4.4法拉第電磁感應(yīng)定律 學(xué)案（人教版選修3-2）課前預(yù)習(xí)練?E=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E=.電路中感應(yīng)電動勢的大小，跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比，表達(dá)式E=BlvE=Blv(B、l、v兩兩A錯誤；在電磁（單匝線圈）,E=n頁（多匝線圈）.當(dāng)導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢時垂直）,E=Blvsin」（v丄I但v與B夾角為0）..關(guān)于感應(yīng)電動勢，下列說法中正確的是 （ ）A.電源電動勢就是感應(yīng)電動勢B?產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源C.在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中沒有感應(yīng)電流就一定沒有感應(yīng)電動勢D.電路中有電流就一定有感應(yīng)電動勢答案B解析電源電動勢的來源很多，不一定是由于電磁感應(yīng)產(chǎn)生的，所以選項感應(yīng)現(xiàn)象中，如果沒有感應(yīng)電流，也可以有感應(yīng)電動勢， C錯誤；電路中的電流可能是由化學(xué)電池或其它電池作為電源提供的，所以有電流不一定有感應(yīng)電動勢.TOC\o"1-5"\h\z?穿過一個單匝線圈的磁通量始終保持每秒鐘均勻地減少 2Wb，則（ ）A.線圈中感應(yīng)電動勢每秒鐘增加 2VB?線圈中感應(yīng)電動勢每秒鐘減少 2VC.線圈中無感應(yīng)電動勢D?線圈中感應(yīng)電動勢保持不變答案D一根導(dǎo)體棒ab在水平方向的勻強(qiáng)磁場中自由下落，并始終保持水平方向且與磁場方向垂直.如圖1所示，則有（ ）圖1A.Uab=0B.Ua>Ub,Uab保持不變C.Ua》Ub,Uab越來越大D.Ua<Ub,Uab越來越大答案Db，所以Ub>Ua，由Uab=E=Blv及棒自由下落時v越來越大，可知Uab越來越大，D項正確.Tb,所以Ub>Ua,由Uab=E=Blv及棒自由下落時v越來越大，可知Uab越來越大，D項正確.課堂探究練?【概念規(guī)律練】知識點(diǎn)一公式E=n亡①的理解1.一個200匝、面積為20cm2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(qiáng)度在 0.05s內(nèi)由0.1T增加到0.5T，在此過程中穿過線圈的磁通量的變化量是 Wb;磁通量的平均變化率是 Wb/s;線圈中感應(yīng)電動勢的大小是 V.答案4X10_48X10一‘1.6解析磁通量的變化量是由磁場的變化引起的，應(yīng)該用公式 △①=ABSsin0來計算，所以

△①=ABSsin0=(0.5—0.1)x20X10-4x0.5Wb4=4x10—Wb—4TOC\o"1-5"\h\z△① 4X10 3磁通量的變化率為 = Wb/s=8x10—Wb/s,At 0.05感應(yīng)電動勢的大小可根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得△① 3E=n頁=200X8X10—V=1.6V△①云可能很小，也可能很大;①或△①的大小無直接關(guān)點(diǎn)評要理解好公式E=nA△①云可能很小，也可能很大;①或△①的大小無直接關(guān)△①化率莎，現(xiàn)列表如下:物理量單位物理意義計算公式磁通量①Wb表示某時刻或某位置時穿過某一面積的磁感線條數(shù)的多少Q(mào)=BS丄磁誦量的變化量△①Wb表示在某一過程中穿過某一面積的磁誦量變化的多少△①^①2—①1磁誦量的變化右△①率 率AtWb/s表示穿過某一面積的磁通量變化的快慢A=錯誤!特別提醒①對①、△①、晉而言，穿過一匝線圈和穿過n匝是一樣的，而感應(yīng)電動勢則不一樣，感應(yīng)電動勢與匝數(shù)成正比.①很大時,②磁通量和磁通量的變化率的大小沒有直接關(guān)系，①很大時,△①O=0時，石可能不為零.下列說法正確的是（ ）A.線圈中磁通量變化越大，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢一定越大B.線圈中磁通量越大，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢一定越大C.線圈處在磁場越強(qiáng)的位置，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢一定越大D.線圈中磁通量變化得越快，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢越大答案D△①△①解析線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢 E=n^，即E與石成正比，與D正確.D正確.系.磁通量變化得越快，即云越大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢越大，故只有點(diǎn)評正確理解決定感應(yīng)電動勢大小的因素是磁通量的變化率，這是分析本題的關(guān)鍵.知識點(diǎn)二公式E=Blvsin0的理解如圖2所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為1T的勻強(qiáng)磁場中，一根跟磁場垂直長 20cm的導(dǎo)線以2m/s的速度運(yùn)動，運(yùn)動方向垂直導(dǎo)線與磁感線成 30。角，則導(dǎo)線中的感應(yīng)電動勢為

答案0.2V解析E=Blvsin30=(1x0.2x2Xsin30°V=0.2V點(diǎn)評⑴當(dāng)導(dǎo)體平動垂直切割磁感線時，即 B、I、v兩兩垂直時（如圖所示）E=Blv.點(diǎn)評冥XXXI⑵當(dāng)導(dǎo)體平動但不垂直切割磁感線時即v與⑵當(dāng)導(dǎo)體平動但不垂直切割磁感線時即v與B有一夾角0,如右圖所示，此時可將導(dǎo)體的速度V向垂直于磁感線和平行于磁感線兩個方向分解，則分速度 V2=VCOS0不使導(dǎo)體切割磁感線，使導(dǎo)體切割磁感線的是分速度 V1=vsin0從而使導(dǎo)體產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為： E=BIV1=Blvsin0特別提醒不要死記公式，要理解含意 vsin0是導(dǎo)體切割磁感線的速度.在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，長為I的金屬棒OA在垂直于磁場方向的平面內(nèi)繞O點(diǎn)以角速度3勻速轉(zhuǎn)動，如圖3所示，求：金屬棒OA上產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢.答案希23解析由v=r3可知各點(diǎn)處速度與該點(diǎn)到O點(diǎn)的距離r成正比，速度都與棒垂直，我們可I以求出棒OA上各點(diǎn)的平均速度v=-3,即與棒中點(diǎn)的速度相同.（只有成正比例的量，中點(diǎn)I1 2值才等于平均值）可得E=BIv=BIJ3=§BI3.點(diǎn)評當(dāng)導(dǎo)體棒轉(zhuǎn)動切割磁感線時，若棒上各處磁感應(yīng)強(qiáng)度 B相同，則可直接應(yīng)用公式 E12=尹13.【方法技巧練】電動勢公式E=n竽和E=Blvsin0的選用技巧At5?如圖4所示，兩根相距為I的平行直導(dǎo)軌abdc,bd間連有一固定電阻R,導(dǎo)軌電阻可忽略不計.MN為放在ab和dc上的一導(dǎo)體桿，與ab垂直，其電阻也為R.整個裝置處于勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為 B,磁場方向垂直于導(dǎo)軌所在平面 （指向圖中紙面內(nèi)）.現(xiàn)對MNA.U=2vBI，流過固定電阻R的感應(yīng)電流由b到dB?U=qvBI，流過固定電阻R的感應(yīng)電流由d到bU=vBI，流過固定電阻R的感應(yīng)電流由b到dU=vBI，流過固定電阻R的感應(yīng)電流由d到b答案A解析此回路的感應(yīng)電動勢有兩種求法因B、I、v兩兩垂直可直接選用公式 E=Blv求解;△①可由法拉第電磁感應(yīng)定律E=^t求解：因在盤時間內(nèi)，桿掃過的面積AS=lvAt所以回路磁通量的變化△①=BAS=BlvAt, △①f由E=得E=Blv.題目中的導(dǎo)體棒相當(dāng)于電源，其電動勢 E=Blv,其內(nèi)阻等于R,則U=罟，電流方向可以用右手定則判斷，A正確.方法總結(jié)求解導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動產(chǎn)生大小不變的感應(yīng)電動勢的問題時，兩個公式都可使用.如圖5所示，A、B兩個閉合線圈用同樣的導(dǎo)線制成，匝數(shù)都為10匝，半徑rA=2中,圖示區(qū)域內(nèi)有磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻減小的勻強(qiáng)磁場，則A、B線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢之比為Ea:Eb= ，線圈中的感應(yīng)電流之比為答案1：11：2,△①解析A、B兩環(huán)中磁通量的變化率相同，線圈匝數(shù)相同，由 E=可得EA:EB=1:1;又因?yàn)镽=pS，故Ra:Rb=2:1，所以Ia:Ib=1:2.方法總結(jié)當(dāng)導(dǎo)體和磁場間無相對運(yùn)動時，磁通量的變化完全是由磁場的變化引起的，感應(yīng)電動勢的計算只能采用公式 E=門年①a，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)R電阻為3的導(dǎo)體桿AB,沿環(huán)表面以速度va，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)R電阻為3的導(dǎo)體桿AB,沿環(huán)表面以速度v向右滑至環(huán)中1A.BavB.?Bav2 4C^BavD.gBav答案CR解析當(dāng)電阻為r的導(dǎo)體桿AB沿環(huán)表面以速度v向右滑至環(huán)中央時，這個回路的總電動勢r R外 2為：E=2Bav.并聯(lián)的兩個半圓環(huán)的等效電阻為 '，桿的端電壓為Uab=E? =?Bav.4 R外+r3方法總結(jié)當(dāng)磁場和導(dǎo)體間有相對運(yùn)動，且感應(yīng)電動勢大小在變化，求瞬時感應(yīng)電動勢時，應(yīng)采用公式E=BlvsinQB，方向豎直向下，在磁場中有一邊長為 I的cd邊有固定的水平軸，導(dǎo)線框可以繞其轉(zhuǎn)止釋放，不計摩擦和空氣阻力，金屬框經(jīng)過時間t運(yùn)動到豎B，方向豎直向下，在磁場中有一邊長為 I的cd邊有固定的水平軸，導(dǎo)線框可以繞其轉(zhuǎn)止釋放，不計摩擦和空氣阻力，金屬框經(jīng)過時間t運(yùn)動到豎直位置，此時ab邊的速度為v,求：BI2BI2答案⑴；（2）Blv解析⑴?=BS=Bl2,2AQ=①2—①1=一BI轉(zhuǎn)到豎直位置①2=0(1)此過程中線框產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動勢的大??；(2)線框運(yùn)動到豎直位置時線框