2022年人教版選修3-2第四章電磁感應(yīng)-法拉第電磁感應(yīng)定律

1、法拉第電磁感應(yīng)定律 一、法拉第電磁感應(yīng)定律的內(nèi)容及表達(dá)式：1、內(nèi)容：閉合電路中感應(yīng)電動(dòng)勢的大小,跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比；2、公式：Ent；式中 n 為線圈匝數(shù),t是磁通量的變化率；磁通量的變化率t留意： E打算于磁通量的變化率；與和的大小沒有必定的聯(lián)系；在t圖像中某點(diǎn)切線的斜率就是磁通量的變化率t；3、區(qū)分磁通量、磁通量的變化量、磁通量的變化率t比較內(nèi)容磁通量磁通量的變化量物理量物理意義某時(shí)刻穿過磁場中某個(gè)面穿過某個(gè)面的磁通量的變化表示磁場中穿過某個(gè)面的的磁感線的條數(shù), 是一個(gè) 狀量,是一個(gè) 過程量 ；磁通量變化的快慢；態(tài)量 ；大小運(yùn)算BS21t留意事項(xiàng)有方向相反的磁場穿過某既不

2、表示磁通量的大小,個(gè) 面 時(shí) , 不 能 直 接 用也不表示磁通量的變化的BS,應(yīng) 考慮相反方向留意磁通量有 正負(fù)之分 ；多少, 在t 圖像中, 磁關(guān)系通量的變化率為某點(diǎn)切線的磁通量抵消后所剩余的磁通量 ；的斜率 ；1、t均與線圈的匝數(shù)無關(guān)；2、t三者之間沒有必定的聯(lián)系；備注線圈在磁場中繞垂直于磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)線圈平面與磁感線平行時(shí),=0,t最大；當(dāng)線圈平面與磁感線垂直時(shí),最大,t=0. 二、導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢：1、導(dǎo)體垂直切割磁感線時(shí),產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢EBlv,常用于運(yùn)算瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢的大??；2、導(dǎo)體棒在勻強(qiáng)磁場中轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢E1 Bl 22；的EBlv3、公式Ent和E

3、Blv的區(qū)分與聯(lián)系項(xiàng)目Ent討論對(duì)象是一個(gè)回路是在磁場中運(yùn)動(dòng)的一段導(dǎo)體適用范疇具有普遍性,無論因什么方式引起 變化都適用；只適用于一段導(dǎo)體切割磁感線的情形；不要求肯定是勻強(qiáng)磁場；區(qū)分聯(lián)系條件Ent=nBtSnBtS,E由B 、 l 、 v 應(yīng)取兩兩相互垂直的的重量；物理意義t和 n 打算；求的是t時(shí)間內(nèi)的 平均感應(yīng)電動(dòng)勢,E求得是 某個(gè)瞬時(shí) 或 某個(gè)位置與某段時(shí)間 或 某個(gè)過程 相對(duì)應(yīng)；感應(yīng)電動(dòng)勢1、EBlv是由Ent在肯定條件下推導(dǎo)出來的；2、假如 B 、 l 、 v 三者大小、方向均不變,就在t 時(shí)間內(nèi)的平均感應(yīng)電動(dòng)勢才和它在任意時(shí)刻產(chǎn)生的瞬時(shí)電動(dòng)勢相同；三、電磁感應(yīng)現(xiàn)象中感應(yīng)電荷量的運(yùn)算

4、方法：1、運(yùn)算公式：qnREtnRttnR2、推導(dǎo)過程：qItR3、留意： 感應(yīng)電荷量僅由回路電阻和磁通量的變化量及線圈匝數(shù)打算,與發(fā)生磁通量變化 的時(shí)間無關(guān)；例1、如圖甲所示,一個(gè)圓形線圈的匝數(shù) 一個(gè)阻值 R=4 的電阻,電阻的一端n=1000,面積 S=200cm 2,電阻 r=1 ,在線圈外接b 與地相接,把線圈放入一個(gè)方向垂直線圈平面對(duì)里的勻強(qiáng)磁場中,磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示試問：（1）從計(jì)時(shí)起, t=3s 時(shí)刻穿過線圈的磁通量為多少？（2）04s 內(nèi),回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢；（3）0-4s 內(nèi),流過電阻 R的電荷量為多少？（4）a 點(diǎn)的最高電勢和最低電勢各為多少？例 2、如圖

5、甲所示,在一個(gè)傾角為 37 的粗糙絕緣斜面上,靜止地放置著一個(gè)匝數(shù)為n=10 匝的正方形線圈,其上下邊與斜面底邊平行,線圈的總電阻 R=0.1 ,質(zhì)量 m=0.5kg,邊長 L=0.2m假如向下輕推一下線圈,就它剛好可沿斜面勻速下滑, 現(xiàn)在將線圈靜止放在斜面上,在線圈的水平中線（圖中虛線）以下區(qū)域中加上垂直斜面方向的磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 隨時(shí)間 t 變化規(guī)律如下列圖,求：（1）剛加上磁場時(shí)線圈中的感應(yīng)電流大??；（2）從加上磁場開頭,經(jīng)過多長時(shí)間線圈開頭運(yùn)動(dòng)？（設(shè)線圈與斜面間最大靜摩擦力等于 滑動(dòng)摩擦力, g=10m/s 2）例 3、如下列圖,寬度為 L=0.40m 的足夠長的平行光滑金屬導(dǎo)軌固

6、定在絕緣水平面上,導(dǎo)軌的一端連接阻值為 R=2.0 的電阻 導(dǎo)軌所在空間存在豎直向下的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 B=0.40T 一根質(zhì)量為m=0.1kg 的導(dǎo)體棒 MN 放在導(dǎo)軌上與導(dǎo)軌接觸良好,導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻均可忽視不計(jì)現(xiàn)用一平行于導(dǎo)軌的拉力拉動(dòng)導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌向右勻速運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)速度 v=0.50m/s ,在運(yùn)動(dòng)過程中保持導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌垂直求：（1）導(dǎo)體棒 MN 中感應(yīng)電流的方向；（2）閉合回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的大小；（3）作用在導(dǎo)體棒上的拉力的大小例4、如下列圖,足夠長的動(dòng)摩擦因數(shù)為3 平行金屬導(dǎo)軌 3cd 和 ef ,水平放置且相距L,在其左端各固定一個(gè)半徑為 r 的四分之三金屬光滑圓環(huán)

7、,兩圓環(huán)面平行且豎直在水平導(dǎo)軌和 圓環(huán)上各有一根與導(dǎo)軌垂直的金屬桿,兩金屬桿與水平導(dǎo)軌、金屬圓環(huán)形成閉合回路,兩金 屬桿質(zhì)量均為 m,a 桿電阻為 R,b 桿電阻為 2R,其余電阻不計(jì)整個(gè)裝置放在磁感應(yīng)強(qiáng)度 大小為 B、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場中當(dāng)用水平向右的恒力F=（3 3）mg拉細(xì)桿 a,達(dá)到勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),桿 b 恰好靜止 3在圓環(huán)上某處,試求：（1）桿 a 做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),回路中的感應(yīng)電流；（2）桿 a 做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度；（3）桿 b 靜止的位置距圓環(huán)最低點(diǎn)的高度例 5、如下列圖,兩根平行且足夠長的金屬導(dǎo)軌置于磁感應(yīng)強(qiáng)度 為 B 的勻強(qiáng)磁場中,磁場的方向垂直于導(dǎo)軌平面,兩導(dǎo)軌間距為L,左端連

8、一電阻R,右端連一電容器C,其余電阻不計(jì)長為2L 的導(dǎo)體棒 ab 與從圖中實(shí)線R位置開頭,以a 為圓心沿順時(shí)針方向的角速度 勻速轉(zhuǎn)動(dòng),轉(zhuǎn)90 的過程中,通過電阻的電荷量為多少？例5、如下列圖,單匝圓形線圈與勻強(qiáng)磁場垂直,勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 B,圓形線圈的電阻不計(jì)導(dǎo)體棒 a 繞圓心 O勻速轉(zhuǎn)動(dòng),以角速度 旋轉(zhuǎn)切割磁感線,導(dǎo)體棒的長度為 l ,電阻為 r 定值電阻 R1、R2 和線圈構(gòu)成閉合回路,P、Q是兩個(gè)平行金屬板,兩極板間的距離為 d,金屬板的長度為 L在金屬板的上邊緣,有一質(zhì)量為 m且不計(jì)重力的帶負(fù)電粒子豎直向下射入極板間,并從金屬板 Q的下邊緣離開 帶電粒子進(jìn)入電場的位置到 P

9、板的距離為 d ,離開電場的位置到 Q 板的距離為 d R1、R2、r 均3 3為未知量（1）求導(dǎo)體棒 a 順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)仍是逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)；（2）如 R1=R2=2r ,試求 P、Q間的電場強(qiáng)度大??；（3）如 R1=3r ,R2=2r ,試求帶電粒子的電荷量例 6、如下列圖, l1=0.5m , l 2=0.8m ,M=0.04kg 回路總電阻為R=0.2 ,導(dǎo)軌光滑,開t始時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度B0=1T 現(xiàn)使磁感應(yīng)強(qiáng)度以B =0.2T/s 的變化率勻稱地增大,試求：當(dāng) t為多少時(shí), M 剛好離開地面？（g 取 10m/s2）例 7、如下列圖,傾角為 的斜面上有兩條平行導(dǎo)軌 ad 和 bc,兩導(dǎo)軌間的距離為 L,在兩條導(dǎo)軌的一端 cd 間連接一阻值為 R 的電阻,如下列圖,ef 為一條分界線,在 ef 上方距離ef 距離也為 L 的位置放置一質(zhì)量為 m 導(dǎo)體棒,已知導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌的動(dòng)摩擦因數(shù)為 ,導(dǎo)體棒處于靜止?fàn)顟B(tài)