1、法拉第電磁感應(yīng)定律 1感應(yīng)電動勢 (1)在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢叫做感應(yīng)電動勢,產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于 . (2)在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中,既然閉合導(dǎo)體回路中有感應(yīng)電流,電路就一定有 ；如果電路斷開,這時雖然沒有感應(yīng)電流,但 依然存在. 電源感應(yīng)電動勢感應(yīng)電動勢磁通量的變化率韋伯伏特1如圖441甲所示線圈的匝數(shù)n100匝,橫截面積S 50 cm2,線圈總電阻r10 ,沿軸向有勻強磁場,設(shè) 圖示磁場方向為正,磁場的磁感應(yīng)強度隨時間作如圖乙 所示變化,則在開始的0.1 s內(nèi) ()圖441A磁通量的變化量為0.25 WbB磁通量的變化率為2.5102Wb/sCa、b間電壓為0D在a、b間接一個

2、理想電流表時,電流表的示數(shù)為0.25 A答案：BD (1)導(dǎo)線垂直于磁場運動,B、l、v兩兩垂直時,如圖442所示,E . (2)導(dǎo)線的運動方向與導(dǎo)線本身垂直,但與磁感線方向夾角為時,如圖443所示,E .BlvBlvsin 圖442圖443 (3)反電動勢： 定義：電動機轉(zhuǎn)動時,由于切割磁感線,線圈中產(chǎn)生的 作用的感應(yīng)電動勢. 作用： 反電動勢的作用是 線圈的轉(zhuǎn)動.如果要使線圈維持原來的轉(zhuǎn)動,電源就要向電動機提供能量,此時,電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能.削弱電源電動勢阻礙 1對公式EBlvsin 的理解 (1)該公式可看成法拉第電磁感應(yīng)定律的一種特殊情況,通常用來求導(dǎo)體運動速度為v時的瞬時電動勢.

3、 (2)當(dāng)B、l、v三個量方向相互垂直時,EBlv；當(dāng)有任意兩個量的方向平行時,E0. (3)式中的l應(yīng)理解為導(dǎo)體切割磁感線時的有效長度. 若切割磁感線的導(dǎo)體是彎曲的,則應(yīng)取其與B和v方向都垂直的等效線段長度來計算.如圖444中線段ab的長即為導(dǎo)體切割磁感線的有效長度. 圖444圖4-4-5EnEBlvsin 區(qū)別求的是t時間內(nèi)的平均感應(yīng)電動勢,E與某段時間或某個過程相對應(yīng)求的是瞬時感應(yīng)電動勢,E與某個時刻或某個位置相對應(yīng)求的是整個電路的感應(yīng)電動勢.整個電路的感應(yīng)電動勢為零時,其電路中某段導(dǎo)體的感應(yīng)電動勢不一定為零求的是電路中一部分導(dǎo)體切割磁感線時產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢2.如圖446所示,一導(dǎo)線彎成

4、半徑 為a的半圓形閉合回路.虛線MN右 側(cè)有磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場, 方向垂直于回路所在的平面.回路 以速度v向右勻速進入磁場,直徑 CD始終與MN垂直.從D點到達邊界開始到C點進入磁場為 止,下列結(jié)論正確的是 ()圖446答案：CD 1.題型特點 在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中,閉合電路中磁通量發(fā)生變化(或部分導(dǎo)體切割磁感線),在回路中將產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電路.在題目中常涉及電流、電壓、電功等的計算,還可能涉及電磁感應(yīng)與力學(xué)、能量等知識的綜合分析. 2解題思路 (1)明確哪部分導(dǎo)體或電路產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,該導(dǎo)體或電路就是電源,其他部分是外電路. (2)用法拉第電磁感應(yīng)定律或切割公式確定感應(yīng)電動勢的大小,

5、用楞次定律或右手定則確定感應(yīng)電動勢的方向. (3)畫出等效電路圖.注意分清內(nèi)外電路. (4)運用閉合電路歐姆定律、串并聯(lián)電路特點、電功率、電熱等公式聯(lián)立求解. 特別提醒 (1)電源內(nèi)部電流的方向是從負極流向正極,即從低電勢流向高電勢. (2)求解電路中通過的電荷量時,一定要用平均電動勢和平均電流計算.3.在圖447中,EF、GH為平行的金屬 導(dǎo)軌,其電阻可不計,R為電阻器,C為 電容器,AB為可在EF和GH上滑動的導(dǎo) 體橫桿.有勻強磁場垂直于導(dǎo)軌平面.若 用I1和I2分別表示圖中該處導(dǎo)線中的電流,則當(dāng)橫桿AB () A勻速滑動時,I10,I20 B勻速滑動時,I10,I20 C加速滑動時,I1

6、0,I20 D加速滑動時,I10,I20圖447解析：導(dǎo)體桿水平運動時產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,對整個電路,可把AB桿看做電源,當(dāng)桿勻速滑動時,電動勢E不變,故I10,I20；當(dāng)桿加速滑動時,電動勢E不斷變大,電容器不斷充電,故I10,I20.選項D正確.答案：D 例1一個匝數(shù)為200匝、面積為20 cm2的線圈放在磁場中,磁場的方向與線圈平面成30角,若磁感應(yīng)強度在0.05 s內(nèi)由0.1 T增加到0.5 T,在此過程中磁通量變化了多少？磁通量的平均變化率是多少？線圈中感應(yīng)電動勢的大小是多少伏？答案4104 Wb8103 Wb/s1.6 V答案：B 例2如圖448所示,導(dǎo)體棒ab長L,沿傾角為的斜導(dǎo)軌以

7、速度v下滑,勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B.求： (1)若磁感應(yīng)強度B的方向垂直于斜導(dǎo)軌向上,導(dǎo)體棒ab中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為多大？ (2)若磁感應(yīng)強度B的方向豎直向上,導(dǎo)體棒ab中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為多大？圖448 思路點撥 (1)第一種情況下B、l、v三者兩兩垂直,直接應(yīng)用EBlv求解. (2)第二種情況下注意題目所給是導(dǎo)軌的傾角,而非v與B之間的夾角,要注意進行轉(zhuǎn)換. 解析將題給的立體圖改畫成平面圖如圖所示. (1)當(dāng)磁感應(yīng)強度B的方向垂直于斜軌時,導(dǎo)體棒ab的速度方向與B是垂直的,即v與B的夾角90.則可將感應(yīng)電動勢直接寫為E1BLv. (2)當(dāng)磁感應(yīng)強度B豎直向上時,此時v與B的夾角90,我們

8、可直接套用公式寫出此時的感應(yīng)電動勢 E2BLvsin(90)BLvcos 也可從基本原理出發(fā),將棒的速度v分解為垂直于B和平行于B的兩個分量,只有垂直于B的速度分量vvcos 才對產(chǎn)生感應(yīng)電動勢有貢獻,所以感應(yīng)電動勢E2BLvBLvcos . 答案(1)BLv(2)BLvcos 借題發(fā)揮 (1)導(dǎo)體不是垂直切割磁感線(即v與B有一夾角)時,可將導(dǎo)體的速度沿垂直于磁感線和平行于磁感線兩個方向分解,其中平行于磁感線的分速度不產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,只有垂直于磁感線的分量產(chǎn)生感應(yīng)電動勢. (2)公式EBlvsin 中的是v與B之間的夾角,當(dāng)90時EBlv,因此導(dǎo)體垂直切割磁感線可以看成是導(dǎo)體不垂直切割磁感線

9、的一種特例.圖4-4-9答案：B 例3如圖4410所示,MN、PQ為光滑金屬導(dǎo)軌(金屬導(dǎo)軌電阻忽略不計),MN、PQ相距L50 cm,導(dǎo)體棒AB在兩軌道間的電阻為r1 ,且可以在MN、PQ上滑動,定值電阻R13 ,R26 ,整個裝置放在磁感應(yīng)強度為B1.0 T的勻強磁場中,磁場方向垂直于整個導(dǎo)軌平面,現(xiàn)用外力F拉著AB棒向右以v5 m/s速度做勻速運動.求 (1)導(dǎo)體棒AB產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E和AB棒上的感應(yīng)電流方向. (2)導(dǎo)體棒AB兩端的電壓UAB.圖4410思路點撥解答本題時應(yīng)把握以下三點：(1)會用EBLv求E.(2)AB棒相當(dāng)于電源.(3)UAB應(yīng)是路端電壓.解析(1)導(dǎo)體棒AB產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢EBLv2.5 V,由右手定則,AB棒上的感應(yīng)電流方向向上,即沿BA方向.答案(1)2.5 VBA方向(2)1.7 V3如圖4411甲所示的螺線管,匝數(shù)n 1 500 匝,橫 截面積為S20 cm2,電阻r1.5 ,與螺線管串聯(lián)的 外電阻R13.5 ,R22.5 ,向右穿過螺線管的勻 強磁場的磁感應(yīng)強度按圖乙所示規(guī)律變化.求 (1)螺線管產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大??； (2)通過螺線管的電流大小和方向； (3