1、第一章 電磁感應(yīng),習(xí)題課法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用,學(xué)習(xí)目標(biāo) 1.理解公式En 與EBLv的區(qū)別和聯(lián)系，能夠應(yīng)用這兩個(gè)公 式求解感應(yīng)電動(dòng)勢(shì). 2.掌握電磁感應(yīng)電路中感應(yīng)電荷量求解的基本思路和方法. 3.會(huì)求解導(dǎo)體棒轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),內(nèi)容索引,題型探究,達(dá)標(biāo)檢測(cè),1,題型探究,一、En 和EBLv的比較應(yīng)用,例1 如圖1所示，導(dǎo)軌 OM 和 ON 都在紙面內(nèi)，導(dǎo)體 AB 可在導(dǎo)軌上無(wú)摩擦滑動(dòng)，若 AB 以 5 m/s的速度從O點(diǎn)開(kāi)始沿導(dǎo)軌勻速右滑，導(dǎo)體與導(dǎo)軌都足夠長(zhǎng)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.2 T問(wèn)：,(1)3 s末夾在導(dǎo)軌間的導(dǎo)體長(zhǎng)度是多少？此時(shí)導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)多大？,

2、圖1,答案,解析,夾在導(dǎo)軌間的部分導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)才是電路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)3s末，夾在導(dǎo)軌間導(dǎo)體的長(zhǎng)度為：,(2)3 s內(nèi)回路中的磁通量變化了多少？此過(guò)程中的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為多少？,圖1,答案,解析,3 s內(nèi)回路中磁通量的變化量,3 s內(nèi)電路產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：,例2 如圖2甲所示，固定在水平面上電阻不計(jì)的光滑金屬導(dǎo)軌，間距d0.5 m右端接一阻值為4 的小燈泡L，在CDEF矩形區(qū)域內(nèi)有豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B按如圖乙規(guī)律變化CF長(zhǎng)為2 m在 t0 時(shí)，金屬棒ab從圖示位置由靜止在恒力F作用下向右運(yùn)動(dòng)到EF位置，整個(gè)過(guò)程中小燈泡亮度始終不變已知ab金屬棒電阻為1 ，求： (

3、1)通過(guò)小燈泡的電流；,圖2,答案,解析,0.1 A,金屬棒未進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，電路總電阻R總RLRab5 ,(2)恒力F的大??；,圖2,答案,解析,0.1 N,因燈泡亮度不變，故在t4 s末金屬棒剛好進(jìn)入磁場(chǎng)，且做勻速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)金屬棒中的電流IIL0.1 A 恒力大?。篎F安BId0.1 N.,(3)金屬棒的質(zhì)量,圖2,答案,解析,0.8 kg,因燈泡亮度不變，金屬棒在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E2E10.5 V,二、電磁感應(yīng)中的電荷量問(wèn)題,例3 如圖3甲所示，一個(gè)圓形線圈的匝數(shù)n1 000，線圈面積S300 cm2，線圈的電阻r1 ，線圈外接一個(gè)阻值R4 的電阻，線圈處在一方向垂直線圈平面

4、向里的圓形磁場(chǎng)中，圓形磁場(chǎng)的面積 S0200 cm2，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖乙所示求：,圖3,(1)第4 s時(shí)線圈的磁通量及前4 s內(nèi)磁通量的變化量,答案,解析,8103 Wb 4103 Wb,磁通量BS00.4200104 Wb8103 Wb 磁通量的變化量為： 0.2200104 Wb4103 Wb,(2)前4 s內(nèi)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),答案,解析,由圖像可知前4 s內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的變化率,1 V,(3)前4 s內(nèi)通過(guò)R的電荷量,答案,解析,0.8 C,求電磁感應(yīng)中電荷量的一個(gè)有用的結(jié)論：,注意：求解電路中通過(guò)的電荷量時(shí)，一定要用平均電動(dòng)勢(shì)和平均電流計(jì)算,針對(duì)訓(xùn)練如圖4所示，空間存在垂直于

5、紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在半徑為a的圓形區(qū)域內(nèi)部及外部，磁場(chǎng)方向相反，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小均為B.一半徑為b(ba)、電阻為R的圓形導(dǎo)線環(huán)放置在紙面內(nèi)，其圓心與圓形區(qū)域的中心重合當(dāng)內(nèi)、外磁場(chǎng)同時(shí)由B均勻地減小到零的過(guò)程中，通過(guò)導(dǎo)線環(huán)截面的電荷量為,答案,解析,圖4,開(kāi)始時(shí)穿過(guò)導(dǎo)線環(huán)向里的磁通量設(shè)為正值，1Ba2，向外的磁通量則為負(fù)值，2B(b2a2)，總的磁通量為它們的代數(shù)和(取絕對(duì)值) B|b22a2|，末態(tài)總的磁通量為0，,三、導(dǎo)體棒轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算,例4 長(zhǎng)為l的金屬棒ab以a點(diǎn)為軸在垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的平面內(nèi)以角速度做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖5所示，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.求： (1)ab棒的平均速率

6、；,圖5,答案,解析,(2)ab兩端的電勢(shì)差；,圖5,答案,解析,ab兩端的電勢(shì)差：,(3)經(jīng)時(shí)間t金屬棒ab所掃過(guò)面積中磁通量為多少？此過(guò)程中平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)多大？,圖5,答案,解析,經(jīng)時(shí)間t金屬棒ab所掃過(guò)的扇形面積為S，則：,由法拉第電磁感應(yīng)定律得：,導(dǎo)體轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁感線： 當(dāng)導(dǎo)體棒在垂直于磁場(chǎng)的平面內(nèi)，其一端固定，以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為EBl Bl2，如圖6所示,若圓盤(pán)在磁場(chǎng)中以繞圓心勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，如圖7所示，相當(dāng)于無(wú)數(shù)根“輻條”轉(zhuǎn)動(dòng)切割，它們之間相當(dāng)于電源的并聯(lián)結(jié)構(gòu)，圓盤(pán)上的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)仍為EBr Br2.,圖6,圖7,達(dá)標(biāo)檢測(cè),2,1.如圖8，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，金屬桿MN在平行金屬導(dǎo)軌上以速度v向右勻速滑動(dòng)，MN中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E1；若磁感應(yīng)強(qiáng)度增大為2B，其他條件不變，MN中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)變?yōu)镋2，則E1與E2之比為 A.11 B.21 C. 12 D.14,1,2,圖8,根據(jù)EBLv，磁感應(yīng)強(qiáng)度增大為2B，其他條件不變，所以感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)變?yōu)?倍.,答案,解析,2.物理實(shí)驗(yàn)中，常用一種叫做“沖擊電流計(jì)”的儀器測(cè)定通過(guò)電路的電荷量.如圖9所示，探測(cè)線圈與沖擊電流計(jì)串聯(lián)后可用來(lái)測(cè)定磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度.已知線圈的匝數(shù)為n，面積為S，線圈與沖