【金牌學(xué)案】年高中物理 第四章 4 法拉第電磁感應(yīng)定律 選修32

4法拉第電磁感應(yīng)定律知識點(diǎn)1感應(yīng)電動勢

1．感應(yīng)電動勢：電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢叫做感應(yīng)電動勢，而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源． 2．產(chǎn)生的條件：不論電路閉合與否，只要穿過它的磁通量發(fā)生變化，就會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢；如果電路閉合，電路中就有感應(yīng)電流．磁通量Φ磁通量變化量ΔΦ磁通量變化率物理意義表示某時刻或某位置時穿過某一面積的磁感線條數(shù)的多少表示在某一過程中穿過某一面積磁通量變化的多少表示穿過某一面積的磁通量變化的快慢大小計算Φ＝BS⊥

，S⊥為與B垂直的面積ΔΦ＝Φ2－Φ1，ΔΦ＝BΔS或ΔΦ＝SΔB注意若某個面有方向相反的磁場穿過，則不能直接用Φ＝BS⊥

，應(yīng)考慮相反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(fù)，ΔΦ＝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Φ－t圖象中用圖線的斜率表示知識點(diǎn)2法拉第電磁感應(yīng)定律知識點(diǎn)3導(dǎo)體切割磁感線的感應(yīng)電動勢

1．一部分導(dǎo)體在勻強(qiáng)磁場中做切割磁感線運(yùn)動時產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的計算公式 (1)E＝BLv(B⊥L、v⊥L、v⊥B)． (2)E＝BLvsinθ(不滿足兩兩互相垂直，比如：B⊥L、v⊥L、v與B有夾角θ)． (3)如果BLv中任意兩個量平行，則導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動時不切割磁感線，E＝0. 2．反電動勢：通電導(dǎo)體在磁場力的作用下運(yùn)動時切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢，削弱電源電動勢作用，叫做反電動勢．電源電動勢正是克服這個電動勢，使得導(dǎo)體運(yùn)動，將電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能．E＝BLvsinθ區(qū)別求的是Δt時間內(nèi)的平均感應(yīng)電動勢，E與某段時間或某個過程相對應(yīng)求的是瞬時感應(yīng)電動勢，E與某個時刻或某個位置相對應(yīng)求的是整個回路的感應(yīng)電動勢．整個回路的感應(yīng)電動勢為零時，其回路中某段導(dǎo)體的感應(yīng)電動勢不一定為零求的是回路中一部分導(dǎo)體切割磁感線時產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢由于是整個回路的感應(yīng)電動勢，因此電源部分不容易確定由于是一部分導(dǎo)體切割磁感線的運(yùn)動產(chǎn)生的，該部分就相當(dāng)于電源聯(lián)系公式E＝n和E＝BLvsinθ是統(tǒng)一的，當(dāng)Δt→0時，E為瞬時感應(yīng)電動勢，而公式E＝BLvsinθ中的v若代入平均值，則求出的E為平均感應(yīng)電動勢

【例1】如圖4－4－1所示，有一夾角為θ的金屬角架，角架所圍區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場中，磁場的磁感強(qiáng)度為B，方向與角架所在平面垂直，一段直導(dǎo)線ab，從角頂c貼著角架以速度v向右勻速運(yùn)動，求：圖4－4－1

(1)t時刻角架的瞬時感應(yīng)電動勢； (2)t時間內(nèi)角架的平均感應(yīng)電動勢．

解：(1)導(dǎo)線ab從頂點(diǎn)c向右勻速運(yùn)動，切割磁感線的有效長度de隨時間變化，設(shè)經(jīng)時間t，ab運(yùn)動到de的位置，則

de＝cetanθ＝vttanθ t時刻的瞬時感應(yīng)電動勢為E＝BLv＝Bv2ttanθ. (2)t時間內(nèi)平均感應(yīng)電動勢為

1．(雙選)如圖4－4－2所示，長為L的直導(dǎo)線ab放在相互平行的金屬導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌寬為d，導(dǎo)線ab運(yùn)動的速度為v，方向垂直于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，磁場的方向垂直紙面)BD向外，ab與導(dǎo)軌的夾角為θ，則回路中的電動勢為( 圖4－4－2A．BLvB．BLvsinθC．BdvsinθD．Bdv的應(yīng)用題型1公式E＝nΔΦ

Δt

【例2】如圖4－4－3甲所示，圓形線圈M的匝數(shù)為50匝，它的兩個端點(diǎn)a、b與理想電壓表相連，線圈中磁場方向如圖，線圈中磁通量的變化規(guī)律如圖乙所示，則ab兩點(diǎn)的電勢高低與電壓表讀數(shù)為()圖4－4－3A．Φa>Φb，20VC．Φa<Φb，20VB．Φa>Φb，10VD．Φa<Φb，10V解析：由題意可知，線圈M的磁場的磁通量隨時間均勻增加，則E＝nΔΦ

Δt＝50×－28×10 0.4V＝10V．由楞次定律可知，此時感應(yīng)電流的磁場與原磁場反向，由右手螺旋定則可以看出，此時a點(diǎn)的電勢較高．

答案：B

2．如圖4－4－4所示，半徑為r的金屬環(huán)繞通過某直徑的軸OO′，以角速度ω做勻速轉(zhuǎn)動，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，從金屬環(huán)面與磁場方向重合時開始計時，則在金屬環(huán)轉(zhuǎn)過30°角的過程中圓環(huán)產(chǎn)生的電動勢的平均值是多大？圖4－4－4題型2公式E＝BLvsinθ的應(yīng)用

【例3】如圖4－4－5所示把線框abcd從磁感應(yīng)強(qiáng)度為B

的勻強(qiáng)磁場中勻速拉出，速度方向與ab邊垂直向左，速度的大小為v，線圈的邊長為L，每邊的電阻為R，問線圈在運(yùn)動過程中(線框abcd都沒有離開磁場)，ab兩點(diǎn)的電勢差為多少；電路中的電流為多少？

解：當(dāng)線框abcd整個在磁場的時候，穿過線圈的磁通量不變，無感應(yīng)電流，而Uab＝E＝BLv.圖4－4－5

3．把總電阻為2R的均勻電阻絲焊接成一半徑為a的圓環(huán)，水平固定在豎直向下，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，如圖4－4－6所示，一長度為2a，電阻等于R，粗細(xì)均勻的金屬棒MN放在圓環(huán)上，它與圓環(huán)始終保持良好的接觸．當(dāng)金屬棒以恒定速度v向右移動經(jīng)過環(huán)心O時，求：圖4－4－6(1)流過棒的電流的大小、方向及棒兩