高中物理 1.4 法拉第電磁感應(yīng)定律 粵教選修32

第四節(jié)法拉第電磁感應(yīng)定律.知識點1影響感應(yīng)電動勢大小的因素1．感應(yīng)電動勢：在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢．

2．實驗結(jié)果表明：感應(yīng)電動勢的大小跟磁通量的變化快慢有關(guān)，磁通量變化越______，感應(yīng)電動勢越_____．3．磁通量的變化量和變化率(1)設(shè)某時刻t1穿過線圈的磁通量為Φ1，下一時刻t2穿過線圈的磁通量為Φ2，則：快大.①磁通量的變化量ΔΦ＝Φ2－Φ1②磁通量的變化率_______________

(2)磁通量Φ雖然沒有方向，但Φ1、Φ2可正可負．

(3)磁通量的變化量反映磁通量變化的多少，而磁通量的變化率反映磁通量變化的快慢．. 知識點2法拉第電磁感應(yīng)定律

1．內(nèi)容：電路中的感應(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．2．表達式：__________.E＝kΔΦ ΔtE＝nΔΦ Δt3．單位之間的換算關(guān)系：1V＝1Wb/s.4．推廣式：__________，n為線圈的匝數(shù)．.知識點3感應(yīng)電動勢的另外一種表達式E＝BLv

1．導(dǎo)體做切割磁感線運動產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢：________. 2．條件：導(dǎo)體的運動方向與磁場方向垂直且做最有效切割．

3．適用范圍及變化

(1)公式E＝BLv只適用于導(dǎo)體做切割磁感線運動而產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的計算，且磁場是勻強磁場，導(dǎo)體的運動方向、磁場方向和導(dǎo)體長度L兩兩互相垂直．

(2)當導(dǎo)體的運動方向與磁場方向間的夾角為θ時，則感應(yīng)電動勢為______________.E＝BLvsinθ.知識點4法拉第電磁感應(yīng)定律的理解1．電路中的感應(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，可以這樣理解：(1)磁通量的變化率反映的是磁通量變化的快慢；(2)可以利用磁通量的變化率計算感應(yīng)電動勢的大小；(3)利用法拉第電磁感應(yīng)定律計算出的電動勢是一段時間內(nèi)電動勢的平均值．.

2．當穿過某回路磁通量的變化率為恒定值時，產(chǎn)生的電動勢將為恒量，在閉合回路中可形成恒定電流．3．利用公式E＝nΔΦ Δt計算線圈中的磁通量發(fā)生變化產(chǎn)生電動勢時，n為線圈的匝數(shù)．.

【例題】如圖1－4－1所示，abcd區(qū)域里有一勻強磁場，現(xiàn)有一豎直的圓環(huán)使它勻速下落，在下落過程中，它的左半部通過水平方向的磁場．O是圓環(huán)的圓心，AB是圓環(huán)豎直直徑的兩個端點，那么()圖1－4－1

A．當A與b重合時，環(huán)中電流最大

B．當O與b重合時，環(huán)中電流最大

C．當O與b重合時，環(huán)中電流最小

D．當B與b重合時，環(huán)中電流最大 解析：曲線在垂直于磁感線和線圈速度所確定的方向上投影線的長度是有效切割長度，當O與b重合時，切割線最長． 答案：B.

1．(2020年廣東卷)將閉合多匝線圈置于僅隨時間變化的磁場中，線圈平面與磁場方向垂直，關(guān)于線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流，下列表述正確的是()CA．感應(yīng)電動勢的大小與線圈的匝數(shù)無關(guān)B．穿過線圈的磁通量越大，感應(yīng)電動勢越大C．穿過線圈的磁通量變化越快，感應(yīng)電動勢越大D．感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向與原磁場方向始終相同.知識點5表達式E＝nΔΦ Δt與導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的電動勢E＝BLv的關(guān)系1．E＝nΔΦ Δt是感應(yīng)電動勢計算的通式，該式既適用于磁場的變化，又適用于導(dǎo)體切割磁感線的情況．

2．E＝BLv只適用于導(dǎo)體切割磁感線運動產(chǎn)生電動勢的計算，同時，還要求磁場的磁感應(yīng)強度B是恒定的，導(dǎo)體的運動方向與磁場方向垂直．.

【例題】如圖1－4－2甲所示，環(huán)形線圈的匝數(shù)N＝100匝，它的兩個端點a和b與電壓表相連，線圈內(nèi)磁通量的變化規(guī)律如圖乙所示，則Uab＝____________.

圖1－4－2答案：50V磁感應(yīng)定律求電動勢，從而求出Uab的大?。甎ab＝E＝nΔΦ Δt＝50V. 解析：可以利用圖乙求出磁通量的變化率，再利用法拉第電.

2．如圖1－4－3所示，圓環(huán)a和圓環(huán)b半徑之比為2∶1，兩環(huán)用同樣粗細的、同種材料的導(dǎo)線連成閉合回路，連接兩圓環(huán)電阻不計，勻強磁場的磁感強度變化率恒定，則在a環(huán)單獨置于磁場中和b環(huán)單獨置于磁場中兩種情況下，M、N兩點的電勢差之比為()圖1－4－3A．4∶1B．1∶4C．2∶1D．1∶2.解析：a、b兩環(huán)單獨置于磁場中產(chǎn)生的電動勢之比為Ea∶ RR＋rE，得到Ua∶UbEb＝4∶1，而M、N兩點的電勢差為U＝＝2∶1.`

答案:C.題型1法拉電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用

【例題】鐵路上使用一種電磁裝置向控制中心傳輸信號以確定火車的位置和速度．被安放在火車首節(jié)車廂下面的磁鐵能產(chǎn)生勻強磁場，如圖1－4－4所示(俯視圖)，當它經(jīng)過安放在兩鐵軌間的線圈時，便會產(chǎn)生一電信號，被控制中心接收．當火車以恒定速度通過線圈時，表示線圈兩端的電壓Uab隨時間變化關(guān)系的圖象是().圖1－4－4. 解析：當火車以恒定速度通過線圈時，線圈中的磁通量發(fā)生變化，因此，線圈會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，該電動勢可以等效認為是線圈的一條邊切割磁感線產(chǎn)生的，因此，線圈兩端的電壓Uab是恒定的電壓，根據(jù)右手定則判斷，火車進入線圈時，Uab為負值，火車離開線圈時，Uab為正值．答案：C 規(guī)律總結(jié)：可以利用等效的思路將火車進入線圈的運動看成是線圈反向切割磁感線的運動，利用右手定則判斷得到正確結(jié)果..

1．(雙選)如圖1－4－5所示，在一根軟鐵棒上繞有一個線圈，a、b是線圈的兩端，a、b分別與平行導(dǎo)軌M、N相連，有勻強磁場與導(dǎo)軌面垂直，一根導(dǎo)體棒橫放在兩導(dǎo)軌上，要使a點的電勢均比b點的電勢高，則導(dǎo)體棒在兩根平行的導(dǎo)軌上應(yīng)該()CD圖1－4－5

A．向左加速滑動

B．向左減速滑動

C.向右加速滑動

D．向右減速滑動 解析：根據(jù)右手定則，要使a點的電勢均比b點的電勢高，則導(dǎo)體棒應(yīng)向右運動．.題型2公式E＝BLv的應(yīng)用

【例題】如圖1－4－6所示，兩條平行光滑金屬滑軌與水平方向夾角為30°，勻強磁場的磁感應(yīng)強度的大小為0.4T、方向垂直于滑軌平面．金屬棒ab、cd垂直于滑軌放置，有效長度L為0.5m，ab棒質(zhì)量為0.1kg，cd棒質(zhì)量為0.2kg，閉合回路有效電阻為0.2Ω(不變)．當ab棒在沿斜面向上的外力作用下以圖1－4－61.5m/s的速率勻速運動時，求：

(1)cd棒的最大速度；

(2)cd棒的速度達最大時，作用在ab棒上外力的功率(g取10m/s2，cd棒無初速釋放，導(dǎo)軌無限長)．.由閉合電路歐姆定律知abcd回路中的電流I1＝—＝1.5A－BL解析：(1)ab棒剛開始向上做勻速運動時，棒中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E1＝BLv＝0.3VE1R由此可知cd棒沿斜面向下的合外力F＝mcgsin30°－BI1L＝0.7N 所以cd棒將沿斜面向下做加速運動．由于cd棒切割磁感線，cd棒中也產(chǎn)生感應(yīng)電動勢E2＝BLvc.由右手定則可以判定：E1和E2是串聯(lián)的，所以cd棒所受的合外力為F合＝mcgsin30°(E1＋E2)R.答案：見解析隨著E2的不斷增大，F(xiàn)合不斷減小，當F合＝0時，cd棒以最大速度vm做勻速運動．解得vm＝3.5m/s(2)對ab、cd兩棒進行研究，由平衡條件可知Fa－magsin30°－mcgsin30°＝0，得Fa＝1.5N則所求外力的功率P＝Fa·vm＝1.5×3.5W＝5.25W..

2．如圖1－4－7所示，在一個光滑金屬框架上垂直放置一根長l＝0.4m的金屬棒ab，其電阻r＝0.1Ω.框架左端的電阻R＝0.4Ω.垂直框面的勻強磁場的磁感應(yīng)強度B＝0.1T．當用外力使棒ab以速度v＝5m/s右移時，ab棒中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E＝_______，通過ab棒的電流I＝_______，ab棒兩端的電勢差Uab＝_______，在電阻R上消耗的功率PR＝_________，在ab棒上消耗的發(fā)熱功率PR＝_________，切割運動中產(chǎn)生的電功率P＝_______.圖1－4－70.2V0.4A0.16V0.064W0.08W0.016W..9、靜夜四無鄰，荒居舊業(yè)貧。。2023/2/32023/2/3Friday,February3,202310、雨中黃葉樹，燈下白頭人。。2023/2/32023/2/32023/2/32/3/20234:11:00PM11、以我獨沈久，愧君相見頻。。2023/2/32023/2/32023/2/3Feb-2303-Feb-2312、故人江海別，幾度隔山川。。2023/2/32023/2/32023/2/3Friday,February3,202313、乍見翻疑夢，相悲各問年。。2023/2/32023/2/32023/2/32023/2/32/3/202314、他鄉(xiāng)生白發(fā)，舊國見青山。。03二月20232023/2/32023/2/32023/2/315、比不了得就不比，得不到的就不要。。。二月232023/2/32023/2/32023/2/32/3/202316、行動出成果，工作出財富。。2023/2/32023/2/303February202317、做前，能夠環(huán)視四周；做時，你只能或者最好沿著以腳為起點的射線向前。。2023/2/32023/2/32023/2/32023/2/39、沒有失敗，只有暫時停止成功！。2023/2/32023/2/3Friday,February3,202310、很多事情努力了未必有結(jié)果，但是不努力卻什么改變也沒有。。2023/2/32023/2/32023/2/32/3/20234:11:00PM11、成功就是日復(fù)一日那一點點小小努力的積累。。2023/2/32023/2/32023/2/3Feb-2303-Feb-2312、世間成事，不求其絕對圓滿，留一份不足，可得無限完美。。2023/2/32023/2/32023/2/3Friday,February3,202313、不知香積寺，數(shù)里入云峰。。2023/2/32023/2/32023/2/32023/2/32/3/202314、意志堅強的人能把世界放在手中像泥塊一樣任意揉捏。03二月20232023/2/32023/2/32023/2/315、楚塞三湘接，荊門九派通。。。二月232023/2/32023/2/32023/2/32/3/202316、少年十五二十時，步行奪得胡馬騎。。2023/2/32023/2/303February202317、空山新雨后，天氣晚來秋。。2023/2/32023/2/32023/2/32023/2/39、楊柳散和風(fēng)，青山澹吾慮。。2023/2/32023/2/3Friday,February3,202310、閱讀一切好書如同和過去最杰出的人談話。2023/2/32023/2/32023/2/32/3/20234:11:00PM11、越是沒有本領(lǐng)的就越加自命不凡。2023/2/