2022年高三物理一轮复习教学案课题法拉第电磁感应定律 .pdf

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1、优秀学习资料欢迎下载高三物理一轮复习教学案课题：法拉第电磁感应定律一、感应电动势1. 感应电动势 : 在电磁感应现象中产生的电动势，叫感应电动势. 2. 电势高低的判断: 在电磁感应中判定电势高低时必须把产生感应电动势的导体( 或线圈 )看成电源，且注意在电源内部感应电流是从电势低处向电势高处流动.若电路断路无感应电流时，可假设电路闭合有感应电流，来判断电势的高低. 讨论 : 分析下图所示电路中那部分导体相当于电源？并画出等效电路. 判断 a、b 两点电势的高低 .二、感应电动势大小的计算1. 法拉第电磁感应定律(1) 内容 : 电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比.表

2、达式 :tnE，n 为线圈的匝数 .法拉第电磁感应定律是计算感应电动势的普适规律.(2) 说明 : tnE本式是确定感应电动势的普遍规律，适用于导体回路，回路不一定闭合.在tnE中， E 的大小是由匝数及磁通量的变化率(即磁通量变化的快慢)决定的，与 或 之间无大小上的必然联系. 磁通量 表示穿过某一平面的磁感线的条数；磁通量的变化量表示磁通量变化的多少；磁通量的变化率t表示磁通量变化的快慢. 大， 及t不一定大；t大， 及 也不一定大 . 它们的区别类似于力学中的v、 v 及tva的区别 . tnE一般计算 t 时间内的平均电动势，但若t是恒定的，则E不变也是瞬时值. 若 S不变，B随时间变

3、化时， 则tBnSE； 若 B不变，回路面积 S随时间变化时， 则tSnBE. 2. 导体切割磁感线产生感应电动势(1) 公式 :E=BLv(可从法拉第电磁感应定律推出) (2) 说明 : 上式仅适用于导体各点以相同的速度在匀强磁场中切割磁感线的情况，且L、v 与 B两两垂直 . 当 LB,Lv, 而 v 与 B成角时，感应电动势E=BLvsin. 若导线是曲折的，则L 应是导线的有效切割长度. 公式E=BLv 中，若 v 是一段时间内的平均速度，则E 为平Ra b v LS NG v a b a bRE r a bG E r O A 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳

4、总结 - - - - - - -第 1 页，共 6 页优秀学习资料欢迎下载均感应电动势，若v 为瞬时速度，则E 为瞬时感应电动势. 3. 导体转动切割磁感线产生的感应电动势当导体在垂直于磁场的平面内，绕一端以角速度匀速转动，切割磁感线产生感应电动势时:221BLBLvE中. 三：例题精选例 1：如图所示， 在竖直向下的磁感强度为B 的匀强磁场中， 有两根水平放置相距L 且足够长的平行金属导轨AB、CD，在导体的 AC 端连接一阻值为R 的电阻，一根垂直于导体放置的金属棒 ab，质量为 m，导轨和金属棒的电阻及它们间的摩擦不计，若用恒力F 沿水平方向向右拉棒运动，求金属棒的最大速度。四：巩固提高

5、1. 下列说法正确的是（）A. 线圈中磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势一定越大B.线圈中的磁通量越大，线圈中产生的感应电动势一定越大C.线圈处在磁场越强的位置，线圈中产生的感应电动势一定越大D. 线圈中磁通量变化得越快，线圈中产生的感应电动势越大2. 一矩形线圈在匀强磁场中向右作加速运动，如图所示，下列说法正确的是（）A .线圈中无感应电流，有感应电动势B. 线圈中有感应电流，也有感应电动势C. 线圈中无感应电流，无感应电动势D. a、b、 c、d 各点电势的关系是：UaUb，UcUd，UaUd3. 穿过一个单匝线圈的磁通量始终保持每秒钟均匀地减少了2Wb，则（）A. 线圈中感应电动势每

6、秒增加2V B. 线圈中感应电动势每秒减少2V C. 线圈中无感应电动势D. 线圈中感应电动势大小不变4如图 13-2-9 所示，一宽40cm 的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里。一边长为20cm 的正方形导线框位于纸面内，以垂直于磁场边界的恒定速度20vcm/s通过磁场区域。在运动过程中，线框有一边始终与磁场区域的边界平行，取它刚进入磁场的时刻t=0，在下图所示的图线中，能正确反映感应电流随时间变化规律的是（）D A C B F b a 图 13-2-9 va bdc 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 6 页优秀学习资

7、料欢迎下载5如图所示，有一磁感应强度为B=0.5T的匀强磁场，垂直磁场方向放置一很长的金属框架，框架上有一导体棒ab保持与框边垂直， 并由静止开始下滑。 已知ab长 50cm ， 质量为 0.1kg ，电阻为 0.1 ，定值电阻R=0.9 ，框架电阻不计，取g=10m/s2，求：（ 1）导体棒下落的最大速度和最大加速度；（ 2）导体棒在下落的速度达到最大时产生的电功率。6 截面积为022. m的 100 匝电阻可以忽略不计的线圈A，处在均匀磁场中，磁场的方向垂直线圈 截 面 ， 如 图 所 示 ， 磁 感 应 强 度 为Bt T( .)0602（ t为 时 间 ， 以 秒 为 单 位 ） ，R

8、RCF1246，线圈电阻不计，求：（1）闭合 S2后，通过R2的电流大小和方向；（2）S1切断后，通过R2的电量。7. 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 ab，ab 与导轨间的动摩擦因数为 ，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，（k0）那么在 t 为多大时，金属棒开始移动？8. 如图所示，在水平面上有一个固定的两根光滑金属杆制成的37角的导轨AO 和 BO，在导R b a B L1 L2 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - -

9、- - -第 3 页，共 6 页优秀学习资料欢迎下载轨上放置一根始终和OB 垂直的金属杆CD，导轨和金属杆是用同种材料制成的，单位长度的电阻值均为01 ./ m，整个装置位于垂直纸面向里的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度随时间的变化关系为B=0.8T ，现给棒 CD 一个水平向右的外力，使CD 棒从 t=0 时刻由 O 点处开始向右做匀加速直线运动，加速度大小为012./m s，求：（1） t=4s 时，回路中的电流大小；（2） t=4s 时， CD 棒上安培力的功率是多少？9：如图13-3-7，一个U 形导体框架，其宽度l=1m，框架所在平面与水平面的夹角=300，其电阻可忽略不计。设匀强磁

10、场与U 形导体框架的平面垂直，匀强磁场的磁感强度B=0.2T。今有一条形导体ab，其质量为m=0.5kg，有效电阻R=0.1，跨接在 U 形导体框架上，并且能无摩擦的滑动，求（ 1）由静止释放导体，导体ab 下滑的最大速度mv。（2）在最大速度mv时，在 ab 上释放的电功率（g=10m/s2） 。10如图 13-2-11 所示，形导线框水平放置在磁感应强度B0.2T 的匀强磁场中磁感线方向与导线框所在平面垂直,导线 MN 和 PQ 足够长 ,间距为 0.5m,横跨在导线框上的导体棒ab的电阻 r=1.0,接在 NQ 间的电阻R=4.0 ,电压表为理想电表,其余电阻不计.若导体棒在水平外力作用

11、下以速度v=2.0m/s 向左做匀速直线运动,不计导体棒与导线框间的摩擦. (1) 通过电阻的电流方向如何? (2) 电压表的示数为多少? (3) 若某一时刻撤去水平外力,则从该时刻起,在导体棒运动 1.0m 的过程中 ,通过导体棒的电荷量为多少? 7：如图所示， ab 和 cd 是两根足够长的平行金属导轨，两导B d c ba M R N 图 13-2-11 图 13-3-7 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 6 页优秀学习资料欢迎下载轨间距离为L，导轨固定，导轨平面与水平面的夹角为，在导轨所在的平面内有垂直导轨平面斜向

12、上方的匀强磁场，磁感应强度B 在导轨的a、 b 端之间连接一阻值为R 的定值电阻。一根质量为m 的金属棒MN 放置在导轨上。且总与导轨垂直。导轨和棒接触良好，且电阻均可不计。 （1）导轨与棒之间光滑接触，棒运动的最大速度是多少？（2）若导轨与棒之间动摩擦因数为 ，棒运动的最大速度又是多少？4如图 13-3-11 所示，固定于水平桌面上足够长的两平行导轨PQ、MN，PQ、MN 的电阻不计，间距为d=0.5m， P、M 两端接有一只理想电压表，整个装置处于竖直向下的磁感应强度B=0.2T 的匀强磁场中，电阻均为r=0.1，质量分别为1m=300g 和2m=500g 的两金属棒1L、2L平行搁在光滑

13、导柜上，现固定棒1L，2L在水平恒力F=0.8N 的作用下，由静止开始做加速运动，试求：（1）当电压表读数为U=0.2V 时，棒2L的加速度多大？（2）棒2L能达到的最大速度mv（4）若固定1L，当棒2L的速度为v，且离开棒1L距离为 s 的同时，撤去外力F，为保持棒2L做匀速运动，可以采用将B 从原值（0B=0.2T）逐渐减小的办法，则磁感应强度B 应怎样随时间变化（写出B 与 t 的关系式）例 4： （2004 上海）水平面上两根足够长的金属导轨平行固定放置，问距为L，一端通过导线与阻值为R 的电阻连接；导轨上放一质量为m 的金属杆（见图13-4-4） ，金属杆与导轨的电阻忽略不计； 均匀

14、磁场竖直向下.用与导轨平行的恒定拉力F 作用在金属杆上，杆最终将做匀速运动 .当改变拉力的大小时，相对应的匀速运动速度v 也会变化， v 与 F 的关系如图13-4-5。 （取重力加速度g=10m/s2）（ 1）金属杆在匀速运动之前做什么运动？（ 2）若 m=0.5kg，L=0.5m,R=0.5；磁感应强度B 为多大？图 13-3-11 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 6 页优秀学习资料欢迎下载（ 3）由 vF 图线的截距可求得什么物理量？其值为多少？图 13-4-4 图 13-4-5 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 6 页