法拉第电磁感应定律（学案）.doc

-6-二法拉第电磁感应定律（学案）学习目标：1．熟练掌握法拉第电磁感应定律及各种情况下感应电动势的计算方法。2．知道自感现象及其应用日光灯学习重点：法拉第电磁感应定律学习难点：法拉第电磁感应定律的应用学习内容：一、法拉第电磁感应定律1．法拉第电磁感应定律电路中感应电动势的大小：在导线切割磁感线产生感应电动势的情况下由法拉第电磁感应定律可推出感应电动势的大小是：【例1】如图所示长L1宽L2的矩形线圈电阻为R处于磁感应强度为B的匀强磁场边缘线圈与磁感线垂直。求：将线圈以向右的速度v匀速拉出磁场的过程中⑴拉力F大小；⑵拉力的功率P；⑶拉力做的功W；⑷线圈中产生的电热Q；⑸通过线圈某一截面的电荷量q。FL1L2BvRabmL【例2】如图所示竖直放置的U形导轨宽为L上端串有电阻R（其余导体部分的电阻都忽略不计）。磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直于纸面向外。金属棒ab的质量为m与导轨接触良好不计摩擦。从静止释放后ab保持水平而下滑。试求ab下滑的最大速度vmbaBL1L2【例3】如图所示U形导线框固定在水平面上右端放有质量为m的金属棒abab与导轨间的动摩擦因数为μ它们围成的矩形边长分别为L1、L2回路的总电阻为R。从t=0时刻起在竖直向上方向加一个随时间均匀变化的匀强磁场B=kt（k>0）那么在t为多大时金属棒开始移动？ωoav2．转动产生的感应电动势L1L2Bωadbc⑴转动轴与磁感线平行。如图磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直于纸面向外长L的金属棒oa以o为轴在该平面内以角速度ω逆时针匀速转动。求金属棒中的感应电动势。⑵线圈的转动轴与磁感线垂直。如图矩形线圈的长、宽分别为L1、L2所围面积为S向右的匀强磁场的磁感应强度为B线圈绕图示的轴以角速度ω匀速转动。yoxωBab【例4】如图所示xoy坐标系y轴左侧和右侧分别有垂直于纸面向外、向里的匀强磁场磁感应强度均为B一个围成四分之一圆形的导体环oab其圆心在原点o半径为R开始时在第一象限。从t=0起绕o点以角速度ω逆时针匀速转动。试画出环内感应电动势E随时间t而变的函数图象（以顺时针电动势为正）。3.电磁感应中的能量守恒只要有感应电流产生电磁感应现象中总伴随着能量的转化。电磁感应的题目往往与能量守恒的知识相结合。这种综合是很重要的。要牢固树立起能量守恒的思想。abdc【例5】如图所示矩形线圈abcd质量为m宽为d在竖直平面内由静止自由下落。其下方有如图方向的匀强磁场磁场上、下边界水平宽度也为d线圈ab边刚进入磁场就开始做匀速运动那么在线圈穿越磁场的全过程产生了多少电热？Badbc【例6】如图所示水平面上固定有平行导轨磁感应强度为B的匀强磁场方向竖直向下。同种合金做的导体棒ab、cd横截面积之比为2∶1长度和导轨的宽均为Lab的质量为m电阻为r开始时ab、cd都垂直于导轨静止不计摩擦。给ab一个向右的瞬时冲量I在以后的运动中cd的最大速度vm、最大加速度am、产生的电热各是多少？二、感应电量的计算根据法拉第电磁感应定律在电磁感应现象中只要穿过闭合电路的磁通量发生变化闭合电路中就会产生感应电流。设在时间内通过导线截面的电量为则根据电流定义式及法拉第电磁感应定律得：q=穿过闭合电路磁通量变化的形式一般有下列几种情况：（1）闭合电路的面积在垂直于磁场方向上的分量S不变磁感应强度B发生变化时；（2）磁感应强度B不变闭合电路的面积在垂直于磁场方向上的分量S发生变化时；（3）磁感应强度B与闭合电路的面积在垂直于磁场方向的分量S均发生变化时。【例7】如图所示闭合导线框的质量可以忽略不计将它从如图所示的位置匀速拉出匀强磁场。若第一次用0.3s时间拉出外力所做的功为通过导线截面的电量为；第二次用时间拉出外力所做的功为通过导线截面的电量为则（）A.B.C.D.【例8】如图所示空间存在垂直于纸面的均匀磁场在半径为的圆形区域内部及外部磁场方向相反磁感应强度的大小均为B。一半径为电阻为R的圆形导线环放置在纸面内其圆心与圆形区域的中心重合。当内、外磁场同时由B均匀地减小到零的过程中通过导线截面的电量____________。【例9】如图所示是一种测量通电螺线管中磁场的装置把一个很小的测量线圈A放在待测处线圈与测量电量的冲击电流计G串联当用双刀双掷开关S使螺线管的电流反向时测量线圈中就产生感应电动势从而引起电荷的迁移由表G测出电量Q就可以算出线圈所在处的磁感应强度B。已知测量线圈共有N匝直径为d它和表G串联电路的总电阻为R则被测处的磁感强度B为多大？【例10】一个电阻为R的长方形线圈abcd沿着磁针所指的南北方向平放在北半球的一个水平桌面上