2018版高中物理鲁科版选修3-2学案：第1章+电磁感应+习题课 电磁感应定律的应用+Word版

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1、第4讲习题课电磁感应定律的应用［目标定位］1.进一步理解公式E=n^与E=Blv的区别与联系，能够应用两个公式求解感应电动势2利用法拉笫电磁感应定律解决转动问题和电荷量问题.戸预习导学全梳理・识记・点拨1•法拉第电磁感应定律(1)内容：电路中感应电动势的大小与穿过这一电路的磁通量变化率成正比•(2)公式：E=普，E的大小与①、3无关(填"有关”或“无关”)2.导体切割磁感线时的感应电动势(1)导体的运动方向与导体本身垂直，且与磁感线夹角为u时，E=Blvsma.(2)磁感应强度3、导线/、速度e三

2、者两两垂直时，E=Blv.其中/指切割磁感线的有效长度.3.在磁通量发生变化时，若电路闭合直感应电流，若电路不闭合无感应电流，但直感应电动势(填“有”或“无”).产生感应电动势的导体相当于电源.课堂讲义上理解・深化・探究一、公式E="警与E=Blo的区别与联系A0沪咕E=Blv区别一般求平均感应电动势，E与某段时间或某个过程相对应--般求瞬时感应电动势，E与某个时刻或某个位置相对应研究对象为整个冋路研究对象为切割磁感线的导体计算由于B、S变化引起的感应电动势较方便计算导体切割磁感线所产生的感应电动

3、势较方便联系两公式是统一的，当△/—0时，E为瞬时感应电动势，而公式E=Blv屮的速度如果是平均速度，则求出的感应电动势为平均感应电动势11如图1所示，空问存在方向竖直向下的磁场，MN.P0是水平放置的平行长直导轨,其间距厶=0.2m.额定电压为2V的小灯泡接在导轨一端，必是跨接在导轨上内阻不计的导体（1）若导体棒固定不动，要使小灯泡正常发光，磁感应强度随时间的变化率是多大？⑵若磁感应强度保持B=2T不变，〃匀速向左运动，要使小灯泡正常发光，〃切割磁感线的速度是多大？答案⑴50T/s(2)5m/s

4、解析由于〃电阻不计，所以小灯泡两端的电压即为电动势，E=S=2V.,B'BE2⑴由倚：I7=S=0.2X0.2T/s=5°t/s(2)由E=BLv得:E2V=BL=^im/s=5m/s二、导体切割磁感线一转动问题分析如图2所示，长为I的金属棒ab在磁感应强度为B的匀强磁场屮以角速度e绕方点匀速转动,则必两端电动势的大小疋=新少（推导见下面例2）.XXXX图2【例2】如图3所示，一根弯成直角的金属棒"c绕其一端a在纸而内以角速度①匀速转动，已知ab:bc=4:3,金属棒总长为厶若加一个垂直纸面向里

5、的磁感应强度为B的匀强磁场,则棒两端的电势差4“为（）XXrX—E_设感应电动势的平均值为E,则在ZV时间内：E=rr^,I=下,又q=IA/,所以q=厝•其屮A0对应某过程磁通

6、量的变化，7?为冋路的总电阻，舁为电路的匝数.注意：求解电路中通过的电荷量吋，定要用平均感应电动势和平均感应电流计算.【例3】如图4甲所示，有一血积为5=100cm2的金属环，电阻为R=0.1Q,环中磁场的变化规律如图乙所示，且磁场方向垂直纸面向里,在r,到b时间内，通过金属环某横截面的电荷量是多少?答案0.01C解析由法拉第电磁感应定律知金属环中产生的感应电动势E="警，由闭合电路的欧姆定律知金属环中的感应电流为/=£通过金属环截而的电荷量q=IM=罟丿曲。菇©2-0・1)C=0.01C.【例4

7、】如图5所示，闭合导线框abed的质量可以忽略不计，将它从如图所示的位置匀速拉出匀强磁场.若第一次用0.3s时间拉出，拉动过程屮导线”所受安培力为尺，通过导线横截面的电量为如；第二次用0.9s时间拉出，拉动过程中导线〃所受安培力为尺，通过导线横截面的电量为§2，则(解析两次拉出过程，穿过线框的磁通量变化相等，△©=△02，而通过导线横裁而的电量qA.FqFi^q=q2=〃晋，故q、=q2,据E="需又A/i＜Az

8、2,因此电动势EpE?，闭合回路电流厶＞血再据尸=3〃知：尺＞局，故选项D正确.戸对点练习全巩固•应用•反馈公式E=n~^和E=Blv的应用1.如图6所示，闭合线圈放在匀强磁场中，线圈平面和磁感线方向成30。角，磁感应强度随时间均匀变化.用下述哪一种方法可使线圈中的感应电流增加一倍（）A.使线圈的匝数增加一倍B.使线圈的面积增加一倍C.使线圈的半径增加一倍D.改变线圈平面的取向，使Z与磁场方向垂直答案CD解析磁感应强度的变化率普是一定的，由E=n咼S为垂直于3方向上的投影面积）；匝