高考物理一輪復習方案 （高頻考點+熱點導練+歷年高考題）第9章 第2節(jié) 法拉第電磁感應定律課件 新人教版

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1、第第2節(jié)節(jié)法拉第電磁感應定律法拉第電磁感應定律考點考點1：、 、 / t三者的比較三者的比較【例1】一個200匝、面積為20cm2的線圈，放在磁場中，磁場的方向與線圈平面成30角，若磁感應強度在0.05s內(nèi)由0.1T增加到0.5T，則0.05s始末通過線圈的磁通量分別為Wb和_Wb；在此過程中穿過線圈的磁通量的變化量為_Wb；磁通量的平均變化率為_Wb/s；線圈中的感應電動勢的大小為_V.44114422421433sin0.1 20 101/ 2Wb10 Wbsin0.5 20 101/ 2Wb5 10 Wb4 10 Wb4 10Wb/s8 10 Wb/s0.05200 8 10 V1.6V

2、B SB StEnt 始、末的磁通量分別為：磁通量變化量磁通量變化率感應電動勢大小【解析】答案：見解析點評：、/t均與線圈匝數(shù)無關，彼此之間也無直接聯(lián)系；感應電動勢的大小取決于/t和線圈匝數(shù)n，與和無必然聯(lián)系、/t三者的比較如下：【例2】如圖921所示，矩形線圈abcd由n=50匝組成，ab邊長L1=0.4m，bc邊長L2=0.2m，整個線圈的電阻R=2，在B=0.1T的勻強磁場中，以短邊中點的連線為軸轉(zhuǎn)動， =50rad/s，求：(1)線圈從圖示位置轉(zhuǎn)動90過程中的平均電動勢；(2)線圈轉(zhuǎn)過90時的瞬時電動勢 2sinEnEBLvt考點 ：公式和的比較圖921 1/ 42/ 4/ 2.12.

3、7V290sin50 0.1 0.4 0.2 50 1V20VtTBSEnEttEnBSt ，由以上各式代入據(jù)：【數(shù)得解析】點評：計算感應電動勢的大小時，有多個公式可以選擇：12sinEnttEBLvvEvEL求的是回路中時間內(nèi)的平均電動勢既能求導體做切割磁感線運動的平均電動勢，也能求瞬時電動勢 為平均速度，為平均電動勢； 為瞬時速度， 為瞬時電動勢其中 為有效長度 211223sincosEBLvvEBLEnBStEnBSt的適用條件：導體棒平動垂直切割磁感線，當速度 與磁感線不垂直時，要求出垂直于磁感線的速度分量的適用條件：導體棒繞一個端點垂直于磁感線勻速轉(zhuǎn)動切割磁感線的適用條件：線框繞垂

4、直于勻強磁場方向的一條軸從中性面開始轉(zhuǎn)動，與軸的位置無關若從與中性面垂直的位置開始計時，則公式變?yōu)?sin0EnEBLvttEv 公式和是統(tǒng)一的，前者當時， 為瞬時值，后者 若代入平均速度，則求出的是平均值一般說來，前者求平均感應電動勢更方便，后者求瞬時電動勢更方便考點考點3：直導體在勻強磁場中轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的感應電動勢：直導體在勻強磁場中轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的感應電動勢【例3】如圖922所示，長為6m的導體AB在磁感應強度B=0.1T的勻強磁場中，以AB上的一點O為軸，沿著順時針方向旋轉(zhuǎn)角速度=5rad/s，O點距A端為2m，求AB的電勢差圖9222242OBBOBOBOEBLvvLOBOBvvBOvBOEB

5、BOvBBOV中中法拉第電磁感應定律適用于導體平動且速度方向垂直于磁感線方向的特殊情況將轉(zhuǎn)動問題轉(zhuǎn)化為平動作等效處理，因為，可以用導體段中點的速度的平動產(chǎn)生的電動勢等效于轉(zhuǎn)動切割磁感線產(chǎn)生的感應電動勢【解析】 4V221V21V1 4 V3VBOBOBOAOAOAOAOAOAOAOABABAOBOAOBOUUUEvvAOvAOEBAOvBAOUUUEUUUUUUUUU 中同理 222121012(2/ 2)13()(2)LvLLL直導體繞其一點在垂直勻強磁場的平面內(nèi)以角速度 轉(zhuǎn)動，切割磁感線，產(chǎn)生的感應電動勢的大小為：以中點為軸時以端點為軸時平均速度取中點評：點位置線速度以任意點為軸時與兩段電

6、動勢的代數(shù)和不同題型一：電磁感應中的電荷量題型一：電磁感應中的電荷量【例4】如圖923所示，長L1寬L2的矩形線圈電阻為R，處于磁感應強度為B的勻強磁場邊緣，線圈與磁感線垂直求：將線圈以向右的速度v勻速拉出磁場的過程中，(1)拉力F大?。?2)拉力的功率P；(3)拉力做的功W；(4)線圈中產(chǎn)生的電熱Q；(5)通過線圈某一截面的電荷量q. 圖923 12222221LLvvB L vEEBL vIFBILFvRR這是一道基本練習題，要注意所用的邊長究竟是 還是 ，還應該思考一下所求的各物理量與速度 之間有什么關系將線圈以向右的速度 勻速拉出磁場的過程中，根據(jù)法拉第電磁感應定律、閉合電路歐姆定律有

7、，所以【解析】 2222222211122345B L vPFvvRB L LvWFLvRQWvBL LEqI ttvRRR拉力的功率為拉力做的功為線圈中產(chǎn)生的電熱為通過線圈某一截面的電荷量為與 無關/.1.tqIqtEnEntqItttRR tnnqRRnR 根據(jù)法拉第電磁感應定律，在電磁感應現(xiàn)象中，只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化，閉合電路中就會產(chǎn)生感應電流設在時間內(nèi)通過導線截面的電荷量為 ，則根據(jù)電流定義式及法拉第電磁感應定律，得：如果閉合電路是一個單匝線圈，則上式中 為線圈點評的匝數(shù)，為磁通量的變化量， 為閉合電路的總電：阻因此，要快.q速求得通過導體橫截面積的電量 ，關鍵是正確求得磁

8、通量的變化量題型二：感生電動勢和動生電動勢的計算題型二：感生電動勢和動生電動勢的計算【例5】如圖924所示，光滑導軌寬0.4m，ab金屬棒長0.5m，均勻變化的磁場垂直穿過其面，方向如圖，磁場的變化如圖所示，金屬棒ab的電阻為1，導軌電阻不計，自t=0時，ab棒從導軌最左端，以v=1m/s的速度向右勻速運動，則()圖924A1s末回路中的電動勢為1.6VB1s末棒ab受安培力大小為1.28NC1s末回路中的電動勢為0.8VD1s末棒ab受安培力大小為0.64N答案：AB222()/2/1 0.4m /s0.4m /s2 1 0.4 12T0.4m(12 0.4 1)V1.6V1 /1.6/1A

9、1.6ABSBSESBBttttTsStvLBSEIE RF 【解析這里的變化來自兩個原因，一是由于 的變化，二是由于面積 的變化，顯然這兩個因素都應當考慮在內(nèi)】有，秒末，所以回路中電流，安培力2 1.6 0.4N1.28N.BIL1.(2011福建)如圖925所示，足夠長的U型光滑金屬導軌平面與水平面成角(090)，其中MN與PQ平行且間距為L，導軌平面與磁感應強度為B的勻強磁場垂直，導軌電阻不計金屬棒ab由靜止開始沿導軌下滑，并與兩導軌始終保持垂直且良好接觸，ab棒接入電路的電阻為R，當流過ab棒某一橫截面的電量為q時，棒的速度大小為v，則金屬棒ab在這一過程中( )221A2BCDsin

10、vqRBLqBLvB L vR運動的平均速度大小為又滑位移大小為產(chǎn)生的焦耳熱為受到的最大安培力大小為答案：B圖92522ABCDB L sqRqI tsRRBLBLvBLvqBLvB L vFR由棒受力情況可知，棒沿斜面向下做變速運動，故 錯；根據(jù)可得，故 對；為最大電動勢，在此前電路的電動勢小于，故產(chǎn)生焦耳熱小于，可知 錯；棒受最【大安培析力】，故解錯圖9263.(2011全國)如圖927，兩根足夠長的金屬導軌ab、cd豎直放置，導軌間距離為L，電阻不計在導軌上端并接兩個額定功率均為P、電阻均為R的小燈泡整個系統(tǒng)置于勻強磁場中，磁感應強度方向與導軌所在平面垂直現(xiàn)將一質(zhì)量為m、電阻可以忽略的金

11、屬棒MN從圖示位置由靜止開始釋放金屬棒下落過程中保持水平，且與導軌接觸良好已知某時刻后兩燈泡保持正常發(fā)光重力加速度為g.求：圖927(1)磁感應強度的大??；(2)燈泡正常發(fā)光時導體棒的運動速率 020012IPI RMNII設小燈泡的額定電流為 ，有 由題意，在金屬棒沿導軌豎直下落的某時刻后，小燈泡保持正常發(fā)光，流經(jīng)的【解析電流為 】 2MNmgBLImgRBLP 此時金屬棒所受的重力和安培力相等，下落的速度達到最大值，有 聯(lián)立式得 022vEBLvERIPvmg設燈泡正常發(fā)光時，導體棒的速率為 ，由電磁感應定律與歐姆定律得 聯(lián)立式得 4.(2012寶雞模擬)如圖928所示，金屬三角形導軌CO

12、D上放有一根金屬棒MN.拉動MN，使它以速度v向右勻速運動，如果導軌和金屬棒都是粗細相同的均勻?qū)w，電阻率都相同，那么在MN運動的過程中，閉合回路的感應電動勢保持不變感應電流保持不變感應電動勢逐漸增大感應電流逐漸增大以上判斷正確的是( )A BC D圖928C【解析】由E=BLv判知在MN運動過程中，L逐漸增大，故E增大；而該閉合回路的周長也在增大，故R在增大，可算得I不變5.(2012鹽城模擬)如圖929所示，、區(qū)域是寬度均為L=0.5m的勻強磁場，磁感應強度大小B=1T，方向相反一邊長L=0.5m、質(zhì)量m=0.1kg、電阻R=0.5的正方形金屬線框，在外力作用下，以初速度v0=10m/s勻

13、速穿過磁場區(qū)域(1)取逆時針方向為正，作出i-t圖象；(2)求線框穿過磁場區(qū)域的過程中外力做的功圖929 112233110A0.05s220A0.05s10t0.05sBLvIRtBLvIRtBLvIAR電流，逆時針方向取正值；時間間隔，順時針方向取負值；時間間隔，逆時針方向取正值；時間間隔【解析】電流隨時間變化關系如圖所示 222112233215JWI R tI R tI R t 因為線框勻速運動，所以外力做的功等于電流做的功6.如圖9210所示，MN和PQ為相距L=30cm的平行金屬導軌，電阻R=0.3的金屬棒ab可緊貼平行導軌運動相距d=20cm、水平放置的兩平行金屬板E和F分別與金屬棒的a、b兩端相連圖中R0=0.1，金屬棒ac=cd=bd，導軌和連線的電阻不計，整個裝置處于垂直紙面向里的勻強磁場中當金屬棒ab以速率v向右勻速運動時，恰能使一帶電粒子以速率v在兩金屬板間做勻速圓周運動在磁場的磁感應強度大小可根據(jù)需要而變化的情況下，試求金屬棒ab勻速運動的最大速度(g=10m/s2)圖921000200/3(2)3215m/s215mmvUqEmgrEqBdBLvRUBLvBLvRRrgdvRLRRdrvv帶電粒子，則有 當時，【解析】