高三物理第一輪復習 第十章 第一單元第2課時 法拉第電磁感應定律課件 選修32

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1、高考總復習高考總復習物理物理第一單元電磁感應基本規(guī)律第一單元電磁感應基本規(guī)律第第2課時法拉第電磁感應定律課時法拉第電磁感應定律 選修32 第十章電磁感應 高考總復習高考總復習物理物理高考總復習高考總復習物理物理基礎回顧基礎回顧 考點法拉第電磁感應定律 1.法拉第電磁感應定律(1)內(nèi)容：電路中感應電動勢的大小，跟穿過這一電路的磁通量的_成正比(2)公式：E_；對于n匝線圈，有E_.(3)物理意義：反映了電磁感應現(xiàn)象中感應電動勢與磁通量變化_有關(4)適應性：適應于_導體回路答案：1(1)變化率 (3)快慢(4)所有(2)t nt 高考總復習高考總復習物理物理2導體切割磁感線產(chǎn)生的感應電動勢 (1

2、)當導體做垂直切割磁感線運動時，感應電動勢的計算公式為E_.(2)有轉(zhuǎn)動軸的導體棒做切割磁感線運動時，若切割方向垂直磁感線，則感應電動勢的計算公式為E_.答案：2(1)BLv(2)12BL2 高考總復習高考總復習物理物理要點深化要點深化1磁通量、磁通量的變化量和磁通量的變化率的區(qū)分磁通量磁通量變化量磁通量變化率物理意義磁通量越大，某時刻穿過磁場中某個面的磁感線條數(shù)越多穿過某個面的末、初磁通量的差值的絕對值表述磁場中穿過某個面的磁通量變化快慢的物理量大小計算BS，S為與B垂直的面積21或BS或SBtBSt 高考總復習高考總復習物理物理注意若穿過某個面有方向相反的磁場，則不能直接用BS，應考慮相反

3、方向的磁通量相互抵消以后所剩余的磁通量開始和轉(zhuǎn)過180時平面都與磁場垂直，穿過平面的磁通量是不同的，一正一負，2BS，而不是零既不表示磁通量的大小，也不表示變化的多少，在 t圖象中用圖線的斜率表示高考總復習高考總復習物理物理2.理解感應電動勢與感應電流產(chǎn)生的區(qū)別只要在電路中有磁通量變化，無論電路是否閉合都能產(chǎn)生感應電動勢；而感應電流則需要閉合電路故感應電動勢的產(chǎn)生可先于感應電流，當要用電流時才把電路接通高考總復習高考總復習物理物理3公式En 與EBLv的區(qū)別和聯(lián)系En 是計算感應電動勢大小普遍適用的公式，應用的對象主要是整個閉合回路，即非切割磁感線而產(chǎn)生電磁感應的情況，它算出來的電動勢是t時間

4、內(nèi)的平均值如果磁通量是均勻變化的，則平均感應電動勢也等于瞬時感應電動勢如果不是均勻變化的，但當t0時，E的極限值也是瞬時感應電動勢公式中的n是獨立的量，即與線圈是一匝還是多匝有關故計算E時要分二部分認識：即n和 .EBLv是由En 推導出來的公式，應用對象是一段切割磁感線的導體，它算出的電動勢是切割磁感線的那部分導體所產(chǎn)生的感應電動勢，取瞬時速度時求出的是瞬時值，取平均速度時求出的是平均值t t t t 高考總復習高考總復習物理物理4明確感應電動勢的二種特殊情況中各公式的具體用法及應用時須注意的問題(1)導體切割磁感線運動產(chǎn)生的感應電動勢EBLv，應用此公式時B、L、v三個量必須是兩兩相互垂直

5、，若不垂直應轉(zhuǎn)化成相互垂直的有效分量進行計算，生硬地套用公式會導致錯誤有的注意到三者之間的關系，發(fā)現(xiàn)不垂直后，在不明白角含義的情況下用EBLvsin 求解，這也是不可取的處理這類問題，最好畫圖找B、L、v三個量的關系，如若不兩兩垂直則在圖上畫出它們兩兩垂直的有效分量，然后將有效分量代入公式EBLv求解；若導體棒是曲折的，則l要取與v垂直的有效長度(2)導體棒以端點為軸在垂直于磁感線的勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動，計算此時產(chǎn)生的感應電動勢須注意棒上各點的線速度不同，應用平均速度(即中點位置的線速度)來計算，所以E BL2.這里E反映的既是平均值，也是瞬時值12 高考總復習高考總復習物理物理高考總復習高考總

6、復習物理物理 如右圖所示，A為一固定的導體圓環(huán)，條形磁鐵B從左側(cè)無窮遠處沿圓環(huán)軸線移向圓環(huán)，穿過后移到右側(cè)無窮遠處如果磁鐵的移動是勻速的，則()A磁鐵移近圓環(huán)時受到圓環(huán)的斥力，離開圓環(huán)時受到圓環(huán)的引力B磁鐵的整個運動過程中，圓環(huán)中電流方向不變C磁鐵的中點通過環(huán)面時，圓環(huán)中電流為零D磁鐵的中點通過環(huán)面時，圓環(huán)中電流最大題型一磁通量變化及磁通量變化率等含義的理解高考總復習高考總復習物理物理解析：根據(jù)楞次定律的推廣意義：“來拒去留”知，磁鐵移近圓環(huán)時受到圓環(huán)的斥力，離開圓環(huán)時受到圓環(huán)的引力，選項A正確、B錯誤根據(jù)法拉第電磁感應定律知，磁鐵的中點通過環(huán)面時，磁感線是平行的，磁通量的變化率為零，感應電動

7、勢為零，故感應電流為零，選項C正確、D錯誤答案：AC點評：本題考查楞次定律、法拉第電磁感應定律的綜合應用能力關鍵要理解磁通量變化大小與磁通量變化率的區(qū)別高考總復習高考總復習物理物理題型訓練題型訓練1關于閉合電路中線圈的感應電動勢E、磁通量，磁通量的變化量及磁通量的變化率 、線圈的匝數(shù)N之間的關系，下列說法正確的是()A0時，E可能最大B很大時，E可能很小C. 0時，E可能不等于0DN越多，一定很大，故E也一定很大t t 高考總復習高考總復習物理物理解析：感應電動勢和磁通量的變化率成正比，不是和磁通量的多少成正比例如，有一個線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動，當線圈平面轉(zhuǎn)到和磁場垂直，即線圈內(nèi)磁通量達到最

8、大時，它的變化率卻最小，這時感生電動勢為零而當線圈轉(zhuǎn)到和磁場平行，即穿過線圈的磁通量為零時，磁通量的變化率卻達到最大，這時產(chǎn)生的感生電動勢達到最大值而與N無關答案：AB高考總復習高考總復習物理物理(1)En 往往用來求t時間內(nèi)的平均感應電動勢這樣，涉及過程量的計算要先用此公式確定閉合電路的電動勢，如計算一段時間通過導體橫截面的電量時，先用En 計算閉合電路的電動勢，再應用公式Iq/t求t時間內(nèi)通過某橫截面的電量(2)當t0時，En 等于瞬時感應電動勢這主要是在討論線圈在勻強磁場轉(zhuǎn)動的情況下電動勢瞬時值的問題發(fā)揮了作用這一點在本章第二單元第3課時電磁感應圖象及下一章復習交流電時進行研究題型二公式

9、En 的用法研究t t t t 高考總復習高考總復習物理物理 如右圖所示，兩條平行且足夠長的金屬導軌置于磁感應強度為B的勻強磁場中，B的方向垂直導軌平面兩導軌間距為L，左端接一電阻R，其余電阻不計長為2L的導體棒ab如圖所示放置， 開始時ab棒與導軌垂直，在ab棒繞a點緊貼導軌滑倒的過程中，試求通過電阻R的電荷量高考總復習高考總復習物理物理解析：根據(jù)法拉第電磁感應定律，得：通過R的平均電流：所以通過R的電荷量：答案：點評：由此看出通過電阻R的電荷量與時間無關，也即是說，與線圈的運動情況無關，只與磁通量的變化量及電路的總電阻有關EtBStB12L4L2L2t3BL22t IER3BL22tR q

10、It3BL22R. 3BL22R 高考總復習高考總復習物理物理 題型訓練題型訓練2如圖所示，閉合導線框的質(zhì)量可忽略不計，將它從如圖所示的位置勻速拉出勻強磁場若第一次用0.3 s時間拉出，通過導線截面的電量為q1，第二次用0.9 s時間拉出，通過導線截面的電量為q2.則()Aq1q2Bq1q2Cq1q2 D不能確定解析：根據(jù)例題得到的結論可得C正確答案：C高考總復習高考總復習物理物理 EBLv往往用來計算閉合電路中的部分導體做切割磁感線運動時的感應電動勢如果再結合此式計算閉合電路中的電流，求得的是瞬時電流；如果再結合安培力的公式FBIL計算該導體棒或與之串聯(lián)的另外一導體棒所受的安培力時，所求得的

11、也是瞬時安培力這對于分析處理導體做切割磁感線做變速運動的問題有很大的作用題型三公式EBLv的用法研究高考總復習高考總復習物理物理 水平面上兩根足夠長的金屬導軌平行固定放置，間距為L，一端通過導線與阻值為R的電阻連接；導軌上放一質(zhì)量為m的金屬桿(見圖甲)，金屬桿與導軌的電阻忽略不計；勻強磁場豎直向下用與導軌平行的恒定拉力F作用在金屬桿上，桿從靜止開始運動，最終將做勻速運動當改變拉力的大小時，相對應的勻速運動速度v也會變化，v與F的關系如圖乙已知m0.5 kg，L0.5 m，R0.5 ，取重力加速度g10 m/s2.(1)金屬桿在勻速運動之前做什么運動？(2)磁感應強度B為多大？(3)由v F圖線

12、的截距可求得什么物理量？其值為多少？高考總復習高考總復習物理物理圖甲 圖乙 高考總復習高考總復習物理物理解析：(1)加速度減小的加速運動(2)感應電動勢EBLv感應電流I 安培力FMBIL由圖線可知金屬桿受拉力、安培力和阻力作用，勻速時合力為零有： 所以：由圖線可以得到直線的斜率k2，所以 (3)由直線的截距可以求得金屬桿受到的阻力f，f2 N若金屬桿受到的阻力僅為動摩擦力，由截距可求得動摩擦因數(shù)0.4.答案：(1)加速度減小的加速運動 (2)1 T(3)由截距可求得動摩擦因數(shù)0.4ER B2L2vR FB2L2vRf vRB2L2(Ff) B RkL21 T 高考總復習高考總復習物理物理點評

13、：本題要注意過程的分析，即根據(jù)a ，隨著v的增大，a減小，故金屬桿做加速度減小的加速運動，到a0，即 時，金屬桿的速度值最大，以此做勻速直線運動本題還有一點要特別注意，每次作用力是恒力，但各次作用力不同，故最大速度值不同，才畫得v F圖卻不能以為每次作用力是變力而出錯FfB2L2vRm 高考總復習高考總復習物理物理 題型訓練題型訓練3如圖所示，豎直放置的U型導軌寬為L，上端串有電阻R(導軌其余部分電阻不計)，磁感應強度為B的勻強磁場垂直于紙面向外，金屬棒ab的質(zhì)量為m，與導軌接觸良好，不計一切摩擦從靜止釋放后ab保持水平下滑，試求ab下滑的最大速度vm.高考總復習高考總復習物理物理解析：釋放瞬

14、間ab只受重力作用，開始向下加速運動，隨著速度的增大，感應電動勢E、感應電流I、安培力F都隨之增大，加速度隨之減小當F增大到Fmg時，加速度變?yōu)榱悖@時ab達到最大速度根據(jù)法拉第電磁感應定律，有：EBLvm根據(jù)閉合電路歐姆定律，有：根據(jù)安培力公式，有：結合平衡關系，解得：答案：IER FBILB2L2vmR vmmgRB2L2 vmmgRB2L2 高考總復習高考總復習物理物理高考總復習高考總復習物理物理警示不能分清兩公式的用法 如右圖所示，在一個磁感應強度為B的勻強磁場中，有一彎成45角的金屬導軌，且導軌平面垂直磁場方向?qū)щ姲鬗N以速度v從導軌的O點處開始無摩擦地勻速滑動，速度v的方向與Ox方

15、向平行，導電棒與導軌單位長度的電阻為r，試確定回路中感應電動勢和感應電流隨運動時間t的表達式高考總復習高考總復習物理物理錯解：導電棒MN以速度v從O點向右移動，經(jīng)時間t到達圖示的位置這時回路中感應電動勢大小為電路中總電阻：Ob vt， ab vttan 45， Oa vtcos 45 2vt EtBStB12Ob abt12Bv2t， Rr( Ob ab Oa )vtr(2 2) IERBv2t2vtr2 2Bv22 2r. 高考總復習高考總復習物理物理分析糾錯：此解法錯誤的原因在于利用E 求出的是電動勢的平均值，而不是我們要求的電動勢的瞬時值由于兩者不對應，結果就不可能正確導電棒MN以速度v從O點向右移動，經(jīng)時間t到達圖示的位置這時切割磁感線的有效長度感應電動勢大小為EBLvBvtvtan 45Bv2t.電路中總電阻： 答案：點評：由此可看出，感應電動勢同時間成正比，而感應電流卻是恒量，與運動時間無關t Ob vt， ab vttan 45， Oa vtcos 45 2vt. Rr( Ob ab Oa )vtr(2 2) IBv2 2r 高考總復習高考總復習物理物理祝祝您您