【高二】4.4法拉第電磁感應(yīng)定律學(xué)案（人教版選修32）【高二】4.4法拉第電磁感應(yīng)定律學(xué)案（人教版選修3-2）4.4法拉第電磁感應(yīng)定律學(xué)習(xí)計(jì)劃（人民教育版選修3-2）1．在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢，叫做感應(yīng)電動(dòng)勢．產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的那部分導(dǎo)體就相當(dāng)于電，導(dǎo)體的電阻相當(dāng)于電的內(nèi)阻．2.電路中感應(yīng)電動(dòng)勢的大小與通過電路的磁通量的變化率成正比，表達(dá)式e=ΔφδT（單匝線圈），e=nΔφδT（多匝線圈）。當(dāng)導(dǎo)體切割磁感應(yīng)線以產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢時(shí)，e=BLV（B、l和V垂直），e=blvsin_uuθ（V⊥五十、但是V和B之間的角度是θ。[：主題網(wǎng)絡(luò)]3．關(guān)于感應(yīng)電動(dòng)勢，下列說法中正確的是()a、電動(dòng)勢是感應(yīng)電動(dòng)勢b．產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電c、在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，如果沒有感應(yīng)電流，就一定沒有感應(yīng)電動(dòng)勢d．電路中有電流就一定有感應(yīng)電動(dòng)勢答案B解析電電動(dòng)勢的很多，不一定是由于電磁感應(yīng)產(chǎn)生的，所以選項(xiàng)a錯(cuò)誤；在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，如果沒有感應(yīng)電流，也可以有感應(yīng)電動(dòng)勢，c錯(cuò)誤；電路中的電流可能是由化學(xué)電池或其它電池作為電提供的，所以有電流不一定有感應(yīng)電動(dòng)勢．4.通過單匝線圈的磁通量始終以每秒2wb的速度均勻減小，然后（）a．線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢每秒鐘增加2vb、線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢每秒降低2伏c(diǎn)．線圈中無感應(yīng)電動(dòng)勢d、線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢保持不變答案d5.導(dǎo)體棒AB沿水平方向自由落在均勻磁場中，并始終保持水平方向和垂直于磁場方向。如圖1所示，有（）圖1a、uab＝0b．ua>ub，uab保持不變c、UA≥UB，UAB越大d．ua<ub，uab越越大答案是dB，所以UB>UA。從UAB=e=BLV和桿自由下落時(shí)的較大v可以看出，UAB較大，D正確?！鶥、所以UB>UA，從UAB=e=BLV和更大的v，當(dāng)桿自由下落時(shí)，可以看出UAB更大，D是正確的【概念規(guī)律練】知識點(diǎn)公式e=nΔφδ了解T一．一個(gè)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(dòng)勢的大小是________v.回答4×10－48×10－31.6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δφ＝δbssinθ計(jì)算，所以θ×δ0＝0.5＝4×10－4wb磁通量變化率為Δφδt＝4×10－40.05wb/s＝8×10－3wb/s感應(yīng)電動(dòng)勢的大小可根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得e＝nΔφδt＝200×8×10－3v＝1.6v點(diǎn)評要理解好公式e＝nδφδt，首先要區(qū)分好磁通量φ，磁通量的變化量δφ，磁通量的變化率δφδt，現(xiàn)列表如下：物理量單位[：科學(xué)、科學(xué)和網(wǎng)絡(luò)]物理意義的計(jì)算公式磁通數(shù)量φWB表示在特定時(shí)間或位置穿過特定區(qū)域的磁感應(yīng)線數(shù)量φ＝bs⊥磁通量改變量δφwb表示在某一過程中穿過某一面積的磁通量變化的多少δφ＝φ2－φ1磁通量的變化速率Δφδtwb/s表示穿過某一面積的磁通量變化的快慢δφδt＝bδsδt?δbδts特別提醒①是φ、Δφ、Δφδ對于T，通過一圈線圈與通過n圈線圈相同，但感應(yīng)電動(dòng)勢不同。感應(yīng)電動(dòng)勢與匝數(shù)成正比②磁通量和磁通量的變化率的大小沒有直接關(guān)系，φ很大時(shí)，δφδt可能很小，也可能很大；φ＝0時(shí)，δφδt可能不為零．2.以下陳述是正確的（）a．線圈中磁通量變化越大，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢一定越大b、線圈中的磁通量越大，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢就越大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(dòng)勢一定越大d、線圈中的磁通量變化越快，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢就越大答案d分析線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢e=nΔφδt。e和Δφδt與φ或Δφ成正比，磁通量變化越快，即Δφδ越大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢越大，因此只有D是正確的點(diǎn)評正確理解決定感應(yīng)電動(dòng)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=blvsinθ了解3．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(dòng)，運(yùn)動(dòng)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(dòng)勢為________．圖2答案0.2v分析e=blvsin30°=（1）×零點(diǎn)2×2×sin30°）v＝0.2v點(diǎn)評(1)當(dāng)導(dǎo)體平動(dòng)垂直切割磁感線時(shí)，即b、l、v兩兩垂直時(shí)(如圖所示)e＝blv.（2）當(dāng)導(dǎo)體水平移動(dòng)但不垂直切割磁感應(yīng)線時(shí)，即V和Bθ之間存在夾角，如右圖所示，此時(shí)導(dǎo)體的速度V可以在垂直于和平行于磁感應(yīng)線的兩個(gè)方向上分解，因此，由導(dǎo)體產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為：e=blv1=blvsinθ。特別提醒不要死記公式，要理解含意vsinθ是導(dǎo)體切割磁感線的速度．4.在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的均勻磁場中，長度為L的金屬棒OA在垂直于磁場方向ω的平面內(nèi)以角速度圍繞點(diǎn)O旋轉(zhuǎn)，并以均勻速度旋轉(zhuǎn)，如圖3所示。計(jì)算金屬棒上產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢圖3答案12bl2Ω解析由v＝rω，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，我們可以求出棒oa上各點(diǎn)的平均速度v＝l2ω，即與棒中點(diǎn)的速度相同．(只有成正比例的量，中點(diǎn)值才等于平均值)可得e＝blv＝bll2ω＝12bl2ω.注釋當(dāng)導(dǎo)體棒旋轉(zhuǎn)以切割磁感應(yīng)線時(shí)，如果導(dǎo)體棒上的磁感應(yīng)強(qiáng)度B相同，則可直接應(yīng)用公式e=12bl2ω。【方法技巧練】電動(dòng)勢公式e=nΔφδT和e=blvsinθ5．如圖4所示，兩根相距為l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(jì)．n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(gè)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n施力使它沿導(dǎo)軌方向以速度v做勻速運(yùn)動(dòng)．令u表示n兩端電壓的大小，則()圖4a．u＝12vbl，流過固定電阻r的感應(yīng)電流由b到db、U=12vbl，流過固定電阻R的感應(yīng)電流范圍為D到bc．u＝vbl，流過固定電阻r的感應(yīng)電流由b到dd、U=VBL，流過固定電阻R的感應(yīng)電流范圍為d到B答案a分析這種電路的感應(yīng)電動(dòng)勢有兩種方法(1)因b、l、v兩兩垂直可直接選用公式e＝blv求解；（2）法拉第電磁感應(yīng)定律e=ΔφδT解：因在δt時(shí)間內(nèi)，桿掃過的面積δs＝lvδt因此，回路磁通Δφ＝bδs＝blvδt的變化由e＝δφδt得e＝blv.問題中的導(dǎo)體棒相當(dāng)于電，其電動(dòng)勢E=BLV，其內(nèi)阻等于R，然后u=blv2，電流方向可以用右手法則判斷，a是正確的方法總結(jié)求解導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生大小不變的感應(yīng)電動(dòng)勢的問題時(shí)，兩個(gè)公式都可使用．6.如圖5所示，兩個(gè)閉合線圈a和B由相同的導(dǎo)線制成，匝數(shù)為10，半徑RA=2rb。圖中所示區(qū)域內(nèi)存在均勻磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻降低，因此線圈a和B中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢之比為ea:EB=___;，線圈中感應(yīng)電流之比為IA∶IB=____圖5回答1:1:2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＝nδφδt可得ea∶eb＝1∶1；又因?yàn)閞＝ρls，故ra∶rb＝2∶1，所以ia∶ib＝1∶2.方法當(dāng)導(dǎo)體與磁場之間沒有相對運(yùn)動(dòng)時(shí)，磁通量的變化完全是由磁場的變化引起的，感應(yīng)電動(dòng)勢的計(jì)算只能用公式e=nΔφδt。7．如圖6所示，用一阻值為r的均勻細(xì)導(dǎo)線圍成的金屬環(huán)半徑為a，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為b，垂直穿過金屬環(huán)所在平面．電阻為r2的導(dǎo)體桿ab，沿環(huán)表面以速度v向右滑至環(huán)中央時(shí)，桿的端電壓為()圖6a．bavb.12bavc、23bavd。43bav答案c分析表明，當(dāng)電阻為R2的導(dǎo)體棒AB以速度V沿環(huán)表面向右滑動(dòng)至環(huán)中心時(shí)，該電路的總電動(dòng)勢為：e=2bav兩個(gè)平行半圓環(huán)的等效電阻為R4，棒的終端電壓為UAB=Erouterrouter+r=23BAV方法總結(jié)當(dāng)磁場和導(dǎo)體間有相對運(yùn)動(dòng)，且感應(yīng)電動(dòng)勢大小在變化，求瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢時(shí)，應(yīng)采用公式e＝blvsinθ.8.如圖7所示，均勻磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向?yàn)榇怪毕蛳?。在磁場中，一?cè)有一個(gè)長度為L的方形導(dǎo)體框架，AB側(cè)的質(zhì)量為m，其他側(cè)的質(zhì)量忽略不計(jì)。CD側(cè)具有固定的水平軸，導(dǎo)體框架可繞其旋轉(zhuǎn)；現(xiàn)在將金屬線框拉到水平位置，并將其從靜止位置釋放。無論摩擦和空氣阻力如何，金屬框架在時(shí)間T后移動(dòng)到垂直位置。此時(shí)，AB側(cè)的速度為v。查找：圖7（1）線框在此過程中產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動(dòng)勢；(2)線框運(yùn)動(dòng)到豎直位置時(shí)線框感應(yīng)電動(dòng)勢的大?。鸢福?）bl2t（2）BLV解析(1)φ1＝bs＝bl2，轉(zhuǎn)到豎直位置φ2＝