第四节
法拉第电磁感应定律
课前篇(学会自主学习——不看不清)
学习目标
1.知道感应电动势及决定感应电动势大小的因素。
2.知道磁通量的变化率是表示磁通量变化快慢的物理量,并能区别Φ、ΔΦ、。
3.理解法拉第电磁感应定律内容、数学表达式。
4.知道E=BLvsinθ如何推得。
5.会用解决问题。
二、
知识储备
1.在电磁感应现象中,产生感应电流的条件是什么?
2.恒定电流中学过,电路中存在持续电流的条件是什么?
3.在产生电磁感应的情况下,用什么方法可以判定感应电流的方向?
三、
自主预习
1.感应电动势的概念是什么?感应电动势大小跟哪些因素有关?
2.什么是磁通量变化率?
3.法拉第电磁感应定律的内容及表达式是什么?
4.如图导体棒切割磁感线时,产生感应电动势的表达式是什么?它是如何推导而来的?
四、
学生质疑
通过你的预习,请你说出结论,说出原因及困惑:
课上篇(学会合作交流——不议不明)
要点突破
典例剖析
【例1】一个200匝、面积200cm2的圆线圈,放在匀强磁场中,磁场的方向与线圈平面垂直,磁感应强度在0.05s内由0.1T增加到0.5T,在此过程中,穿过线圈的磁通量变化量是
,磁通量的变化率是
,线圈中平均感应电动势的大小是
。
【例2】如图所示,在匀强磁场(B=0.2T)中,电阻为0.5Ω的金属杆以速度v=5m/s匀速向右平移,R=1.5Ω,导轨间距L=0.2m且光滑并电阻不计,则
①金属杆电流的方向?
②画出等效电路图。
③电阻R两端的电压是多少伏?
三、达标检测
1.关于某一闭合电路中感应电动势的大小E,下列说法中正确的是(
)
A.E跟穿过这一闭合电路的磁通量的大小成正比
B.E跟穿过这一闭合电路的磁通量的变化大小成正比
C.E跟穿过这一闭合电路的磁通量的变化快慢成正比
D.E跟穿过闭合电路所在处的磁感应强度的大小成正比
2.当线圈中的磁通量发生变化时,下列说法中正确的是 (
)
A.线圈中一定有感应电流
B.线圈中有感应电动势,其大小与磁通量成正比
C.线圈中一定有感应电动势
D.线圈中有感应电动势,其大小与磁通量的变化量成正比
3.求下列各种情况下的感应电动势(磁场与纸面垂直且大小为B)。
Ea=
Eb=
Ec=
4.穿过一个单匝线圈的磁通量,始终为每秒钟均匀地增加2Wb,则
(
)
A.线圈中的感应电动势每秒钟增加2V
B.线圈中的感应电动势每秒钟减少2V
C.线圈中的感应电动势始终为2V
D.线圈中不产生感应电动势
5.下列说法中正确的是(
)
A.E=n△φ
/△t,求出的是△t时间内的平均电动势
B.E=BLvsinθ,求出的是电动势的即时值
C.E=n△φ
/△t,求出的是电动势的即时值
D.E=BLvsinθ,求出的是电动势的平均值
6.如图所示,有一匀强磁场B=1.0×10-3T,在垂直磁场的平面内,有一金属棒AO,绕平行于磁场的O轴顺时针转动,已知棒长L=0.20m,角速度ω=20rad/s,求:棒产生的感应电动势有多大?
课后篇(学会应用与拓展——不练不通)
1.下列几种说法中正确的是(
)
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.线圈中磁通量变化越快,线圈中产生的感应电动势一定越大
C.线圈中磁通量越大,线圈中产生的感应电动势一定越大
D.线圈所处的磁场越强,线圈中产生的感应电动势越大
2.如图所示,两个半径不同的同心圆线圈置于匀强磁场中,当磁场均匀增强时,线圈1和线圈2产生的感应电动势的关系为(
)
A.
B.
C.
D.无法确定
3.如图,一个环形线圈放在均匀磁场中,设在第一秒内磁感线垂直于线圈平面向里,如图(a),磁感应强度B随时间t而变化的关系如图(b),那么在第二秒内线圈中感应电流的大小和方向是(
)
A.逐渐增加,逆时针方向
B.逐渐减小,顺时针方向
C.大小恒定,顺时针方向
D.大小恒定,逆时针方向
4.如图所示,半径为r的金属环绕通过某直径的轴OO′以角速度
做匀速转动,匀强磁场的磁感应强度为B,以金属环的平面与磁场方向重合时开始计时,则在转过30°的过程中,环中产生的电动势的平均值为(
)
A.
B.
C. D.
5.穿过一个电阻为2Ω的闭合线圈的磁通量每秒均匀减小0.4Wb,则线圈中(
)
A.感应电动势为0.4V B.感应电动势每秒减小0.4V
C.感应电流恒为0.2A D.感应电流每秒减小0.2A
6.如图所示,在磁感应强度B=0.2T的匀强磁场中,长为0.5m的导体AB在金属框架上,以10m/s的速度向右滑动,R1=R2=20Ω,其他电阻不计,则流过AB的电流为________,R1两端的电压为________.
7.如图所示,圆环a和圆环b半径之比为2∶1,两环用同样粗细的、同种材料的导线连成闭合回路,连接两圆环电阻不计,匀强磁场的磁感强度变化率恒定,则在a环单独置于磁场中和b环单独置于磁场中两种情况下,M、N两点的电势差之比为(
)
A.4∶1
B.1∶4
C.2∶1
1∶2
8.如图所示,两条光滑金属导轨,平行置于匀强磁场中,导轨间距,两端各接一个电阻组成闭合回路,已知,磁感强度,方向与导轨平面垂直向下,导轨上有一根电阻的直导体,当杆以的速度向左滑行,求:(1)杆上感应电动势的大小,哪端电势高?
(2)求两端的电势差。
(3)上的电流强度各是多大?