作用做减速运动，cd棒则在安培力作用 下做加速运动，在ab棒的速度大于cd的速度时 ，回路总有感应电流，ab棒继续减速，cd棒继 续加速，两棒速度达到相同后，回路面积保持 不变，磁通量不变化，不产生感应电流，两棒 以相同的速度v做匀速运动.延伸拓展(1)从初始至两棒达到速度相同的过程中， 两棒总动量守恒，有：mv0=2mv
13、;根据能量守恒 ，整个过程中产生的总热量为：Q=(1/2)mv0 -(1/2)(2m)v=(1/4)mv；(2)设ab棒的速度变为初速度的3/4时，cd 棒的速度为v，则由动量守恒可知：mv =m(3/4)v+mv；且回路中的感应电动势和 感应电流分别为：E=BL(3/4)v0-v， I=E/2R;且此时cd棒所受安培力：F=BIL,cd的 加速度a=F/m；综合以上各式，可得 a=B2L2v0/(4mR).； http:/ 鹿鼎平台 gwh96iyc 失常、老太太又说了个送人银子的古怪故事，宝音把几个线头聚在一起，诈明柯一把。明柯逃课么？表 身体不好，本来就经常要出课堂，喘口 气，正好找表哥
14、说体己话儿。明柯还在草根蹲着，眨了眨眼睛：“笙妹妹，你说什么？”“奶奶刚刚给我们讲了一个故事，”宝音道，“关于 水上被一条怪船丢了银子的故事。”明柯仔细的拔起一茎草：“笙妹妹同我说这个，是什么意思呢？”“我想到，”宝音悠然道，“银子被卷 走后，不一定是装在舱里、车里运走，还可能照样藏在水底，等待风波平息后运走。奶奶好像在考我们的机智呢！谁如果把这话告诉奶奶，在 奶奶面前能拔头筹吧！”明柯发呆：“你想叫我拔头筹？”“随便你！你想给谁，就叫谁拔去。”宝音道，“总之我把人情做给你了。”“多 谢多谢，”明柯忍笑，“然则你自己为何不去领这头筹呢？”宝音叹口气，苦恼道：“柯哥哥哥，我长大了。”明柯道：“哦
15、？”“不只蕙妹 妹，我怎么觉得秀姐姐、珞姐姐有时都要欺负我似的？”宝音的表情，就好像有刀抵在她后背上。明柯只好道：“啊？”“柯哥哥，我不信你 不知道！”宝音生气道，“我卖这人情给你，只为叫你帮我防一防，她们要开什么过分的玩笑，你一定要帮我！”“我又不是她们肚里的蛔虫 ，”明柯把草茎上的叶子都择净了，硬表皮也搓掉，“她们做什么，我哪能都知道？”“你尽力就好，”宝音叮咛，“真的力所不及，我也不 会怪你。”“那末，我先卖你一个情报吧：小心廊下的木屐。”明柯把草茎放在嘴里，一吹，吹响了，草哨声清亮如初春的鸟雏。老夫子之一 的老脸，就拉得很长、而且很臭的出现在窗前：连他都听见了逃课孩子在玩草哨！明柯一缩
16、脖子、一吐舌，跑了回去，宝音还是继续倚着栏杆 透她的气，看也不看课室、抑或回廊，只看着枯黄的、微湿的秋叶。这个秋天的雨水并不多。除了重阳那场大的，再就是昨晚，秋雨绵绵下了 一夜，到早晨，又敛住了。地面还是湿的。“应怜屐齿印苍苔”，为了这份雅趣，谢府里很多路径，并没有铺僵硬平整的石板，而是保留为砂 土路、泥草路，就是给屐底走的，更何况，即使铺了石板，石板上也很有可能积水，布鞋一踩可就坏了，于是 们出闺房来上学，绣鞋外头还是 套双木屐比较保险。回廊外头，廊檐下的木条板上，摆着一溜雨屐，每双都可爱。主人脱下它们，就走进干净的屋子里上课。从这里，一直到 二太太院子里各处用得着的房间，都有长廊相联，除非想同明柯一样跑到草丛里玩耍，否则是不用再套屐了。再
