法拉第电磁感应定律（教案加习题）.docVIP

第二节 法拉第电磁感应定律 ——感应电动势的大小 教学目的：掌握法拉第电磁感应定律，会求其大小 教学重点：法拉第电磁感应定律 教学难点：法拉第电磁感应定律的应用 教学方法： 课型： 教具：电磁感应演示仪 教 学 过 程 组织教学： 复习提问：电磁感应现象产生的条件 新课教学： 一、感应电动势： 1、定义：在电磁感应现象中产生的电动势叫做感应电动势。 2、注意：1）产生感应电动势的那部分导体相当于电源； 2）在电源的内部电流的方向是由低电势到高电势。 二、法拉第电磁感应定律： 1、内容：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。这就是法拉第电磁感应定律。 2、公式： 其中：E ~ 感应电动势的大小；N ~ 线圈的匝数； ~ 磁通量的变化率。 单位：伏特，V；1伏特=1韦/秒 3、导出式： 1）当导线垂直平移切割磁感线时：E=BLV 推导：如图所示，已知磁感应强度B、导线的长度L、以速度V向右运动，在(t时间内由ab移到a1b1； i、利用法拉第电磁感应定律 ii、利用能的转化和守恒定律可知，导线匀速切割时，外力克服磁场力所做的功等于感应电流的功，即： 当速度与磁感应强度不垂直时，设夹角为(，则： iii、关于导体的有效长度问题 2）当导线围绕其一端旋转切割磁感线时： 3）矩形线框在磁场中匀速转动时： 说明：Em只与S大小有关，而与线框的形状无关；与转轴的位置无关。 4）瞬时感应电动势： 如果从中性面开始转动： 三、典型例题分析： 例1、用均匀导线做成的正方形线框边长为0.2m，正方形的一半放在垂直纸面向里的匀强磁场中。如图所示，当磁场以每秒10特的变化率增强时，求线框中点a、b的电势差。 例2、如图所示，AB、CD是两根足够长的固定平行金属导轨，两导轨间的距离为L，导轨平面与水平面的夹角为(，在整个导轨平面内都有垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度为B。在导轨的AC端连接一个阻值为R的电阻，一根垂直于导轨放置的金属棒ab，质量为m，从静止开始沿导轨下滑，求ab棒的最大速度。 例3、如图所示，均匀圆形导体环的直径上固定一金属细棒ab，圆心O处为一转轴，匀强磁场边界cd通过圆心，已知B=0.2T，环的半径r=0.1m，圆环总电阻为0.4(，直棒的电阻为0.1(，圆环以(=100rad/s绕轴匀速转动。求：1）当ao进入磁场后，产生的感应电动势的大小；2)当ao进入磁场后，通过bo电流的大小和方向；3）维持圆环转动的外力矩的大小。 例4、如图所示，由均匀电阻丝做成的矩形线圈的电阻为R，ab=cd=L1，bc=ad=L2。线圈以速度V匀速穿过匀强磁场区域，磁感应强度为B，磁场宽度为D（DL2）。1）画出通过线圈的磁通量随时间变化的图象；2）求线圈的感应电动势；3）求线圈产生的焦耳热。 课后检测题 一、选择题 1．如图所示，竖直放置的长直导线通以恒定电流，有一矩形线框与导线在同一平面内，在下列情况中能产生感应电流的是 （ ） A．直导线中电流强度变大 B．线框向右平动 C．线框向下平动 D．线框以ab边为轴转动 E．线框以直导线为轴转动 2、关于电磁感应中感应电动势的大小表述是正确的是 （ ） 穿过某导体框的磁通量为零时，该线框中的感应电动势一定为零 穿过线框的磁通量越大，该线框中的感应电动势就一定越大 穿过线框的磁通量变化越大，该线框中的感应电动势就一定越大 穿过线框的磁通量的变化率越大，该线框中的感应电动势就一定越大 3．如图，闭合金属线圈a悬挂在通电长直导线b的正上方，且和b在同一竖直平面内，当b中的电流强度突然减小时，下列说法正确的是 （ ） A．线圈a中产生顺时针方向的电流，悬线张力变小 B．线圈a中产生顺时针方向的电流，悬线张力增大 C．线圈a中产生逆时针方向的电流，悬线张力变小 D．线圈a中产生逆时针方向的电流，悬线张力增大 4、如图所示，导体AB的长为2R，绕O点以角速度w转动，OB为R且OAB三点在一条直线上，有一匀强磁场磁感应强度为B，充满转动平面且与转动平面垂直，那么AB两端的电势差为（ ） BωR2 /2 B、 2BωR2 C