法拉第电磁感应定律的应用.docx

法拉第电磁感应定律
长沙市南雅中学 石付才
一 考点梳理
1.2017年考纲
主题
内容
要求
说明
电磁感应
电磁感应现象
磁通量
法拉第电磁感应定律
楞次定律
自感、涡流
Ⅰ
Ⅰ
Ⅱ
Ⅱ
Ⅰ
1.导体切割磁感线时，感应电动势的计算，只限于L垂直于B、v的情况
2.在电磁感应现象里，不要求判断内电路中各点电势的高低
3.不要求用自感系数计算自感电动势

2.确定目标
本节课讲解应用法拉第电磁感应定律计算感应电动势问题，会区别感应电动势平均值和瞬时值。

二 精讲精练
（一）回归教材、注重基础
例 （见教材练习题P21 T2）如图甲所示，匝数为100匝，电阻为5Ω的线圈(为表示线圈的绕向图中只画了2匝)两端A、B与一个电压表相连，线圈内有指向纸内方向的磁场,线圈中的磁通量按图乙所示规律变化。
（1）求电压表的读数？确定电压表的正极应接在A还是接在B？
（2）若在电压表两端并联一个阻值为20Ω的电阻R．求通过电阻R的电流大小和
方向？

（二）变式探究、提升能力
变式1．图为无线充电技术中使用的受电线圈示意图，线圈匝数为n，面积为S.若在到 时间内，匀强磁场平行于线圈轴线向右穿过线圈，其磁感应强度大小由均匀增加到，则该段时间线圈两端a和b之间的电势差（ ）
A．恒为         B．从0均匀变化到
C．恒为        D．从0均匀变化到

变式2．在例题中改成如图所示两个变化规律的磁场（取指向纸内方向的磁场为正方向），请分别画出感应电压图象两个大致形状？

变式3．如图所示，匀强磁场的磁感应强度方向竖直向上，大小为，用电阻率为ρ、横截面积为S的导线做成的边长为L的正方形线框abcd水平放置，OO′为过ad、bc两边中点的直线，线框全部都位于磁场中．现把线框右半部分固定不动，而把线框左半部分以OO′为轴向上转动60°，如图中虚线所示。若转动后磁感应强度随时间按变化(k为常量)，求：
(1)在0到t0时间内通过导线横截面的电荷量？
(2)t0时刻ab边受到的安培力？

（三）真题检测，品味高考
1．(2014·新课标全国Ⅰ)如图 (a)，线圈ab、cd绕在同一软铁芯上．在ab线圈中通以变化的电流，用示波器测得线圈cd间电压如图(b)所示．已知线圈内部的磁场与流经线圈的电流成正比，则下列描述线圈ab中电流随时间变化关系的图中，可能正确的是(　　)

2. (2012·福建)如图甲，在圆柱形区域内存在一方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场，在此区域内，沿水平面固定一半径为r的圆环形光滑细玻璃管，环心0在区域中心。一质量为m、带电量为q（q>0）的小球，在管内沿逆时针方向（从上向下看）做圆周运动。已知磁感应强度大小B随时间t的变化关系如图乙所示（T0为已知量）。设小球在运动过程中电量保持不变，对原磁场的影响可忽略。当t=到t=这段时间内的磁感应强度增大过程中，将产生涡旋电场，其电场线是在水平面内一系列沿逆时针方向的同心圆，同一条电场线上各点的场强大小相等．求：这段时间内，细管内涡旋电场的场强大小E。

（四）拓展深挖、把握先机
拓展：如图甲所示，匝数为n匝，电阻为r,半径为a的线圈两端A、B与电容为C的电容器和电阻R相连，线圈中的磁感应强度按图乙所示规律变化（取垂直纸面向内方向为正方向）。求：
（1）流过电阻的电流大小为多少？
（2）电容器的电量为多少？

三 总结归纳
1. 应用法拉第电磁感应定律计算感应电动势。

2. 会判断导体两端电势的高低。

四 课后作业
1．做磁共振（MRI）检查时，对人体施加的磁场发生变化时会在肌肉组织中产生感应电流，某同学为了估算该感应电流对肌肉组织的影响，将包裹在骨骼上的一圈肌肉组织等效成单匝线圈，线圈的半径r=5.0cm，如图所示，匀强磁场方向与线圈平面垂直，若磁感应强度B在0.3s内从1.5T均匀地减为零，求：该圈肌肉组织中的感应电动势E（计算结果保留一位有效数字）。

2．如图所示，两块水平放置的金属板距离为d，用导线、开关K与一个n匝的线圈连接，线圈置于方向竖直向上的均匀变化的磁场B中．两板间放一台小型压力传感器，压力传感器上表面绝缘，在其上表面静止放置一个质量为m、电荷量为q的带正电小球．K没有闭合时传感器有示数，K闭合时传感器示数变为原来的一半．则线圈中磁场B的变化情况和磁通量的变化率分别为(　　)
A．正在增强， B．正在增强，
C．正在减弱， D．正在减弱，
3．(多选)如图所示，不计电阻的光滑U形金属框水平放置，光滑、竖直玻璃挡板H、P固定在框上，H、P的间距很小．质量为0.2 kg的细金属杆CD恰好无挤压地放在两挡板之间，与金属框接触良好并围成边长为1 m的正方形，其有效电阻为0.1 Ω.此时在整个空间加方向与水平面成30°角且与金属杆垂直的匀强磁场，磁感应强度随时间变化规律是，图示磁场方向为正方向．框、挡板和杆不计形变．则(　　)
A．t＝1 s时，金属杆中感应电流方向从C到D
B．t＝3 s时，金属杆中感应电流方向从D到C
C．t＝1 s时，金属杆对挡板P的压力大小为0.1 N
D．t＝3 s时，金属杆对挡板H的压力大小为0.2 N
4．英国物理学家麦克斯韦认为，磁场变化时会在空间激发感生电场．如图所示，一个半径为r的绝缘细圆环水平放置，环内存在竖直向上的匀强磁场B，环上套一带电荷量为＋q的小球．已知磁感应强度B随时间均匀增加，其变化率为k，若小球在环上运动一周，则感生电场对小球的作用力所做功的大小是(　　)
A．0 B. C． D．