微型專題2法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用第1章電磁感應(yīng)與現(xiàn)代生活目標(biāo)定位1.知道公式En 與EBLv的區(qū)別和聯(lián)系，能夠應(yīng)用兩個(gè)公式求解感應(yīng)電動勢.2.掌握導(dǎo)體棒轉(zhuǎn)動切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的計(jì)算.3.掌握電磁感應(yīng)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(diǎn)點(diǎn)落實(shí)達(dá)標(biāo)檢測當(dāng)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(yīng)電動勢，當(dāng)t0時(shí)，E可為瞬時(shí)值.2.EBLv是法拉第電磁感應(yīng)定律在導(dǎo)體垂直切割磁感線時(shí)的具體表達(dá)式.(1)當(dāng)v為平均速度時(shí)，E為平均感應(yīng)電動勢.(2)當(dāng)v為瞬時(shí)速度時(shí)，E為瞬時(shí)感應(yīng)電動勢.3.當(dāng)回路中同時(shí)存在兩部分導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢時(shí)，總感應(yīng)電動勢在兩者方向相同時(shí)相加，方向相反時(shí)相減.(方向相同或相反是指感應(yīng)電流在回路中的方向).一、En 和EBLv的選用技巧例例1如圖1所示，導(dǎo)軌OM和ON都在紙面內(nèi)，導(dǎo)體AB可在導(dǎo)軌上無摩擦滑動，ABON，若AB以5 m/s的速度從O點(diǎn)開始沿導(dǎo)軌勻速向右滑動，導(dǎo)體與導(dǎo)軌都足夠長，它們每米長度的電阻都是0.2，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.2 T.問：答案解析圖1(1)3 s末夾在導(dǎo)軌間的導(dǎo)體長度是多少？此時(shí)導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢多大？回路中的電流為多少？解析解析夾在導(dǎo)軌間的部分導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的電動勢才是電路中的感應(yīng)電動勢.3 s末，夾在導(dǎo)軌間導(dǎo)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(yīng)電動勢為多少？答案解析二、電磁感應(yīng)中的電荷量問題注意：注意：求解電路中通過的電荷量時(shí)，一定要用平均感應(yīng)電動勢和平均感應(yīng)電流計(jì)算.例例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(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)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(dǎo)線橫截面的電荷量；解析解析由楞次定律可得線圈中電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針，通過R的電流方向?yàn)閎a，答案解析答案答案9106 C(2)電容器的電荷量.UCURIR0.13 V0.3 V，QCUC301060.3 C9106 C.例例3如圖3所示，足夠長的平行光滑金屬導(dǎo)軌水平放置，寬度L0.4 m，一端連接R1 的電阻.導(dǎo)軌所在空間存在豎直向下的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B1 T.導(dǎo)體棒MN放在導(dǎo)軌上，其長度恰好等于導(dǎo)軌間距，與導(dǎo)軌接觸良好.導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻均可忽略不計(jì).在平行于導(dǎo)軌的拉力F作用下，導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌向右勻速運(yùn)動，速度v5 m/s，求：圖3(1)感應(yīng)電動勢E和感應(yīng)電流I；答案解析解析解析由法拉第電磁感應(yīng)定律可得，感應(yīng)電動勢EBLv10.45 V2 V答案答案2 V2 A(2)若將MN換為電阻r1 的導(dǎo)體棒，其他條件不變，求導(dǎo)體棒兩端的電壓U.答案解析答案答案1 V導(dǎo)體棒兩端電壓UIR1 V.(3)MN仍為電阻r1 的導(dǎo)體棒，某時(shí)刻撤去拉力F，導(dǎo)體棒又向右運(yùn)動了2 m，求該過程通過R的電荷量.答案解析答案答案0.4 C如圖4所示，一長為l的導(dǎo)體棒在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中繞O點(diǎn)以角速度勻速轉(zhuǎn)動，則導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E Bl2.公式推導(dǎo)見例4.三、轉(zhuǎn)動切割產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的計(jì)算圖4例例4長為l的金屬棒ab以a點(diǎn)為軸在垂直于勻強(qiáng)磁場的平面內(nèi)以角速度勻速轉(zhuǎn)動，如圖5所示，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.求：(1)ab棒各點(diǎn)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(shí)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(yīng)電動勢多大？答案解析達(dá)標(biāo)檢測1.(En 與與EBLv的選用技巧的選用技巧)(多選)如圖6所示，一導(dǎo)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(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)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(jìn)入磁場，直徑CD始終與MN垂直.從D點(diǎn)到達(dá)邊界開始到C點(diǎn)進(jìn)入磁場為止，下列結(jié)論正確的是A.感應(yīng)電流方向不變B.CD段直導(dǎo)線始終不受安培力C.感應(yīng)電動勢最大值EmBavD.感應(yīng)電動勢平均值答案1234圖6解析解析解析在閉合回路進(jìn)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(yīng)電流的方向始終為逆時(shí)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(dāng)半圓形閉合回路進(jìn)入磁場一半時(shí)，這時(shí)有效切割長度最大為a，所以感應(yīng)電動勢最大值EmBav，C正確.12342.(電磁感應(yīng)中的電荷量問題電磁感應(yīng)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(yīng)強(qiáng)度的一種裝置：把一個(gè)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(jì)G串聯(lián)，當(dāng)將雙刀雙擲開關(guān)K由位置1撥到位置2時(shí)，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7A.在此過程中，穿過測量線圈的磁通量的變化量qRB.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(yīng)強(qiáng)度的大小為BD.待測處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B123412343.(轉(zhuǎn)動切割產(chǎn)生的動生電動勢轉(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(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向平行于ab邊向上.當(dāng)金屬框繞ab邊以角速度逆時(shí)針轉(zhuǎn)動時(shí)，a、b、c三點(diǎn)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1234圖8A.ac，金屬框中無電流B.bc，金屬框中電流方向沿abcaC.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(yīng)電流產(chǎn)生，選項(xiàng)B、D錯(cuò)誤；轉(zhuǎn)動過程中bc邊和ac邊均切割磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，由右手定則判斷ac，bc，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；12344.(En 與與EBLv的選用技巧的選用技巧)可繞固定軸OO轉(zhuǎn)動的正方形線框的邊長為L，不計(jì)摩擦和空氣阻力，線框從水平位置由靜止釋放，到達(dá)豎直位置所用的時(shí)間為t，此時(shí)ab邊的速度為v.設(shè)線框始終處在豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，如圖9所示，試求：(1)這個(gè)過程中回路中的感應(yīng)電動勢；圖91234解析答案(2)到達(dá)豎直位置瞬間回路中的感應(yīng)電動勢.解析答案1234答案答案BLv解析解析線框到達(dá)豎直位置時(shí)回路中的感應(yīng)電動勢EBLv.