2019-2020年高三物理一轮复习 02 法拉第电磁感应定律导学案.doc

2019-2020年高三物理一轮复习 02 法拉第电磁感应定律导学案【课题】法拉第电磁感应定律【目标】1、知道感生电动势和动生电动势的概念； 2、掌握法拉第电磁感应定律。【导入】一、法拉第电磁感应定律：1、公式：En/t2、严格区别磁通量、磁通量的变化量及磁通量的变化率/t3、En/t计算的是感应电动势的平均值，可以理解为En BS/t，或En SB/t4、区分感应电量与感应电流回路中发生磁通变化时，由于感应电场的作用使电荷发生定向移动而形成感应电流，在t内迁移的电量（感应电量）为：q=It=Et/R=/R；仅由回路电阻和磁通变化决定，与发生磁通变化的时间无关。因此，当用一根磁棒先后两次从同一处用不同速度插至线圈中同一位置时，线圈里积聚的感应电量相等但快插与慢插时产生的感应电动势、感应电流不同，外力做的功也不同 5、产生感应电动势的那一部分导体相当于电源，当电路断开时，无感应电流，但仍有感应电动势产生电源内部的电流是从低电势点流向高电势点。二、导体做切割磁感线运动时感应电动势大小的计算：1、公式：EBL V 2、条件：一般地，匀强磁场，LB，VL 3、注意： L为导体“有效”切割磁感线的等效长度 V为导体切割磁感线的速度，一般导体各部分切割磁感线的速度相同。对有些导体各部分切割磁感线的速度不相同的情况，V指平均速度如图所示， E=BL2/2【导研】例1一矩形线框置于匀强磁场中，线框平面与磁场方向垂直，先保持线框的面积不变，将磁感应强度在1 s 时间内均匀地增大到原来的两倍，接着保持增大后的磁感应强度不变，在1 s 时间内，再将线框的面积均匀地减小到原来的一半，先后两个过程中，线框中感应电动势的比值为 ( )A、1/2 B、1 （C）2 （D）4例2半径为a右端开小口的导体圆环和长为2a的导体直杆，单位长度电阻均为R0。圆环水平固定放置，整个内部区域分布着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B。杆在圆环上以速度v平行于直径CD向右做匀速直线运动，杆始终有两点与圆环良好接触，从圆环中心O开始，杆的位置由确定，如图所示。则（ ） A=0时，杆产生的电动势为2Bav B=时，杆产生的电动势为 C=0时，杆受的安培力大小为 D=时，杆受的安培力大小为例3 如图，均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框，半圆直径与磁场边缘重合；磁场方向垂直于半圆面（纸面）向里，磁感应强度大小为B0.使该线框从静止开始绕过圆心O、垂直于半圆面的轴以角速度匀速转动半周，在线框中产生感应电流。现使线框保持图中所示位置，磁感应强度大小随时间线性变化。为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流，磁感应电动势随时间的变化率的大小应为（ ）A. B. C. D. 例4 如图所示，水平导轨间距为L左端接有阻值为R的定值电阻，在距左端x0处放置一根质量为m、电阻为r的导体棒，导体棒与导轨间无摩擦且始终保持良好接触，导轨的电阻可忽略，整个装置处在竖直向上的匀强磁场中，问：在下列各种情况下，作用在导体棒上的水平拉力F的大小应如何？（1）磁感应强度为B=B0保持恒定，导体棒以速度v向右做匀速直线运动；（2）磁感应强度为B=B0+kt随时间t均匀增强，导体棒保持静止；x0LFB（3）磁感应强度为B=B0保持恒定，导体棒由静止始以加速度a向右做匀加速直线运动；例5xx年11月3日，我国“神舟八号”飞船发射成功，在离地面大约340 km的太空运行一段时间后成功与“天宫一号”对接.假设对接后舱中有一边长为50 cm的正方形导线框，在地面遥控中心操作下由水平方向转至竖直方向，此时地磁场磁感应强度B=410-5 T,方向如图.(1)该过程中磁通量的改变量是多少？(2)该过程线框中有无感应电流？设线框电阻为R=0.1 ，若有电流则通过线框的电荷量是多少?(sin37=0.6,cos37=0.8)【导练】1、如图所示，两条平行虚线之间存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，虚线间的距离为，金属圆环的直径也是。圆环从左边界进入磁场，以垂直于磁场边界的恒定速度穿过磁场区域。则下列说法正确的是 （ ）A、感应电流的大小是先增大后减小再增大再减小B、感应电流的方向先逆时针后顺时针C、金属圆环受到的安培力先向左后向右D、进入磁场的过程中感应电动势的平均值为2、闭合回路由电阻R与导线组成，其内部磁场大小按Bt图变化，方向如图所示，则回路中()A电流方向为逆时针方向B电流强度越来越大C磁通量的变化率恒定不变D产生的感应电动势越来越大3、用相同的导线绕制的边长分别为L和2L的正方形闭合线框，以相同的速度匀速进入右侧的匀强磁场，如图所示，在线框进入磁场的过程中a、b和c、d两点间的电压分别为U甲和U乙,ab边和cd边所受的安培力分别为F甲和F乙，则下列判断正确的是( )A.U甲=U乙 B.U甲=2U乙C.F甲=F乙 D.F甲=4、将一段导线绕成图甲所示的闭合电路，并固定在水平面（纸面）内，回路的ab边置于垂直纸面向里的匀强磁场中。回路的圆形区域内有垂直纸面的磁场，以向里为磁场的正方向，其磁感应强度B随时间t变化的图像如图乙所示。用F表示ab边受到的安培力，以水平向右为F的正方向，能正确反映F随时间t变化的图像是5、纸面内两个半径均为R的圆相切于O点，两圆形区域内分别存在垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度大小相等、方向相反，且不随时间变化。一长为2R的导体杆OA绕过O点且垂直于纸面的轴顺时针转动，角速度为。t=0时，OA恰好位于两圆的公切线上，如图所示，若选取从O指向A的电动势为正，下列描述导体杆中感应电动势随时间变化的图像可能正确的是（ ）6、闭合矩形导线框abcd固定在匀强磁场中，磁场的方向与导线框所在平面垂直，磁感应强度B随时间t变化的规律如图所示。规定垂直纸面向里为磁场的正方向，abcda的方向为线框中感应电流的正方向，水平向右为安培力的正方向。关于线框中的电流i与ad边所受的安培力F随时间t变化的图象，下列正确的是（ ）B/T1234B0-B0t/sa b d c t/st/sF/NF0-F01 2 3 4 CO1 F/NF0-F02 3 4 DO-I0t/si/AI01 2 3 4 AOt/si/AI0-I01 2 3 4 BO