微型專題2法拉第電磁感應定律的應用,第1章電磁感應與現(xiàn)代生活,目標定位 1.知道公式En 與EBLv的區(qū)別和聯(lián)系，能夠應用兩個公式求解感應電動勢. 2.掌握導體棒轉(zhuǎn)動切割磁感線產(chǎn)生感應電動勢的計算. 3.掌握電磁感應電路中電荷量求解的基本思路和方法.,內(nèi)容索引,知識探究 新知探究 點點落實,達標檢測 當堂檢測 鞏固反饋,知識探究,1.En 適用于任何情況，但一般用于求平均感應電動勢，當t0時，E可為瞬時值. 2.EBLv是法拉第電磁感應定律在導體垂直切割磁感線時的具體表達式. (1)當v為平均速度時，E為平均感應電動勢. (2)當v為瞬時速度時，E為瞬時感應電動勢. 3.當回路中同時存在兩部分導體切割磁感線產(chǎn)生的感應電動勢時，總感應電動勢在兩者方向相同時相加，方向相反時相減.(方向相同或相反是指感應電流在回路中的方向).,一、En 和EBLv的選用技巧,例1如圖1所示，導軌OM和ON都在紙面內(nèi)，導體AB可在導軌上無摩擦滑動，ABON，若AB以5 m/s的速度從O點開始沿導軌勻速向右滑動，導體與導軌都足夠長，它們每米長度的電阻都是0.2 ，磁場的磁感應強度為0.2 T.問：,答案,解析,圖1,(1)3 s末夾在導軌間的導體長度是多少？此時導體切割磁感線產(chǎn)生的感應電動勢多大？回路中的電流為多少？,解析夾在導軌間的部分導體切割磁感線產(chǎn)生的電動勢才是電路中的感應電動勢. 3 s末，夾在導軌間導體的長度為：,(2)3 s內(nèi)回路中的磁通量變化了多少？此過程中的平均感應電動勢為多少？,答案,解析,二、電磁感應中的電荷量問題,注意：求解電路中通過的電荷量時，一定要用平均感應電動勢和平均感應電流計算.,例2面積S0.2 m2、n100匝的圓形線圈，處在如圖2所示的磁場內(nèi)，磁場方向垂直于線圈平面，磁感應強度B隨時間t變化的規(guī)律是B0.02t T，R3 ，C30 F，線圈電阻r1 ，求：,答案,解析,圖2,答案方向由ba0.4 C,(1)通過R的電流方向和4 s內(nèi)通過導線橫截面的電荷量；,解析由楞次定律可得線圈中電流的方向為逆時針，通過R的電流方向為ba，,答案,解析,答案9106 C,(2)電容器的電荷量.,UCURIR0.13 V0.3 V， QCUC301060.3 C9106 C.,例3如圖3所示，足夠長的平行光滑金屬導軌水平放置，寬度L0.4 m，一端連接R1 的電阻.導軌所在空間存在豎直向下的勻強磁場，磁感應強度B1 T.導體棒MN放在導軌上，其長度恰好等于導軌間距，與導軌接觸良好.導軌和導體棒的電阻均可忽略不計.在平行于導軌的拉力F作用下，導體棒沿導軌向右勻速運動，速度v5 m/s，求：,圖3,(1)感應電動勢E和感應電流I；,答案,解析,解析由法拉第電磁感應定律可得，感應電動勢,EBLv10.45 V2 V,答案2 V2 A,(2)若將MN換為電阻r1 的導體棒，其他條件不變，求導體棒兩端的電壓U.,答案,解析,答案1 V,導體棒兩端電壓UIR1 V.,(3)MN仍為電阻r1 的導體棒，某時刻撤去拉力F，導體棒又向右運動了2 m，求該過程通過R的電荷量.,答案,解析,答案0.4 C,如圖4所示，一長為l的導體棒在磁感應強度為B的勻強磁場中繞O點以角 速度勻速轉(zhuǎn)動，則導體棒產(chǎn)生的感應電動勢E Bl2.公式推導見例4.,三、轉(zhuǎn)動切割產(chǎn)生感應電動勢的計算,圖4,例4長為l的金屬棒ab以a點為軸在垂直于勻強磁場的平面內(nèi)以角速度勻速轉(zhuǎn)動，如圖5所示，磁感應強度為B.求： (1)ab棒各點速率的平均值.,答案,解析,圖5,(2)ab兩端的電勢差.,答案,解析,(3)經(jīng)時間t金屬棒ab所掃過面積中磁通量為多少？此過程中平均感應電動勢多大？,答案,解析,達標檢測,1.(En 與EBLv的選用技巧) (多選)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，下列結論正確的是 A.感應電流方向不變 B.CD段直導線始終不受安培力 C.感應電動勢最大值EmBav D.感應電動勢平均值,答案,1,2,3,4,圖6,解析,解析在閉合回路進入磁場的過程中，通過閉合回路的磁通量逐漸增大，根據(jù)楞次定律可知感應電流的方向始終為逆時針方向，A正確. 根據(jù)左手定則可判斷，CD段受安培力向下，B不正確. 當半圓形閉合回路進入磁場一半時，這時有效切割長度最大為a，所以感應電動勢最大值EmBav，C正確.,1,2,3,4,2.(電磁感應中的電荷量問題)(多選)如圖7所示是測量通電螺線管內(nèi)部磁感應強度的一種裝置：把一個很小的測量線圈放在待測處(測量線圈平面與螺線管軸線垂直)，將線圈與可以測量電荷量的沖擊電流計G串聯(lián)，當將雙刀雙擲開關K由位置1撥到位置2時，測得通過測量線圈的電荷量為q.已知測量線圈的匝數(shù)為N，截面積為S，測量線圈和G串聯(lián)回路的總電阻為R.下列判斷正確的是,答案,解析,圖7,A.在此過程中，穿過測量線圈的磁通量的變化量qR B.在此過程中，穿過測量線圈的磁通量的變化量 C.待測處的磁感應強度的大小為B D.待測處的磁感應強度的大小為B,1,2,3,4,1,2,3,4,3.(轉(zhuǎn)動切割產(chǎn)生的動生電動勢)如圖8所示，直角三角形金屬框abc放置在勻強磁場中，磁感應強度大小為B，方向平行于ab邊向上.當金屬框繞ab邊以角速度逆時針轉(zhuǎn)動時，a、b、c三點的電勢分別為a、b、c.已知bc邊的長度為l.下列判斷正確的是,1,2,3,4,圖8,A.ac，金屬框中無電流 B.bc，金屬框中電流方向沿abca C.Ubc Bl2，金屬框中無電流 D.Uac Bl2，金屬框中電流方向沿acba,答案,解析,解析金屬框abc平面與磁場方向平行，轉(zhuǎn)動過程中磁通量始終為零，所以無感應電流產(chǎn)生，選項B、D錯誤； 轉(zhuǎn)動過程中bc邊和ac邊均切割磁感線，產(chǎn)生感應電動勢，由右手定則判斷a<c，b<c，選項A錯誤；,1,2,3,4,4.(En 與EBLv的選用技巧)可繞固定軸OO轉(zhuǎn)動的正方形線框的邊長為L，不計摩擦和空氣阻力，線框從水平位置由靜止釋放，到達豎直位置所用的時間為t，此時ab邊的速度為v.設線框始終處在豎直向下、磁感應強度為B的勻強磁場中，如圖9所示，試求： (1)這個過程中回路中的感應電動勢；,圖9,1,2,3,4,解析,答案,(2)到達豎直位置瞬間回路中的感應電動勢.,解析,答案,1,2,3,4,答案BLv,解析線框到達豎直位置時回路中的感應電動勢EBLv.,