第3課時法拉第電磁感應定律,研究選考把握考情,知識點一電磁感應定律,基 礎 梳 理,1.感應電動勢 在_現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢，叫感應電動勢。產(chǎn)生感應電動勢的那一部分導體相當于_，導體本身的電阻相當于_。當電路斷開時，無感應電流，但有感應電動勢。 2.法拉第電磁感應定律 (1)內(nèi)容：閉合電路中感應電動勢的大小，跟穿過這一電路的磁通量的_成正比。,電磁感應,電源,電源內(nèi)阻,變化率,要點1法拉第電磁感應定律的理解,要 點 精 講,【例1】 有一種高速磁懸浮列車的設計方案是在每節(jié)車廂底部安裝磁鐵(磁場方向向下)，并在兩條鐵軌之間沿途平放一系列線圈，下列說法正確的是() A.當列車運動時，通過線圈的磁通量會發(fā)生變化 B.列車的速度越快，通過線圈的磁通量變化越快 C.列車運行時，線圈中會產(chǎn)生感應電流 D.線圈中的感應電動勢的大小與列車速度無關(guān),解析列車運動時安裝在每節(jié)車廂底部的磁鐵產(chǎn)生的磁場使通過線圈的磁通量發(fā)生變化，列車速度越快，通過線圈的磁通量變化越快，根據(jù)法拉第電磁感應定律可知，由于通過線圈的磁通量發(fā)生變化，線圈中會產(chǎn)生感應電動勢，感應電動勢的大小與通過線圈的磁通量的變化率成正比，與列車的速度有關(guān)，由以上分析可知，選項A、B、C正確，D錯誤。 答案ABC 名師點睛磁通量的變化率/t決定感應電動勢的大小，磁通量最大，感應電動勢不一定最大；磁通量為零，感應電動勢不一定為零。,D.穿過線圈的磁通量等于0，所產(chǎn)生的感應電動勢就一定為0,【跟蹤訓練1】 關(guān)于感應電動勢的大小，下列說法中正確的是() A.穿過線圈的磁通量越大，所產(chǎn)生的感應電動勢就越大 B.穿過線圈的磁通量的變化量越大，所產(chǎn)生的感應電動勢就越大,答案C,要點2法拉第電磁感應定律的應用,【例2】 單匝矩形線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)軸垂直于磁場，若線圈所圍面積里的磁通量隨時間變化的規(guī)律如圖1所示，則(),圖1 A.線圈中0時刻的感應電動勢最大 B.線圈中t1時刻的感應電動勢最大 C.線圈中0至t1時間內(nèi)平均感應電動勢為0.4 V D.線圈中t1至t2時間內(nèi)感應電動勢逐漸減小,解析單匝線圈產(chǎn)生的感應電動勢取決于磁通量的變化率，而磁通量的變化率在t圖象中實際上是圖線上各點切線的斜率，0時刻斜率最大，t1時刻斜率最小，因此0時刻的感應電動勢最大，而t1時刻的感應電動勢為0。從0到t1時刻，所用時間為0.005 s，磁通量改變了2103 Wb，則磁通量的變化率為0.4 Wb/s，因此感應電動勢為0.4 V。從t1至t2時間內(nèi)，圖線的斜率逐漸增大，所以感應電動勢也逐漸增大。故正確選項為A、C。 答案AC,答案B,【跟蹤訓練2】 如圖2所示，一正方形線圈的匝數(shù)為n，邊長為a，線圈平面與勻強磁場垂直，且一半處在磁場中，在t時間內(nèi)，磁感應強度的方向不變，大小由B均勻地增大到2B。在此過程中，線圈中產(chǎn)生的感應電動勢為(),圖2,知識點二導體切割磁感線時產(chǎn)生的感應電動勢,導體垂直于磁場運動，B、l、v兩兩垂直時，如圖3所示，感應電動勢E_。,基 礎 梳 理,圖3,Blv,要 點 精 講,(1)在公式EBlv中，l是指導體棒的有效切割長度，即導體棒在垂直于速度v方向上的投影長度，如圖4所示的幾種情況中，感應電動勢都是EBlv。,圖4 (2)公式中的v應理解為導線和磁場間的相對速度，當導線不動而磁場運動時，也有感應電動勢產(chǎn)生。 (3)該公式可看成法拉第電磁感應定律的一個推論，通常用來求導線運動速度為v時的瞬時感應電動勢，隨著v的變化，E也相應變化；若v為平均速度，則E也為平均感應電動勢。,【例3】 如圖5所示，PQRS為一正方形導線框，它以恒定速度向右進入以MN為邊界的勻強磁場，磁場方向垂直于線框平面，邊界MN與線框的邊成45角，E、F分別為PS和PQ的中點。關(guān)于線框中的感應電流，正確的說法是(),圖5,A.當E點經(jīng)過邊界MN時，線框中感應電流最大 B.當P點經(jīng)過邊界MN時，線框中感應電流最大 C.當F點經(jīng)過邊界MN時，線框中感應電流最大 D.當Q點經(jīng)過邊界MN時，線框中感應電流最大 解析當P點開始進磁場時，R點也開始進磁場，這是因為PR連線與MN平行，這時切割磁感線的有效長度為最大，等于RS。所以，回路產(chǎn)生的感應電動勢最大，電流也最大，選項B正確。 答案B,【例4】 如圖6所示，一導線彎成半徑為a的半圓形閉合回路。虛線MN右側(cè)有磁感應強度為B的勻強磁場，方向垂直于回路所在的平面。回路以速度v向右勻速進入磁場，直徑CD始終與MN垂直。從D點到達邊界開始到C點進入磁場為止，下列結(jié)論正確的是(),圖6,答案CD,知識點三反電動勢,1.電動機轉(zhuǎn)動時，線圈中會產(chǎn)生_，它的作用是_線圈的轉(zhuǎn)動，線圈要維持原來的轉(zhuǎn)動就必須向電動機提供電能，電能轉(zhuǎn)化為_。 2.若電動機工作時由于機械阻力過大而停止轉(zhuǎn)動，這時就沒有了_，線圈中電流會很大，可能會把電動機_，這時應立即_，進行檢查。,基 礎 梳 理,反電動勢,阻礙,其他形式能,反電動勢,燒毀,切斷電源,即 學 即 練,關(guān)于反電動勢，下列說法中正確的是() A.只要線圈在磁場中運動就能產(chǎn)生反電動勢 B.只要穿過線圈的磁通量變化，就產(chǎn)生反電動勢 C.電動機在轉(zhuǎn)動時線圈內(nèi)產(chǎn)生反電動勢 D.反電動勢就是發(fā)電機產(chǎn)生的電動勢 解析反電動勢是與電源電動勢相反的電動勢，其作用是削弱電源的電動勢。產(chǎn)生反電動勢的前提是必須有電源存在，故C正確。 答案C,1.關(guān)于感應電動勢的大小，下列說法正確的是() A.穿過閉合電路的磁通量最大時，其感應電動勢一定最大 B.穿過閉合電路的磁通量為零時，其感應電動勢一定為零 C.穿過閉合電路的磁通量由不為零變?yōu)榱銜r，其感應電動勢一定為零 D.穿過閉合電路的磁通量由不為零變?yōu)榱銜r，其感應電動勢一定不為零 解析磁通量的大小與感應電動勢的大小不存在內(nèi)在的聯(lián)系，選項A、B錯誤；當磁通量由不為零變?yōu)榱銜r，閉合電路的磁通量一定改變，一定有感應電流產(chǎn)生，有感應電流就一定有感應電動勢，選項C錯誤，D正確。 答案D,2.如圖7所示，閉合開關(guān)S，兩次將條形磁鐵插入閉合線圈，第一次用時0.2 s，第二次用時0.4 s，并且兩次條形磁鐵的起始和終止位置相同，則(),A.第一次線圈中的磁通量變化較快 B.第一次電流表G的最大偏轉(zhuǎn)角較大 C.第二次電流表G的最大偏轉(zhuǎn)角較大 D.若斷開S，電流表G均不偏轉(zhuǎn)，故兩次線圈兩端均無感應電動勢,圖7,解析兩次線圈的磁通量變化相同，第一次時間短，則第一次線圈中磁通量變化較快，選項A正確；感應電動勢的大小與磁通量的變化率成正比，磁通量的變化率大，感應電動勢大，產(chǎn)生的感應電流也大，選項B正確，選項C錯誤；斷開開關(guān)，電流表不偏轉(zhuǎn)，可知感應電流為零，但感應電動勢不為零，選項D錯誤。 答案AB,3.為了利用海洋資源，海洋工作者有時根據(jù)水流切割地磁場所產(chǎn)生的感應電動勢來測量海水的流速。假設海洋某處的地磁場磁感應強度豎直分量為0.5104 T，水平分量為0.3104 T。水流是南北流向，將兩個電極一東一西豎直插入此處海水中。若兩電極相距10 m，與兩電極相連的靈敏電壓表讀數(shù)為0.3 mV，則海水的流速大小為() A.6 m/s B.60 cm/s C.1 m/s D.10 cm/s 解析海水南北流動，將切割豎直分量的磁場，從而產(chǎn)生感應電動勢，由法拉第電磁感應定律可得，UB豎直lv，解得速度v0.6 m/s60 cm/s。 答案B,4.在圖8中，EF、GH為平行的金屬導軌，其電阻不計，R為電阻，C為電容器，AB為可在EF和GH上滑動的導體橫桿。有勻強磁場垂直于導軌平面。若用I1和I2分別表示圖中該處導線中的電流，則當橫桿AB(),圖8 A.勻速滑動時，I10，I20 B.勻速滑動時，I10，I20 C.加速滑動時，I10，I20 D.加速滑動時，I10，I20,解析導體橫桿水平運動時產(chǎn)生感應電動勢，對整個電路，可把導體橫桿AB看做電源，等效電路如下圖所示。當導體橫桿勻速滑動時，電動勢E不變，故I10，I20。當導體橫桿加速運動時，電動勢E不斷變大，電容器不斷充電，故I10，I20。,答案D,5.如圖9所示，勻強磁場的磁感應強度為B，方向豎直向下，在磁場中有一邊長為l的正方形導線框，ab邊質(zhì)量為m，其余邊質(zhì)量不計，cd邊有固定的水平軸，導線框可以繞其轉(zhuǎn)動；現(xiàn)將導線框拉至水平位置由靜止釋放，不計摩擦和空氣阻力，金屬框經(jīng)過時間t運動到豎直位置，此時ab邊的速度為v，求：,圖9 (1)此過程中線框產(chǎn)生的平均感應電動勢的大??； (2)線框運動到豎直位置時線框中感應電動勢的大小。,