2017教科版高中物理选修（3-2）1.3《法拉第电磁感应定律的应用》word学案

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1、学案3　习题课：法拉第电磁感应定律的应用[学习目标定位]1.知道公式E＝n与E＝BLv的区别和联系，能够应用这两个公式求解感应电动势.2.掌握导体棒转动切割磁感线产生感应电动势的计算.3.掌握电磁感应电路中感应电荷量求解的基本思路和方法．1．E＝n和E＝BLv的区别和联系(1)研究对象不同：E＝n研究整个闭合回路，求得的是整个回路的感应电动势．E＝BLv研究的是闭合回路上的一部分导体，即做_________运动的导线．求得的是部分导体上的感应电动势．(2)适用范围不同：E＝n适用于各种电磁感应现象；E＝BLv只适用于导体在磁场中

2、做切割磁感线运动的情况．(3)实际应用不同：E＝n应用于_________变化所产生的电磁感应现象较方便；E＝BLv应用于导线切割磁感线所产生的电磁感应现象较方便．(4)E的意义不同：E＝n一般求得的是________感应电动势，E＝BLv一般求得的是__________感应电动势．①求解某一过程(或某一段时间)内的电动势或平均电流以及通过导体某一横截面的电荷量等问题时，应选用E＝n.②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、电热等问题时，应选用E＝BLv.2．I＝是电流在时间t内的_______值

3、，变形公式q=__________可以求时间t内通过导体某一横截面的电荷量．3．线速度v与角速度ω的关系：v=_______________.一、E＝n和E＝BLv的选用技巧1．E＝n适用于任何情况，一般用于求平均感应电动势．当Δt→0时，E可为________值．2．E＝BLv是法拉第电磁感应定律在导体切割磁感线时的具体表达式，一般用于求瞬时感应电动势，此时v为_______速度，但当v为平均速度时，E可为_________电动势．3．当回路中同时存在两部分导体切割磁感线产生的感应电动势时，总电动势在两者方向相同时______

4、，方向相反时__________(方向相同或相反是指感应电流在回路中的方向)．例1　如图1甲所示，固定在水平面上电阻不计的光滑金属导轨，间距d＝0.5m．右端接一阻值为4Ω的小灯泡L，在CDEF矩形区域内有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B按如图乙规律变化．CF长为2m．在t＝0时，金属棒从图中位置由静止在恒力F作用下向右运动到EF位置，整个过程中，小灯泡亮度始终不变．已知ab金属棒电阻为1Ω，求：图1(1)通过小灯泡的电流；(2)恒力F的大小；(3)金属棒的质量．例2　如图2所示，导轨OM和ON都在纸面内，导体AB可在导轨上无摩

5、擦滑动，若AB以5m/s的速度从O点开始沿导轨匀速右滑，导体与导轨都足够长，它们每米长度的电阻都是0.2Ω，磁场的磁感应强度为0.2T．问：图2(1)3s末夹在导轨间的导体长度是多少？此时导体切割磁感线产生的感应电动势多大？回路中的电流为多少？(2)3s内回路中的磁通量变化了多少？此过程中的平均感应电动势为多少？二、电磁感应中的电量问题电磁感应现象中通过闭合电路某截面的电荷量q＝Δt，而＝＝n，则q＝n，所以q只和线圈匝数、磁通量的变化量及总电阻有关，与完成该过程需要的时间无关．注意：求解电路中通过的电荷量时，一定要用平均电动势

6、和平均电流计算．例3　如图3中甲所示，一个圆形线圈的匝数n＝1000，线圈面积S＝300cm2，线圈的电阻r＝1Ω，线圈外接一个阻值R＝4Ω的电阻，线圈处在有一方向垂直线圈平面向里的圆形磁场中，圆形磁场的面积S0＝200cm2，磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示．求：图3(1)第4秒时线圈的磁通量及前4s内磁通量的变化量．(2)前4s内的感应电动势．(3)前4s内通过R的电荷量．三、转动切割产生感应电动势的计算例4　长为l的金属棒ab以a点为轴在垂直于匀强磁场的平面内以角速度ω做匀速转动，如图4所示，磁感应强度为B.求：图4(

7、1)ab棒各点的速率平均值．(2)ab两端的电势差．(3)经时间Δt金属棒ab所扫过面积中磁通量为多少？此过程中平均感应电动势多大？1．(E＝n与E＝BLv的选用技巧)如图5所示，一导线弯成半径为a的半圆形闭合回路．虚线MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场．方向垂直于回路所在的平面．回路以速度v向右匀速进入磁场，直径CD始终与MN垂直．从D点到达边界开始到C点进入磁场为止，下列结论正确的是(　　)图5A．半圆形段导线不受安培力B．CD段直导线始终不受安培力C．感应电动势最大值Em＝BavD．感应电动势平均值＝πBav2．(转动切割

8、产生感应电动势的计算)如图6所示，导体棒AB的长为2R，绕O点以角速度ω匀速转动，OB长为R，且O、B、A三点在一条直线上，有一磁感应强度为B的匀强磁场充满转动平面且与转动平面垂直，那么AB两端的电势差为(　　)图6A.BωR2B．2BωR2C．4BωR2D．6