4.4法拉第电磁感应定律(第二课时及习题课).ppt

1、一.对公式E = n / t 的理解及应用：,1）、只有B变时：E= n B S/ t 2）、只有S变时：E = nB S/ t 3）、只有变时：E=nBS（Sin 2-Sin1 ）/ t, ,5、求E 感 的三种情况：,例1:下列说法正确的是( ) A.线圈中磁通量变化越大,线圈中产生的感应电动势一定越大 B.线圈中磁通量越大,线圈中产生的感应电动势一定越大 C.线圈处在磁场越强的位置,线圈中产生的感应电动势一定越大 D.线圈中磁通量变化得越快,线圈中产生的感应电动势越大,典例分析,(一对电磁感应定律的理解),D,巩固练习1: 穿过单匝闭合线圈的磁通量每秒钟均匀的增加2Wb,则( ) A.线

2、圈中的感应电动势将均匀的增加 B.线圈中的感应电流将均匀增大 C.线圈中的感应电动势将保持2V不变 D.线圈中的感应电流将保持2A,C,例2:一个200匝面积为20 cm2的线圈,放在磁场中,磁场的方向与线圈平面成30角,若磁感应强度在0.05 s内由0.1 T增加到0.5 T,在此过程中穿过线圈的磁通量的变化量是_Wb;磁通量的平均变化率是_Wb/s;线圈中的感应电动势的大小是_V.,410-4,810-3,1.6,(二电磁感应定律的应用),巩固练习2:如右图所示,半径为r的金属环绕通过其直径的轴OO以角速度做匀速转动,匀强磁场的磁感应强度为B.从金属环的平面与磁场方向重合时开始计时,则在转

3、过30的过程中,环中产生的感应电动势的平均值是多大?,答案:3Br2,答案:3Br2,例：如图所示，平行金属导轨的间距为d，一端跨接一阻值为R的电阻，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于平行轨道所在平面。一根长直金属棒与轨道成60角放置，且接触良好，则当金属棒以垂直于棒的恒定速度v沿金属轨道滑行时，其它电阻不计，电阻R中的电流强度为 （ ）,A,(三关于公式E=BLvsin的应用:) 例3:如下图所示,导体棒ab长L,沿倾角为的斜导轨以速度v下滑,匀强磁场磁感应强度为B.求:,(1)若磁感应强度B的方向垂直于斜导轨向上,导体棒ab中产生的感应电动势为多大?,(2)若磁感应强度B的方向竖直向上,

4、导体棒ab中产生的感应电动势为多大?,答案:(1)BLv (2)BLvcos,巩固练习3:如右图所示,导体ab长L,速度v的方向与导体垂直,与磁感线成角.问:磁感应强度为B时,导体在运动时产生的感应电动势有多大?,答案:0,小结：,3.公式 与E=BLvsin的区别与联系:,例: 如图所示，棒Oa长为L ，绕O以角速度旋转， 试求在旋转过程中，棒Oa上的感应电动势？,金属棒L以绕某端点转动时, 产生的瞬时感应电动势： E = BL2 /2,三、导体杆在磁场中转动产生感应电动势,2、线圈从图示位置转过时，感应电动势为多少？,思考：1、线圈怎样运动才可以产生感应电动势，怎样运动不能产生感应电动势？

5、,四、线圈在磁场中转动产生的感应电动势,提示： （1）以a、b为轴转动可以吗？ （2）以a、d为轴动可以吗？,E=BS cos (为B、S间的夹角),五求通过导体某截面的电荷量q：,方法：计算通过导体某截面积的电荷量时，要用电流（电动势）的平均值,（其中R是回路总电阻.）,巩固练习4:如下图所示,导线全部为裸导线,半径为r的圆内有垂直于平面的匀强磁场,磁感应强度为B,一根长度大于2r的导线MN以速度v在圆环上无摩擦地自左向右匀速滑动,电路的固定电阻为R.其余电阻忽略不计.试求MN从圆环的左端到右端的过程中电阻R上的电流强度的平均值及通过的电荷量.,六电磁感应中的电路问题：,解题方法：1、产生感

6、应电流的那部分导体相当于电源；且此部分电路的内阻相当于电源的内阻；此时产生的感应电动势相当于电源的电动势；,2、画等效电路图；,3、由法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律列方程求解；,四电磁感应电路的问题 例4:如图所示,两条光滑平行金属导轨间距d=0.60 m,导轨两端分别接有R1=10 ,R2=2.5 的电阻.磁感应强度B=0.20 T的匀强磁场垂直于轨道平面向纸外,导轨上有一根电阻为1.0 的导体杆MN.当MN杆以v=5.0 m/s的速度沿导轨向左滑动时,(1)MN杆产生的感应电动势大小为 _ _ V. (2)用电压表测MN两点间电压时,电表的示为_ V. (3)通过电阻R1的电流为_

7、A.通过电阻R2的电流为_ A.,0.60,0.40,0.04,0.16,题型：,一.对公式E = n / t 的理解及应用：,二、对EBLVSin 的理解及应用：,三、导体杆在磁场中转动产生感应电动势,四、线圈在磁场中转动产生的感应电动势,五求通过导体某截面的电荷量q：,六电磁感应中的电路问题：,课后巩固提升 巩固基础 1.一根直导线长0.1 m,在磁感应强度为0.1 T的匀强磁场中以10 m/s的速度匀速运动,则导体中产生的感应电动势的说法正确的是( ) A.一定为0.1 V B.可能为零 C.可能为0.1 V D.最大值为0.1 V,BCD,2.一闭合线圈,放在随时间均匀变化的磁场中,线

8、圈平面和磁场方向垂直,若想使线圈中的感应电流增强一倍,下述方法可行的是( ) A.使线圈匝数增加一倍 B.使线圈面积增加一倍 C.使线圈匝数减少一半 D.使磁感应强度的变化率增大一倍,D,3.粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中,磁场方向垂直于线框平面,其边界与正方形线框的边平行,现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场,如下图所示,则在移出过程中线框的一边ab两点间电势差绝对值最大的是( ),B,4.一个面积S=410-2 m2、匝数n=100匝的线圈放在匀强磁场中,磁场方向垂直于线圈平面,磁感应强度B随时间t变化的规律如图所示,则下列判断正确的是( ),A.在开始的2

9、 s内穿过线圈的磁通量变化率等于0.08 Wb/s B.在开始的2 s内穿过线圈的磁通量的变化量等于零 C.在开始的2 s内线圈中产生的感应电动势等于8 V D.在第3 s末线圈中的感应电动势等于零,AC,5.如右图所示,PQRS为一正方形导线框,它以恒定速度向右进入以MN为边界的匀强磁场,磁场方向垂直于线框平面,边界MN与线框的边成45角,EF分别为PS和PQ的中点.关于线框中的感应电流,正确的说法是( ),A.当E点经过边界MN时,线框中感应电流最大 B.当P点经过边界MN时,线框中感应电流最大 C.当F点经过边界MN时,线框中感应电流最大 D.当Q点经过边界MN时,线框中感应电流最大,B

10、,6.(2009重庆高考)如图所示为一种早期发电机原理示意图,该发电机由固定的圆形线圈和一对用铁芯连接的圆柱形磁铁构成,两磁极相对于线圈平面对称.在磁极绕转轴匀速转动过程中,磁极中心在线圈平面上的投影沿圆弧 运动(O是线圈中心),则( ),A.从X到O,电流由E经G流向F,先增大再减小 B.从X到O,电流由F经G流向E,先减小再增大 C.从O到Y,电流由F经G流向E,先减小再增大 D.从O到Y,电流由E经G流向F,先增大再减小,D,提升能力 7.一个电阻是R,半径为r的单匝线圈放在磁感应强度为B的匀强磁场中,如右图所示,若以线圈的直径为轴旋转180,则在此过程中,导线横截面上通过的电荷量为(

11、),C,8.如右图所示,导体AB的长为2R,绕O点以角速度匀速转动,OB为R,且OBA三点在一条直线上,有一匀强磁场磁感应强度为B,充满转动平面且与转动平面垂直,那么AB两端的电势差为( ),C,9.如右图所示,粗细均匀的电阻为r的金属圆环,放在图示的匀强磁场中,磁感应强度为B,圆环直径为l;长为l电阻为 的金属棒ab放在圆环上,以v0向左运动,当ab棒运动到图示虚线位置时,金属棒两端的电势差为( ) A.0 B.Blv0 C.Blv0/2 D.Blv0/3,D,10.如右图所示,矩形线圈abcd共有n匝,总电阻为R,部分置于有理想边界的匀强磁场中,线圈平面与磁场垂直,磁感应强度大小为B.让线

12、圈从图示位置开始以ab边为轴匀速转动,角速度为,若线圈ab边长为L1,ad边长为L2,在磁场外部分为 L2,则线圈从图示位置转过45时的感应电动势的大小为_.从图示位置开始转过90的过程中,线圈中的平均感应电流为_.(取sin37=0.6,cos37=0.8),11.如右图所示,一圆环与外切正方形线圈均由相同的有绝缘皮导线制成,并各自形成闭合电路,匀强磁场布满整个方形线圈,当磁场均匀变化时,线圈和圆环中的感应电动势之比为_;感应电流之比为_;若磁场只布满圆环,则感应电动势之比为_.,答案:4: 1:1 1:1,12.有两个用同种材料,同样粗细的导线制成的圆环A和B,其半径之比rA:rB=2:1,如右图所示,当充满B环圆面的匀强磁场随时间均匀变化时,A与B环中感应电流之比为多少?,答案:1:2,13.如下图(a)所示的螺线管,匝数n=1 500匝,横截面积S=20 cm2,电阻r=1.5 ,与螺线管串联的外电阻R1=3.5 ,R2=25 .方向向右,穿过螺线管的匀强磁场的磁感应强度按下图(b)所示规律变化,试计算电阻R2的电功率.,答案:1.0 W,