法拉第电磁感应定律自感涡流(含答案)

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1、第2课时法拉第电磁感应定律自感涡流【导学目标】1.能用法拉第电磁感应定律、公式E=BlvxH感应电动势2理解自感、涡流产生，并能分析实际应用.一、法拉第电磁感应定律［基础导引］1.关于电磁感应，下述说法正确的是()A.穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大B.穿过线圈的磁通量为零，感应电动势一定为零C.穿过线圈的磁通量变化越大，感应电动势越大D.穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大2.试计算下列几种情况下的感应电动势.(1)平动切割①如图1(a),在磁感应强度为B的匀强磁场中，棒以速度e垂直切割磁感线吋，感应电动势E=图1

2、②如图(b),在磁感应强度为〃的匀强磁场屮，棒运动的速度"与磁场的方向成&角，此时的感应电动势为E=.(2)转动切割如图(c),在磁感应强度为3的匀强磁场中，长为/的导体棒绕一端为轴以角速度①匀速转动，此时产生的感应电动势£=.(3)有效切割长度：即导体在与。垂直的方向上的投影长度.试分析图2中的有效切割长度.XX歹XXXXXXXXXXX/KXXXI…LX纟XXXD收X嘤x址耳'、歹'xXXXX甲乙丙图2甲图中的有效切割长度为：;乙图中的有效切割长度为：；丙图屮的有效切割长度：沿0的方向运动时为:沿血的方向运动时为•［知识

3、梳理］1.感应电动势(1)感应电动势：在屮产生的电动势.产生感应电动势的那部分导体就相当于，导体的电阻相当于(1)感应电流与感应电动势的关系：遵循定律，即/=.1.法拉第电磁感应定律(1)法拉第电磁感应定律①内容：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的成正比.②公式：E=.(2)导体切割磁感线的情形①一般情况：运动速度e和磁感线方向夹角为0,则£=.②常用情况：运动速度e和磁感线方向垂直，则£=.③导体棒在磁场中转动导体棒以端点为轴，在匀强磁场中垂直于磁感线方向匀速转动产生感应电动势E=BlH=(平均速度等于中点位置线速度》

4、二、自感与涡流［基础导引］判断下列说法的正误(1)线圈的自感系数跟线圈内电流的变化率成正比.()(2)自感电动势阻碍电流的变化，但不能阻止电流的变化.()(3)当导体中电流增大吋，自感电动势的方向与原电流方向相反.()(4)线圈中电流变化的越快，穿过线圈的磁通量越大.()［知识梳理］1.自感现象(1)概念：由于导体本身的变化而产生的电磁感应现象称为自感，由于自感而产生的感应电动势叫做.(2)表达式：E=.(3)自感系数厶①相关因素：与线圈的、形状、以及是否有铁芯有关.②单位：亨利(H,lmH=H,lpH=H).2.涡流当线圈中

5、的电流发生变化吋，在它附近的任何导体中都会产生,这种电流像水中的旋涡所以叫涡流.(1)电磁阻尼：当导体在磁场中运动吋，感应电流会使导体受到，安培力的方向总是导体的相对运动.(2)电磁驱动：如果磁场相对于导体转动，在导体中会产生使导体受到安培力的作用，安培力使导体运动起来.(3)电磁阻尼和电磁驱动的原理体现了的推广应用.课堂探究・突破考点先做后听共同探究规律方法考点一法拉第电磁感应定律的应用【考点解读】1.感应电动势的大小由穿过电路的磁通量的变化率&和线圈的匝数共同决定，而与磁通量①、磁通量的变化量AO的大小没有必然联系.CAD

6、RS2.具体而言：当仅由3引起时，则当AO仅由S引起时，则E=ir~^.3.磁通量的变化率晋是①_t图象上某点切线的斜率.【典例剖析】例1如图3(a)所示，一个电阻值为R,匝数为n的圆形金属线圈与阻值为2R的电阻川连接成闭合冋路.线圈的半径为n,在线圈中半径为r2的圆形区域存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间/变化的关系图线如图(b)所示.图线与横、纵轴的截距分别为/o和Bo.导线的电阻不计.求0至“时间内：(a)(b)图3(1)通过电阻Ry上的电流大小和方向；(2)通过电阻Rx上的电荷量q及电阻心上产生的热

7、量.思维突破1.公式E=r^是求解回路某段时间内平均电动势的最佳选择.2.用公式E=n紫求感应电动势时，S为线圈在磁场范围内的有效面积.3.通过回路截面的电荷量g仅与加和回路电阻R有关，与时间长短无关.推导如下:q=1△‘=顽"=〒・"x^xBr<3/跟踪训练1如图4所示，导线全部为裸导线，半径为厂的圆内有直于圆平面的匀强磁场，磁感应强度为B,一根长度大于2r的线MN以速度e在圆坏上无摩擦地口左端匀速滑到右端.电路的固定电阻为乩其余电阻不计，求A/N从圆环的左端滑到右端的过程中图4电阻R上的电流的平均值和通过电阻R的电荷量.

8、考点二导体切割磁感线产生感应电动势的计算［典例剖析］定图5例2在范围足够大，方向竖直向下的匀强磁场中，3=0.2T,有一水平放置的光滑框架，宽度为/=0.4m，如图5所示，框架上放置一质量为0.05kg、电阻为1Q的金属杆cd,框架电阻不计.若杆cd以恒加速度6?=2m/s2