高中物理第一章电磁感应微型专题练1法拉第电磁感应定律的应用.pptx

,微型专题,1,法拉第电磁感应定律应用,第一章,电磁感应,1/29,学习目标,1.,了解公式,E,n,与,E,BL,v,区分和联络，能够应用这两个公式求解感应电动势,.,2.,掌握电磁感应电路中感应电荷量求解基本思绪和方法,.,3.,会求解导体棒转动切割磁感线产生感应电动势,.,2/29,内容索引,重点探究,启迪思维 探究重点,达标检测,检测评价 达标过关,3/29,重点探究,4/29,一、,E,n,和,E,BL,v,比较应用,E,n,E,BL,v,区,别,研究对象,整个闭合回路,回路中做切割磁感线运动那部分导体,适用范围,各种电磁感应现象,只适适用于导体切割磁感线运动情况,计算结果,t内平均感应电动势,某一时刻瞬时感应电动势,联络,EBLv是由En 在一定条件下推导出来，该公式可看做法拉第电磁感应定律一个推论,5/29,例,1,如图,1,所示，导轨,OM,和,ON,都在纸面内，导体,AB,可在导轨上无摩擦滑动，,AB,ON,，若,AB,以,5 m/s,速度从,O,点开始沿导轨匀速右滑，导体与导轨都足够长，磁场磁感应强度为,0.2 T.,问：,图,1,(1)3 s,末夹在导轨间导体长度是多少？此时导体切割磁感线产生感应电动势多大？,答案,解析,6/29,解析,夹在导轨间部分导体切割磁感线产生电动势才是电路中感应电动势,.,3 s,末，夹在导轨间导体长度为：,7/29,(2)3 s,内回路中磁通量改变了多少？此过程中平均感应电动势为多少？,答案,解析,解析,3 s,内回路中磁通量改变量,3 s,内电路产生平均感应电动势为：,8/29,例,2,如图,2,甲所表示，固定在水平面上电阻不计光滑金属导轨，间距,d,0.5 m.,右端接一阻值为,4,小灯泡,L,，在,CDEF,矩形区域内有竖直向上匀强磁场，磁感应强度,B,按如图乙规律改变,.,CF,长为,2 m.,在,t,0,时，金属棒,ab,从图示位置由静止在恒力,F,作用下向右运动到,EF,位置，整个过程中小灯泡亮度一直不变,.,已知,ab,金属棒电阻为,1,，求：,(1),经过小灯泡电流；,图,2,答案,解析,答案,0.1 A,9/29,解析,金属棒未进入磁场时，电路总电阻,R,总,R,L,R,ab,5,10/29,解析,因灯泡亮度一直不变，故在,t,4 s,末金属棒刚好进入磁场，且做匀速运动，此时金属棒中电流,I,I,L,0.1 A,恒力大小：,F,F,安,BId,0.1 N.,(2),恒力,F,大小；,答案,解析,答案,0.1 N,11/29,解析,因灯泡亮度一直不变，金属棒在磁场中运动时，产生感应电动势为,E,2,E,1,0.5 V,(3),金属棒质量,.,答案,解析,答案,0.8 kg,12/29,例,3,如图,3,甲所表示，一个圆形线圈匝数,n,1 000,，线圈面积,S,300 cm,2,，线圈电阻,r,1,，线圈外接一个阻值,R,4,电阻，线圈处于一方向垂直线圈平面向里圆形磁场中，圆形磁场面积,S,0,200 cm,2,，磁感应强度随时间改变规律如图乙所表示,.,求：,二、电磁感应中电荷量问题,图,3,(1),第,4 s,时线圈磁通量及前,4 s,内磁通量改变量,.,答案,8,10,3,Wb,4,10,3,Wb,答案,解析,13/29,解析,磁通量,BS,0,0.4,200,10,4,Wb,8,10,3,Wb,磁通量改变量为：,0.2,200,10,4,Wb,4,10,3,Wb,14/29,(2),前,4 s,内平均感应电动势,.,答案,1 V,答案,解析,解析,由题图乙可知前,4 s,内磁感应强度,B,改变率,前,4 s,内平均感应电动势,15/29,(3),前,4 s,内经过,R,电荷量,.,答案,0.8 C,答案,解析,所以,q,0.8 C.,16/29,总结提升,求电磁感应中电荷量一个有用结论：,注意：求解电路中经过电荷量时，一定要用平均感应电动势和平均感应电流计算,.,17/29,针对训练,如图,4,所表示，空间存在垂直于纸面匀强磁场，在半径为,a,圆形区域内部及外部，磁场方向相反，磁感应强度大小均为,B,.,二分之一径为,b,(,b,a,),、电阻为,R,圆形导线环放置在纸面内，其圆心与圆形区域中心重合,.,当内、外磁场同时由,B,均匀地减小到零过程中，经过导线环截面电荷量为,答案,解析,图,4,18/29,解析,设开始时穿过导线环向里磁通量设为正值，,1,B,a,2,，向外磁通量则为负值，,2,B,(,b,2,a,2,),，总磁通量为它们代数和,(,取绝对值,),B,|,b,2,2,a,2,|,，末态总磁通量为,0,，,19/29,例,4,长为,l,金属棒,ab,以,a,点为轴在垂直于匀强磁,场平面内以角速度,做匀速转动，如图,5,所表示，,磁感应强度为,B,.,求：,(1),ab,棒平均速率；,三、导体棒转动切割磁感线产生感应电动势计算,图,5,答案,解析,20/29,(2),ab,两端电势差；,答案,解析,解析,ab,两端电势差：,21/29,(3),经时间,t,金属棒,ab,所扫过面积中磁通量为多少？此过程中平均感应电动势多大？,答案,解析,解析,设经时间,t,金属棒,ab,所扫过扇形面积为,S,，则：,由法拉第电磁感应定律得：,22/29,总结提升,导体转动切割磁感线：,当导体棒在垂直于匀强磁场平面内，其一端固定，以角速度,匀速转动时，产生感应电动势为,E,，如图,6,所表示,.,当圆盘在匀强磁场中以角速度,绕圆心匀速转动时，如图,7,所表示，相当于无数根,“,辐条,”,转动切割，它们之间相当于电源并联结构，圆盘上感应电动势为,E,图,6,图,7,23/29,达标检测,24/29,1.(,E,n,与,E,BL,v,比较应用,),如图,8,所表示，在磁感应强度为,B,、方向垂直纸面向里匀强磁场中，金属杆,MN,在平行金属导轨上以速度,v,向右匀速滑动，,MN,中产生感应电动势为,E,1,；若磁感应强度增大为,2,B,，其它条件不变，,MN,中产生感应电动势变为,E,2,，则,E,1,与,E,2,之比为,A.1,1 B.2,1,C.1,2 D.1,4,1,2,3,图,8,答案,解析,解析,依据,E,BL,v,，磁感应强度增大为,2,B,，其它条件不变，所以感应电动势变为,2,倍,.,25/29,2.(,转动切割磁感线产生感应电动势,),如图,9,所表示，匀强磁场中有一由半圆弧及其直径组成导线框，半圆直径与磁场边缘重合；磁场方向垂直于半圆面,(,纸面,),向里，磁感应强度大小为,B,0,.,使该线框从静止开始绕过圆心,O,、垂直于半圆面轴以角速度,匀速转动半周，在线框中产生感应电流,.,现使线框保持图中所表示位置，磁感应强度大小随时间线性改变,.,为了产生与线框转动半周过程中一样大小电流，磁感应强度随时间改变改变率,大小应为,答案,图,9,1,2,3,解析,26/29,解析,设半圆半径为,L,，电阻为,R,，当线框以角速度,匀速转动时产生感应电动势,E,1,1,2,3,27/29,3.(,电磁感应中电荷量计算,),物理试验中，惯用一个叫做,“,冲击电流计,”,仪器测定经过电路电荷量,.,如图,10,所表示，探测线圈与冲击电流计串联后可用来测定磁场磁感应强度,.,已知线圈匝数为,n,，面积为,S,，线圈与冲击电流计组成回路电阻为,R,.,若将线圈放在被测匀强磁场中，开始时线圈平面与磁场垂直，现把探测线圈翻转,180,，冲击电流计测出经过线圈电荷量为,q,，由上述数据可测出被测磁场磁感应强度为,答案,图,10,解析,1,2,3,28/29,1,2,3,29/29,