魯科版選修32 感應(yīng)電動勢與電磁感應(yīng)定律 第1課時 學(xué)案.doc

1.2感應(yīng)電動勢與電磁感應(yīng)定律 學(xué)案1在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢，叫做感應(yīng)電動勢產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的那部分導(dǎo)體就相當(dāng)于電源，導(dǎo)體的電阻相當(dāng)于電源的內(nèi)阻2電路中感應(yīng)電動勢的大小，跟穿過這一電路的磁通量變化率成正比，表達(dá)式e(單匝線圈)，en(多匝線圈)當(dāng)導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢時eblv(b、l、v兩兩垂直)，eblvsin_(vl但v與b夾角為)3關(guān)于感應(yīng)電動勢，下列說法中正確的是()a電源電動勢就是感應(yīng)電動勢b產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源c在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中沒有感應(yīng)電流就一定沒有感應(yīng)電動勢d電路中有電流就一定有感應(yīng)電動勢答案b解析電源電動勢的來源很多，不一定是由于電磁感應(yīng)產(chǎn)生的，所以選項a錯誤；在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，如果沒有感應(yīng)電流，也可以有感應(yīng)電動勢，c錯誤；電路中的電流可能是由化學(xué)電池或其它電池作為電源提供的，所以有電流不一定有感應(yīng)電動勢4穿過一個單匝線圈的磁通量始終保持每秒鐘均勻地減少2 wb，則()a線圈中感應(yīng)電動勢每秒鐘增加2 vb線圈中感應(yīng)電動勢每秒鐘減少2 vc線圈中無感應(yīng)電動勢d線圈中感應(yīng)電動勢保持不變答案d5一根導(dǎo)體棒ab在水平方向的勻強(qiáng)磁場中自由下落，并始終保持水平方向且與磁場方向垂直如圖1所示，則有()圖1auab0buaub，uab保持不變cuaub，uab越來越大duaua，由uabeblv及棒自由下落時v越來越大，可知uab越來越大，d項正確b，所以ubua，由uabeblv及棒自由下落時v越來越大，可知uab越來越大，d項正確【概念規(guī)律練】知識點一公式en的理解1一個200匝、面積為20 cm2的線圈，放在磁場中，磁場的方向與線圈平面成30角，若磁感應(yīng)強(qiáng)度在0.05 s內(nèi)由0.1 t增加到0.5 t，在此過程中穿過線圈的磁通量的變化量是_wb；磁通量的平均變化率是_wb/s；線圈中感應(yīng)電動勢的大小是_v.答案410481031.6解析磁通量的變化量是由磁場的變化引起的，應(yīng)該用公式bssin 來計算，所以bssin (0.50.1)201040.5 wb4104 wb磁通量的變化率為 wb/s8103 wb/s，感應(yīng)電動勢的大小可根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得en2008103 v1.6 v點評要理解好公式en，首先要區(qū)分好磁通量，磁通量的變化量，磁通量的變化率，現(xiàn)列表如下：物理量單位物理意義計算公式磁通量wb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bs磁通量的變化量wb表示在某一過程中穿過某一面積的磁通量變化的多少21磁通量的變化率wb/s表示穿過某一面積的磁通量變化的快慢特別提醒(1)對、而言，穿過一匝線圈和穿過n匝是一樣的，而感應(yīng)電動勢則不一樣，感應(yīng)電動勢與匝數(shù)成正比(2)磁通量和磁通量的變化率的大小沒有直接關(guān)系，很大時，可能很小，也可能很大；0時，可能不為零2下列說法正確的是()a線圈中磁通量變化越大，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢一定越大b線圈中磁通量越大，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢一定越大c線圈處在磁場越強(qiáng)的位置，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢一定越大d線圈中磁通量變化得越快，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢越大答案d解析線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢en，即e與成正比，與或的大小無直接關(guān)系磁通量變化得越快，即越大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢越大，故只有d正確點評正確理解決定感應(yīng)電動勢大小的因素是磁通量的變化率，這是分析本題的關(guān)鍵知識點二公式eblvsin 的理解3如圖2所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為1 t的勻強(qiáng)磁場中，一根跟磁場垂直長20 cm的導(dǎo)線以2 m/s的速度運(yùn)動，運(yùn)動方向垂直導(dǎo)線與磁感線成30 角，則導(dǎo)線中的感應(yīng)電動勢為_圖2答案0.2 v解析eblvsin 30(10.22sin 30) v0.2 v點評(1)當(dāng)導(dǎo)體平動垂直切割磁感線時，即b、l、v兩兩垂直時(如圖所示)eblv.(2)當(dāng)導(dǎo)體平動但不垂直切割磁感線時即v與b有一夾角，如右圖所示，此時可將導(dǎo)體的速度v向垂直于磁感線和平行于磁感線兩個方向分解，則分速度v2vcos 不使導(dǎo)體切割磁感線，使導(dǎo)體切割磁感線的是分速度v1vsin ，從而使導(dǎo)體產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為：eblv1blvsin .特別提醒不要死記公式，要理解含意vsin 是導(dǎo)體切割磁感線的速度圖34如圖3所示，mn、pq為兩條平行放置的金屬導(dǎo)軌，左端接有定值電阻r，金屬棒ab斜放在兩導(dǎo)軌之間，與導(dǎo)軌接觸良好，磁感應(yīng)強(qiáng)度為b的勻強(qiáng)磁場垂直于導(dǎo)軌平面，設(shè)金屬棒與兩導(dǎo)軌接觸點之間的距離為l，金屬棒與導(dǎo)軌間夾角為60，以速度v水平向右勻速運(yùn)動，不計導(dǎo)軌和棒的電阻，則流過金屬棒中的電流為()ai bici di答案b解析本題考查公式eblvsin .公式eblv適用于b、l、v三者互相垂直的情況，本題b與l，b與v是相互垂直的，但l與v不垂直，故取l垂直于v的長度lsin 即有效切割長度，所以eblvsin 60blv，由歐姆定律i得i.故正確答案為b.點評當(dāng)l與v不垂直時，要找出有效切割長度【方法技巧練】電動勢公式en和eblvsin 的選用技巧5如圖4所示，兩根相距為l的平行直導(dǎo)軌abdc，bd間連有一固定電阻r，導(dǎo)軌電阻可忽略不計mn為放在ab和dc上的一導(dǎo)體桿，與ab垂直，其電阻也為r.整個裝置處于勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為b，磁場方向垂直于導(dǎo)軌所在平面(指向圖中紙面內(nèi))現(xiàn)對mn施力使它沿導(dǎo)軌方向以速度v做勻速運(yùn)動令u表示mn兩端電壓的大小，則()圖4auvbl，流過固定電阻r的感應(yīng)電流由b到dbuvbl，流過固定電阻r的感應(yīng)電流由d到bcuvbl，流過固定電阻r的感應(yīng)電流由b到dduvbl，流過固定電阻r的感應(yīng)電流由d到b答案a解析此回路的感應(yīng)電動勢有兩種求法：(1)因b、l、v兩兩垂直可直接選用eblv得evbl(2)可由法拉第電磁感應(yīng)定律e求解因在t時間內(nèi)，桿掃過的面積slvt所以回路磁通量的變化bsblvt由e得eblv題目中的導(dǎo)體棒相當(dāng)于電源，其電動勢eblv，其內(nèi)阻等于r，則u，電流方向可以用右手定則判斷，a正確方法總結(jié)求解導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動產(chǎn)生大小不變的感應(yīng)電動勢的問題時，兩個公式都可使用6如圖5所示，a、b兩個閉合線圈用同樣的導(dǎo)線制成，匝數(shù)都為10匝，半徑ra2rb，圖示區(qū)域內(nèi)有磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻減小的勻強(qiáng)磁場，則a、b線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢之比為eaeb_，線圈中的感應(yīng)電流之比為iaib_.圖5答案1112解析a、b兩環(huán)中磁通量的變化率相同，線圈匝數(shù)相同，由en可得eaeb11；又因為r，故rarb21，所以iaib12.方法總結(jié)當(dāng)導(dǎo)體和磁場間無相對運(yùn)動時，磁通量的變化完全是由磁場的變化引起的，感應(yīng)電動勢的計算只能采用公式en.7如圖6所示，圓形金屬線框半徑r0.5 m，圓形線框平面垂直于磁場方向放置，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度b1.0 t，現(xiàn)把圓形線框翻轉(zhuǎn)180，所用時間t0.2 s，則這段時間內(nèi)線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為多大？如果金屬導(dǎo)線的電阻率1.0107 m，導(dǎo)線的橫截面積s01.0107 m2，則圓形線框內(nèi)產(chǎn)生的平均感應(yīng)電流為多大？圖6答案7.85 v2.5 a解析本題考查磁通量、感應(yīng)電動勢在時間t內(nèi)磁通量的變化量為21br2(br2)2r2b.在t時間內(nèi)產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動勢e v7.85 v線圈的電阻r 3.14 所以線圈中的平均電流i a2.5 a方法總結(jié)若產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因是線圈面積變化，則可直接應(yīng)用公式en.8如圖7所示，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為b，方向豎直向下，在磁場中有一邊長為l的正方形導(dǎo)線框，ab邊質(zhì)量為m，其余邊質(zhì)量不計，cd邊有固定的水平軸，導(dǎo)線框可以繞其轉(zhuǎn)動；現(xiàn)將導(dǎo)線框拉至水平位置由靜止釋放，不計摩擦和空氣阻力，金屬框經(jīng)過時間t運(yùn)動到豎直位置，此時ab邊的速度為v，求：圖7(1)此過程中線框產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動勢的大小；(2)線框運(yùn)動到豎直位置時線框感應(yīng)電動勢的大小答案(1)(2)blv解析(1)1bsbl