人教版高二物理选修3-2 4.4法拉第电磁感应定律 课件(共25张PPT)
文档属性
| 名称 | 人教版高二物理选修3-2 4.4法拉第电磁感应定律 课件(共25张PPT) |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 561.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-06-26 06:17:01 | ||
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文档简介
(共25张PPT)
4.4法拉第电磁感应定律
-----判断感应电动势的大小
1．穿过闭合回路的磁通量Φ随时间t变化的图象分别如图所示，下列关于回路中产生的感应电动势的论述，正确的
( )
A．图①中，回路产生的感应电动势恒定不变
B．图②中，回路产生的感应电动势一直在变大
C．图③中，回路在0～t1时间内产生的感应电动势小于在t1～
t2时间内产生的感应电动势
D．图④中，回路产生的感应电动势先变小再变大
D
【当堂训练】
练习2.单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴垂直于磁场。若线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如图所示，则：(
)
A、线圈中0时刻感应电动势最大
B、线圈中D时刻感应电动势为零
C、线圈中D时刻感应电动势最大
D、线圈中0到D时间内平均
感应电动势为0.4V
ABD
3、如图甲所示的螺线管的匝数n＝1500，横截面积S＝20
cm2，电阻r＝1.5
Ω，与螺线管串联的外电阻R1＝10
Ω，R2＝3.5
Ω.若穿过螺线管的磁场的磁感应强度按图乙所示的规律变化，计算R1上消耗的电功率．
4、
有一面积为S＝100
cm2金属环，电阻为R＝0.1
Ω，环中磁场变化规律如图所示，且磁场方向垂直环面向里，如图甲．在t1到t2时间内，环中感应电流的方向如何？通过金属环的电量为多少？
2．(2014·江苏卷，1)如图1所示，一正方形线圈的匝数为n，边长为a，线圈平面与匀强磁场垂直，且一半处在磁场中。在Δt时间内，磁感应强度的方向不变，大小由B均匀地增大到2B。在此过程中，线圈中产生的感应电动势为( )
图1
【典例】 轻质细线吊着一质量为m＝0.42
kg、边长为L＝1
m、匝数n＝10的正方形线圈，其总电阻为r＝1
Ω。在线圈的中间位置以下区域分布着磁场，如图1甲所示。磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小随时间变化的关系如图乙所示。(取g＝10
m/s2)
(1)判断线圈中产生的感应电流的方向是顺时针还是逆时针；
(2)求线圈的电功率；
(3)求在t＝4
s时轻质细线的拉力大小。
如图
所示，平行导轨间距为
d
，一端跨接一个电阻
R
，匀强磁场的磁感强度为
B
,
方向与导轨所在平面垂直，一根足够长的金属棒与导轨成θ角放置，棒与导轨接触良好，金属棒与导轨的电阻不计．当金属棒沿垂直于棒的方向以速度v滑行时，通过电阻
R电流为(
)
D
3.
如图7，磁感应强度大小为B的匀强磁场中有一固定金属线框PMNQ，线框平面与磁感线垂直，线框宽度为L。导体棒CD垂直放置在线框上，并以垂直于棒的速度v向右匀速运动，运动过程中导体棒与金属线框保持良好接触。
【例2】 (多选)如图9所示，在一磁感应强度B＝0.5
T的匀强磁场中，垂直于磁场方向水平放着两根相距为h＝0.1
m的平行金属导轨MN和PQ，导轨电阻忽略不计，在两根导轨的端点N、Q之间连接一阻值R＝0.3
Ω的电阻，导轨上跨放着一根长为L＝0.2
m，每米阻值r＝2.0
Ω
的金属棒ab，金属棒与导轨正交放置，交点为c、d，当金属棒在水平拉力作用于以速度v＝4.0
m/s向左做匀速运动时，则下列说法正确的是
( )
A．金属棒a、b两端点间的电势差为0.2
V
B．水平拉金属棒的力的大小为0.02
N
C．金属棒a、b两端点间的电势差为0.32
V
D．回路中的发热功率为0.06
W
图9
2.转动切割
1.如图5所示，在外力的作用下，导体杆OC可绕O轴沿半径为r的光滑的半圆形框架在匀强磁场中以角速度ω匀速转动，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里，A、O间接有电阻R，杆和框架电阻不计，则所施外力的功率为( )
5、如图1所示把线框abcd从磁感应强度为B的匀强磁场中匀速拉出，速度方向与ab边垂直向右，速度的大小为v，线圈的边长为L，每边的电阻为R，问，线圈在运动过程中，ab两点的电势差为多少？
Uab
=3BLv/4
［学案第6题］如图9-2-3所示，一导线弯成半径为a的半圆形闭合回路。虚线MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直于回路所在的平面。回路以速度v向右匀速进入磁场，直径CD始终与MN垂直。从D点到达边界开始到C点进入磁场为止，下列结论正确的是(
)
A.感应电流方向不变
B.CD段直导线始终不受安培力
C.感应电动势最大值Em=Bav
D.感应电动势平均值E=1/4πBav
A
C
D
图9-2-3
4．有一个匀强磁场边界是EF，在EF右侧无磁场，左侧是匀强磁场区域，如图3甲所示。现有一个闭合的金属线框以恒定速度从EF右侧水平进入匀强磁场区域。线框中的电流随时间变化的i－t图象如图乙所示，则可能的线框是下列四个选项( )
图3
【例3】 (多选)如图11甲、乙所示的电路中，电阻R和自感线圈L的电阻值都很小，且小于灯泡A的电阻，接通S，使电路达到稳定，灯泡A发光，则( )
A．在电路甲中，断开S后，A将逐渐变暗
B．在电路甲中，断开S后，A将先变得更亮，然后才逐渐变暗
C．在电路乙中，断开S后，A将逐渐变暗
D．在电路乙中，断开S后，A将先变得更亮，然后才逐渐变暗
2.(多选)如图9甲、乙所示的电路中，电阻R和自感线圈L的电阻值都很小，且小于灯泡A的电阻，接通S，使电路达到稳定，灯泡A发光，则( )
A.在电路甲中，断开S后，A将逐渐变暗
B.在电路甲中，断开S后，A将先变得更亮，然后才逐渐变暗
C.在电路乙中，断开S后，A将逐渐变暗
D.在电路乙中，断开S后，A将先变得更亮，然后才逐渐变暗
3.图10甲和图乙是教材中演示自感现象的两个电路图，L1和L2为电感线圈。实验时，断开开关S1瞬间，灯A1突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关S2，灯A2逐渐变亮。而另一个相同的灯A3立即变亮，最终A2与A3的亮度相同。下列说法正确的是( )
A.图甲中，A1与L1的电阻值相同
B.图甲中，闭合S1，电路稳定后，A1中电流大于L1中电流
C.图乙中，变阻器R与L2的电阻值相同
D.图乙中，闭合S2瞬间，L2中电流与变阻器R中电流相等
4.4（2）
法拉第电磁感应定律
例题2：
长为L的金属棒ab，绕b端在垂直于匀强磁场的平面内以角速度匀速转动，磁感应强度为B，如图所示，求ab两端的电势差．
一、导线转动时切割磁感线的电动势
二、线框转动时的电动势
三、通过导体横截面的电荷量计算
例题3：有一面积为S＝100cm2的金属环，电阻为R＝0.1Ω，环中磁场变化规律如图所示，磁场方向垂直环面向里，则在0.1-0.2s时间内金属环中产生的感应电动势
、通过金属环的电流
、通过金属环的电荷量为________．
0.01v
0.01c
0.1A
4.4法拉第电磁感应定律
-----判断感应电动势的大小
1．穿过闭合回路的磁通量Φ随时间t变化的图象分别如图所示，下列关于回路中产生的感应电动势的论述，正确的
( )
A．图①中，回路产生的感应电动势恒定不变
B．图②中，回路产生的感应电动势一直在变大
C．图③中，回路在0～t1时间内产生的感应电动势小于在t1～
t2时间内产生的感应电动势
D．图④中，回路产生的感应电动势先变小再变大
D
【当堂训练】
练习2.单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴垂直于磁场。若线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如图所示，则：(
)
A、线圈中0时刻感应电动势最大
B、线圈中D时刻感应电动势为零
C、线圈中D时刻感应电动势最大
D、线圈中0到D时间内平均
感应电动势为0.4V
ABD
3、如图甲所示的螺线管的匝数n＝1500，横截面积S＝20
cm2，电阻r＝1.5
Ω，与螺线管串联的外电阻R1＝10
Ω，R2＝3.5
Ω.若穿过螺线管的磁场的磁感应强度按图乙所示的规律变化，计算R1上消耗的电功率．
4、
有一面积为S＝100
cm2金属环，电阻为R＝0.1
Ω，环中磁场变化规律如图所示，且磁场方向垂直环面向里，如图甲．在t1到t2时间内，环中感应电流的方向如何？通过金属环的电量为多少？
2．(2014·江苏卷，1)如图1所示，一正方形线圈的匝数为n，边长为a，线圈平面与匀强磁场垂直，且一半处在磁场中。在Δt时间内，磁感应强度的方向不变，大小由B均匀地增大到2B。在此过程中，线圈中产生的感应电动势为( )
图1
【典例】 轻质细线吊着一质量为m＝0.42
kg、边长为L＝1
m、匝数n＝10的正方形线圈，其总电阻为r＝1
Ω。在线圈的中间位置以下区域分布着磁场，如图1甲所示。磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小随时间变化的关系如图乙所示。(取g＝10
m/s2)
(1)判断线圈中产生的感应电流的方向是顺时针还是逆时针；
(2)求线圈的电功率；
(3)求在t＝4
s时轻质细线的拉力大小。
如图
所示，平行导轨间距为
d
，一端跨接一个电阻
R
，匀强磁场的磁感强度为
B
,
方向与导轨所在平面垂直，一根足够长的金属棒与导轨成θ角放置，棒与导轨接触良好，金属棒与导轨的电阻不计．当金属棒沿垂直于棒的方向以速度v滑行时，通过电阻
R电流为(
)
D
3.
如图7，磁感应强度大小为B的匀强磁场中有一固定金属线框PMNQ，线框平面与磁感线垂直，线框宽度为L。导体棒CD垂直放置在线框上，并以垂直于棒的速度v向右匀速运动，运动过程中导体棒与金属线框保持良好接触。
【例2】 (多选)如图9所示，在一磁感应强度B＝0.5
T的匀强磁场中，垂直于磁场方向水平放着两根相距为h＝0.1
m的平行金属导轨MN和PQ，导轨电阻忽略不计，在两根导轨的端点N、Q之间连接一阻值R＝0.3
Ω的电阻，导轨上跨放着一根长为L＝0.2
m，每米阻值r＝2.0
Ω
的金属棒ab，金属棒与导轨正交放置，交点为c、d，当金属棒在水平拉力作用于以速度v＝4.0
m/s向左做匀速运动时，则下列说法正确的是
( )
A．金属棒a、b两端点间的电势差为0.2
V
B．水平拉金属棒的力的大小为0.02
N
C．金属棒a、b两端点间的电势差为0.32
V
D．回路中的发热功率为0.06
W
图9
2.转动切割
1.如图5所示，在外力的作用下，导体杆OC可绕O轴沿半径为r的光滑的半圆形框架在匀强磁场中以角速度ω匀速转动，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里，A、O间接有电阻R，杆和框架电阻不计，则所施外力的功率为( )
5、如图1所示把线框abcd从磁感应强度为B的匀强磁场中匀速拉出，速度方向与ab边垂直向右，速度的大小为v，线圈的边长为L，每边的电阻为R，问，线圈在运动过程中，ab两点的电势差为多少？
Uab
=3BLv/4
［学案第6题］如图9-2-3所示，一导线弯成半径为a的半圆形闭合回路。虚线MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直于回路所在的平面。回路以速度v向右匀速进入磁场，直径CD始终与MN垂直。从D点到达边界开始到C点进入磁场为止，下列结论正确的是(
)
A.感应电流方向不变
B.CD段直导线始终不受安培力
C.感应电动势最大值Em=Bav
D.感应电动势平均值E=1/4πBav
A
C
D
图9-2-3
4．有一个匀强磁场边界是EF，在EF右侧无磁场，左侧是匀强磁场区域，如图3甲所示。现有一个闭合的金属线框以恒定速度从EF右侧水平进入匀强磁场区域。线框中的电流随时间变化的i－t图象如图乙所示，则可能的线框是下列四个选项( )
图3
【例3】 (多选)如图11甲、乙所示的电路中，电阻R和自感线圈L的电阻值都很小，且小于灯泡A的电阻，接通S，使电路达到稳定，灯泡A发光，则( )
A．在电路甲中，断开S后，A将逐渐变暗
B．在电路甲中，断开S后，A将先变得更亮，然后才逐渐变暗
C．在电路乙中，断开S后，A将逐渐变暗
D．在电路乙中，断开S后，A将先变得更亮，然后才逐渐变暗
2.(多选)如图9甲、乙所示的电路中，电阻R和自感线圈L的电阻值都很小，且小于灯泡A的电阻，接通S，使电路达到稳定，灯泡A发光，则( )
A.在电路甲中，断开S后，A将逐渐变暗
B.在电路甲中，断开S后，A将先变得更亮，然后才逐渐变暗
C.在电路乙中，断开S后，A将逐渐变暗
D.在电路乙中，断开S后，A将先变得更亮，然后才逐渐变暗
3.图10甲和图乙是教材中演示自感现象的两个电路图，L1和L2为电感线圈。实验时，断开开关S1瞬间，灯A1突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关S2，灯A2逐渐变亮。而另一个相同的灯A3立即变亮，最终A2与A3的亮度相同。下列说法正确的是( )
A.图甲中，A1与L1的电阻值相同
B.图甲中，闭合S1，电路稳定后，A1中电流大于L1中电流
C.图乙中，变阻器R与L2的电阻值相同
D.图乙中，闭合S2瞬间，L2中电流与变阻器R中电流相等
4.4（2）
法拉第电磁感应定律
例题2：
长为L的金属棒ab，绕b端在垂直于匀强磁场的平面内以角速度匀速转动，磁感应强度为B，如图所示，求ab两端的电势差．
一、导线转动时切割磁感线的电动势
二、线框转动时的电动势
三、通过导体横截面的电荷量计算
例题3：有一面积为S＝100cm2的金属环，电阻为R＝0.1Ω，环中磁场变化规律如图所示，磁场方向垂直环面向里，则在0.1-0.2s时间内金属环中产生的感应电动势
、通过金属环的电流
、通过金属环的电荷量为________．
0.01v
0.01c
0.1A