高三物理第一轮复习 9-2法拉第电磁感应定律学案 新人教版

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1、第二课时法拉第电磁感应定律【教学要求】1．理解法拉第电磁感应定律。2．理解计算感应电动势的两个公式E=BLv和的区别和联系，并应用其进行计算。（对公式E=BLv的计算，只限于L与B、v垂直的情况）。【知识再现】一、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。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。二、法拉第电磁感应定律：1、内容：电路中的感应电动势大小，跟穿过这一电路的_______________________成正比。2、公式：E＝n△ф/△t。3、E＝n△ф/△t计算

2、的是感应电动势的平均值，可以理解为E＝nB△S/△t，或E＝nS△B/△t。三、导体做切割磁感线时感应电动势大小的计算：1、公式：E＝BLV2、条件：①匀强磁场，②L⊥B，③V⊥L3、注意：①L为导体“有效”切割磁感线的等效长度．②V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。③电势高低的判断：电源内部的电流是从低电势点流向高电势点。4、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，一长为L的导体杆AC绕A点在纸面内以角速度ω匀速转动，转动的区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感强度为B．则

3、AC各部分切割磁感线的速度不相等，vA＝0，vc＝ωL，而且AC上各点的线速度大小与半径成正比，所以AC切割的速度可以用其平均切割速度，即v=vc/2=ωL/2，故E=BωL2/2。重点突破知识点一磁通量ф、磁通量的变化量△ф及磁通量的变化率△ф/△t的关系【应用1】矩形形线框abcd绕OO¢轴在磁感强度为0.2T的匀强磁场中以2r／s的转速匀速转动，已知ab=20cm，bd=40cm，匝数为100匝，当线框从如图示位置开始转过90°，则（1）线圈中磁通量的变化量ΔΦ等于多少？（2）磁通量平均变化率为多少？（3）线圈中产生的平均

4、感应电动势E为多少？导示：（1）转过90°，△ф=BS-0=1.6×10-2Wb；（2）△t=T/4=0.125s，△ф/△t=0.128Wb/s；（3）E＝n△ф/△t=12.8V。知识点二E＝n△ф/△t与E＝BLV的比较1．研究对象不同：前者是一个回路（不一定闭合），后者是一段直导线（或等效成直导线）．2.适用范围不同：前者具有普适性，无论什么方式引起ф的变化都适用，计算的是整个回路的感应电动势．后者只适用于一段导线切割磁感线的情况，计算的是切割磁感线的这段导体两端的电动势．3．条件不同：前者不一定是匀强磁场，可以是ф变化

5、，可以是B变化，可以是S变化，也可以是S和B都变化。后者L,v,B之间应取两两互相垂直的分量，可采用投影的办法．4.意义不同：前者求的是平均电动势，后者求的是瞬时电动势，当v取平均位时，也可求平均电动势．5.使用情况不同：(1)求解导体做切割磁感线运动产生感应电动势的问题时，两个公式都可．(2）求解某一过程（或某一段时间）内的电动势，平均电流，通过导体某一横截面的电荷量等问题，应选用E＝n△ф/△t。(3)求解某一时刻（或某一位置）的电动势，瞬时电流、功率及某段时间内的电功、电热等问题，应选用E=BLv。【应用2】如图所示，足够

6、长的两光滑导轨水平放置，两条导轨相距为d，左端MN用阻值不计的导线相连，金属棒ab可在导轨上滑动，导轨单位长度的电阻为r0，金属棒ab的电阻不计。整个装置处于竖直向下的均匀磁场中，磁场的磁感应强度随时间均匀增加，B=kt，其中k为常数。金属棒ab在水平外力的作用下，以速度v沿导轨向右做匀速运动，t=0时，金属棒ab与MN相距非常近．求：（1）当t=to时，水平外力的大小F．（2）同学们在求t=to时刻闭合回路消耗的功率时，有两种不同的求法：方法一：t=to时刻闭合回路消耗的功率P=F·v．方法二：由Bld=F，得：　（其中R为回

7、路总电阻）这两种方法哪一种正确?请你做出判断，并简述理由．导示:（1）回路中的磁场变化和导体切割磁感线都产生感应电动势，据题意，有　；；联立求解得又得所以，，即（2）方法一错，方法二对；方法一认为闭合回路所消耗的能量全部来自于外力所做的功，而实际上磁场的变化也对闭合回路提供能量。方法二算出的I是电路的总电流，求出的是闭合回路消耗的总功率。方法探究类型一求感应电动势的两种方法1、E＝n△ф/△t，它计算的是感应电动势的平均值，可以理解为E＝nB△S/△t，或E＝nS△B/△t。2、E＝BLV。条件：①匀强磁场，②L⊥B，③V⊥L。

8、【例1】（盐城中学08届高三年级12月份测试题）如图所示，水平面上有两电阻不计的光滑金属导轨平行固定放置，间距d为0.5m，左端通过导线与阻值为2W的电阻R连接，右端通过导线与阻值为4W的小灯泡L连接，在CDEF矩形区域内有竖直向上的匀强磁场，CE长为2m，CD