高中物理 第一章 電磁感應(yīng)（二）第四節(jié) 法拉第電磁感應(yīng)定律導(dǎo)學(xué)案粵教版選修

1、課 前先學(xué)案第一章 電磁感應(yīng)（二）法拉第電磁感應(yīng)定律（第4節(jié)）【自主學(xué)習(xí)】 一、 學(xué)習(xí)目標(biāo)1. 能區(qū)別En與EBLv，能應(yīng)用兩個(gè)公式求解電動(dòng)勢. 2. 能計(jì)算電磁感應(yīng)中的電荷量問題二、 自主學(xué)習(xí)(一)En和EBLv的區(qū)別和聯(lián)系(1)研究對象不同：En研究整個(gè)閉合回路，求得的是整個(gè)回路的感應(yīng)電動(dòng)勢；EBLv研究的是閉合回路上的一部分，即做切割磁感線運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)線，求得的是部分導(dǎo)體上的感應(yīng)電動(dòng)勢(2)適用范圍不同：En適用于 ；EBLv只適用于 。(3)實(shí)際應(yīng)用不同：En應(yīng)用于 變化所產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象較方便；EBLv應(yīng)用于 所產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象較方便(4)E的意義不同：En一般求得的是 感應(yīng)電動(dòng)勢；

2、EBLv一般求得的是 感應(yīng)電動(dòng)勢求解某一過程(或某一段時(shí)間)內(nèi)的電動(dòng)勢或平均電流以及通過導(dǎo)體某一橫截面的電荷量等問題時(shí)，應(yīng)選用E 求解某一時(shí)刻(或某一位置)的電動(dòng)勢、瞬時(shí)電流、功率及某段時(shí)間內(nèi)的電功、電熱等問題時(shí)，應(yīng)選用E （二）、公式En和EBLv的選用技巧1En適用于任何情況，但一般用于求平均感應(yīng)電動(dòng)勢，當(dāng)t0時(shí)，E為瞬時(shí)值2E 是法拉第電磁感應(yīng)定律在導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的具體表達(dá)式(1)當(dāng)v為平均速度時(shí)，E為 (2)當(dāng)v為瞬時(shí)速度時(shí)，E為 (3)當(dāng)同時(shí)存在兩部分導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢時(shí)，總電動(dòng)勢在兩者方向相同時(shí)相加，方向相反時(shí)相減(方向相同或相反是指 在回路中的方向)（三）I是電流在

3、時(shí)間t內(nèi)的平均值，變形公式q 可以求時(shí)間t內(nèi)通過導(dǎo)體某一橫截面的電荷量l 【課前自測】電磁感應(yīng)中的電荷量問題1(單選)如圖1所示，將直徑為d、電阻為R的閉合金屬環(huán)從勻強(qiáng)磁場B中拉出，這一過程中通過金屬環(huán)某一截面的電荷量為 ()A.B. C.D.2(單選)在物理實(shí)驗(yàn)中，常用一種叫做“沖擊電流計(jì)”的儀器測定通過電路的電荷量如圖2所示，探測線圈與沖擊電流計(jì)串聯(lián)后可用來測定磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度已知線圈的匝數(shù)為n，面積為S，線圈與沖擊電流計(jì)組成的回路電阻為R.若將線圈放在被測量的勻強(qiáng)磁場中，開始線圈平面與磁場垂直，現(xiàn)把探測線圈翻轉(zhuǎn)90，沖擊電流計(jì)測出通過線圈的電荷量為q，由上述數(shù)據(jù)可測出被測量磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)

4、度為 ()A. B. C. D.En與EBLv的運(yùn)用技巧及綜合應(yīng)用3. (單選)如圖5所示，矩形金屬框置于勻強(qiáng)磁場中，ef為一導(dǎo)體棒，可在ab與cd間滑動(dòng)并接觸良好設(shè)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，ac長為L，在t時(shí)間內(nèi)向左勻速滑過距離d，由法拉第電磁感應(yīng)定律En可知，下列說法正確的是 ()A當(dāng)ef向左滑動(dòng)過程中，左側(cè)面積減少Ld，右側(cè)面積增加Ld，因此EB當(dāng)ef向左滑動(dòng)過程中，左側(cè)面積減少Ld，右側(cè)面積增加Ld，互相抵消，因此E0C在公式En中，在切割磁感線情況下，BS，S應(yīng)是導(dǎo)體棒切割磁感線掃過的面積，因此EBLd/tD在切割磁感線的情況下，只能用EBLv計(jì)算，不能用En計(jì)算 4(單選)我國第一艘航母“遼

5、寧艦”交接入列后，殲15飛機(jī)順利完成了起降飛行訓(xùn)練，圖為一架殲15飛機(jī)飛行時(shí)的情景已知該飛機(jī)機(jī)身長為l，機(jī)翼兩端點(diǎn)C、D的距離為d，飛機(jī)飛行時(shí)的速度沿水平方向，大小為v，該空間地磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度的水平分量為Bx，豎直分量為By.C、D兩點(diǎn)間的電勢差為U，下列分析正確的是()AUBxlv，C點(diǎn)電勢低于D點(diǎn)電勢BUBxdv，C點(diǎn)電勢高于D點(diǎn)電勢CUBylv，C點(diǎn)電勢低于D點(diǎn)電勢DUBydv，C點(diǎn)電勢高于D點(diǎn)電勢5(單選)如圖所示，PQRS為一正方形導(dǎo)線框，它以恒定速度進(jìn)入以MN為邊界的勻強(qiáng)磁場，磁場向里，MN邊界與線框的邊QR所在的水平直線成45角，E、F分別是PS和PQ的中點(diǎn)關(guān)于線框中的感應(yīng)電流，

6、正確的說法是()A當(dāng)E點(diǎn)經(jīng)過邊界MN時(shí)，線框中感應(yīng)電流最大B當(dāng)P點(diǎn)經(jīng)過邊界MN時(shí)，線框中感應(yīng)電流最大C當(dāng)F點(diǎn)經(jīng)過邊界MN時(shí)，線框中感應(yīng)電流最大D當(dāng)Q點(diǎn)經(jīng)過邊界MN時(shí)，線框中感應(yīng)電流最大6.(雙選)電磁爐采用感應(yīng)電流(渦流)的加熱原理，是通過電子線路產(chǎn)生交變磁場，把鐵鍋放在爐面上時(shí)，在鐵鍋底部產(chǎn)生交變的電流，它具有升溫快、效率高、體積小、安全性好等優(yōu)點(diǎn)下列關(guān)于電磁爐的說法中正確的是()A電磁爐面板可采用陶瓷材料，發(fā)熱部分為鐵鍋底部B電磁爐可以用陶瓷器皿作為鍋具對食品加熱C可以通過改變電子線路的頻率來改變電磁爐的功率D電磁爐面板可采用金屬材料，通過面板發(fā)熱加熱鍋內(nèi)食品課 堂檢測案法拉第電磁感應(yīng)定律

7、l 【當(dāng)堂檢測】En與EBLv的運(yùn)用技巧及綜合應(yīng)用1如圖1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，磁感應(yīng)強(qiáng)度B按如圖乙規(guī)律變化CF長為2 m在t0時(shí)，金屬棒從圖中位置由靜止在恒力F作用下向右運(yùn)動(dòng)到EF位置，整個(gè)過程中，小燈泡亮度始終不變已知ab金屬棒電阻為1 ，求：(1)通過小燈泡的電流；(2)恒力F的大小；(3)金屬棒的質(zhì)量電磁感應(yīng)中的電荷量問題2.如圖甲所示，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，線圈內(nèi)有一方向垂直線圈平面向里的圓

8、形磁場，圓形磁場的面積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：(1)第4秒時(shí)線圈的磁通量及前4 s內(nèi)磁通量的變化量；(2)前4 s內(nèi)的平均感應(yīng)電動(dòng)勢；(3)4 s內(nèi)通過R的電荷量課 堂訓(xùn)練案【當(dāng)堂訓(xùn)練】En的理解與應(yīng)用1如圖所示，導(dǎo)軌是水平的導(dǎo)軌，間距L10.5 m，ab桿到導(dǎo)軌左端的距離L20.8 m，由導(dǎo)軌與ab桿所構(gòu)成的回路的總電阻R0.2 ，垂直導(dǎo)軌的方向有豎直向下的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B01 T，重物的質(zhì)量M0.04 kg，用細(xì)繩通過定滑輪與ab桿的中點(diǎn)相連，各處的摩擦均可忽略不計(jì)現(xiàn)使磁感應(yīng)強(qiáng)度以0.2 T/s的變化率均勻地增大，試求當(dāng)t為多少秒時(shí)，M剛好離開地面

9、(取g10 m/s2)?EBLv的理解與應(yīng)用2如圖所示，在水平面內(nèi)固定著足夠長且光滑的平行金屬軌道，軌道間距L0.40 m，軌道左側(cè)連接一定值電阻R0.80 .將一金屬直導(dǎo)線ab垂直放置在軌道上形成閉合回路，導(dǎo)線ab的質(zhì)量m0.10 kg、電阻r0.20 ，回路中其余電阻不計(jì)整個(gè)電路處在磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.50 T的勻強(qiáng)磁場中，B的方向與軌道平面垂直導(dǎo)線ab在水平向右的拉力F作用下，沿力的方向以加速度a2.0 m/s2由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，求：(1)5 s末的感應(yīng)電動(dòng)勢大??；(2)5 s末通過R電流的大小和方向；(3)5 s末，作用在ab金屬桿上的水平拉力F的大小3(電磁感應(yīng)中的電荷量問題)

10、如圖6甲所示，橫截面積為S0.20 m2，匝數(shù)為N100匝的閉合線圈放在平行于線圈軸線的勻強(qiáng)磁場中，該勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖乙所示線圈電阻為r1.2 ，電阻R4.8 .求：(1)線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢：(2)從t10到t20.30 s時(shí)間內(nèi)，通過電阻R的電荷量課 后拓展案l 【鞏固拓展】1如圖(a)所示的螺線管，匝數(shù)n1 500匝，橫截面積S20 cm2，電阻r1.5 ，與螺線管串聯(lián)的外電阻R13.5 ，R225 ，方向向右穿過螺線管內(nèi)的勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度按圖(b)所示規(guī)律變化，試計(jì)算回路中的電流2如圖所示，邊長為L的正方形金屬框，質(zhì)量為m，電阻為R，用細(xì)線把它懸掛于一個(gè)有界的勻強(qiáng)磁場邊緣，金屬框的上半部處于磁場內(nèi)，下半部處于磁場外磁場隨時(shí)間變化規(guī)律為Bkt(k0)，已知細(xì)線所能承受的最大拉力為2mg，求： (1)線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢大?。?2)細(xì)繩拉力最大時(shí)，導(dǎo)體棒受到的安培力大?。?3)從t0開始直到細(xì)線會(huì)被拉斷的時(shí)間3.如圖11所示，兩根平行金屬導(dǎo)軌固定在水平桌面上，每根導(dǎo)軌每米的電阻為r00.10 ，導(dǎo)軌的端點(diǎn)P、Q用電阻可以忽略