法拉第電磁感應(yīng)定律專題復(fù)習(xí)學(xué)案

1、法拉第電磁感應(yīng)定律專題復(fù)習(xí)學(xué)案一、理論知識(shí) 愣次定律：增反減同。 右手螺旋定則：拇指：感應(yīng)磁場(chǎng)方向；四指環(huán)繞：電流方向。 右手定則：拇指：導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)方向；四指指向：電流方向；穿過手心：磁場(chǎng)方向 左手定則：拇指：安培力方向；四指指向：電流方向；穿過手心：磁場(chǎng)方向B 法拉第電磁感應(yīng)定律： E=n二nBS （適應(yīng)于閉合回路的磁感應(yīng)強(qiáng)度發(fā)生變化情況）心tAtE =BLv （適應(yīng)于導(dǎo)體棒平動(dòng)切割磁感線情況）va VbE =BLv,v - ,v=rw （適應(yīng)于導(dǎo)體棒轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁感線情況）2電路公式:'R總、F“ BILC=Q、卩“卞、QiF （恒定電流）牛頓第二定律：F合=ma運(yùn)動(dòng)學(xué)公式:1 2 2

2、 2v =v0 +at x = v0t + at ,v _v0 = 2ax ， 2動(dòng)能定理：1 2Wn - EK2 - EK1Ek mv2例1 如圖甲所示，用一根細(xì)線 -b繞成匝數(shù)為100匝的圓形線圈，其半徑為0.2m,電阻為r=2 Q將線圈豎直放置，導(dǎo)線-b與阻值為F=4Q的電阻連接成閉合回路，電阻兩端接電容為C=100卩F的電容器，線圈所在區(qū)域內(nèi)存在按圖乙規(guī)律變化的磁場(chǎng)，規(guī)定垂直線圈平面向外的方向?yàn)檎较?，不?jì)導(dǎo)線的電阻，求在0-2s內(nèi)，（1）線圈中的感應(yīng)電流方向.（2）閉合回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小.（3）通過電阻R上的電流大小.（4）電阻R上產(chǎn)生的熱量.（5）電容器上儲(chǔ)存的電荷變式1:

3、如圖，電阻不計(jì)的平行金屬導(dǎo)軌豎直放置，一根導(dǎo)體棒ab在平行直軌道上垂直導(dǎo)軌沿水平向左的方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，速度大小為 v,兩軌間距離均為 d,兩軌間充滿勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直紙面向里，內(nèi)外兩條軌道間用導(dǎo)線和電阻為R的電阻連接，導(dǎo)體棒和導(dǎo)線的電阻不計(jì)，電容器的電容為C，棒在平直導(dǎo)軌上移動(dòng)距離為L(zhǎng)的過程中，求：導(dǎo)體棒 ab中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向和回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小b變式2：如圖所示，電阻不計(jì)的平行金屬導(dǎo)軌豎直放置,當(dāng)導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)到圓弧導(dǎo)軌上時(shí)，棒與外圓軌道接觸點(diǎn)b的線速度大小為v，運(yùn)動(dòng)中棒的延長(zhǎng)線始終過圓心 0,兩軌間距離均為d，兩軌間充滿勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B,方向垂

4、直紙面向里，兩條軌道間用導(dǎo)線和電阻為R的電阻連接，棒在圓弧導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)時(shí) ，求：導(dǎo)體棒ab中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向和回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小變式3:若棒與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為-，則棒下滑的最大速度大小?6例2 .(2015年汕頭高二期末統(tǒng)考15題)如圖所示，處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的兩根足夠長(zhǎng)、電阻不計(jì)的平行光滑金屬導(dǎo)軌相距為1 m,導(dǎo)軌平面與水平面成0 = 30。角，下端連接阻值為R= 2Q的電阻.磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)軌平面向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.5T.質(zhì)量為0.2kg、電阻不計(jì)的金屬棒放在兩導(dǎo)軌上，棒與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸，金屬棒沿導(dǎo)軌由靜止開始2下滑，g取10m/s .(1) 判斷金屬棒下滑過程中產(chǎn)生的感

5、應(yīng)電流方向？(2) 求金屬棒下滑速度達(dá)到2m/s時(shí)的加速度大小?(3) 求金屬棒下滑的最大速度大??？變式4 將整個(gè)裝置和磁場(chǎng)均順時(shí)針轉(zhuǎn)過60° ，其它條件不變，求：金屬棒下滑速度達(dá)到 2m/s時(shí)的加速度大小和金屬棒下滑的最大速度大小日«o課后練習(xí)1、（多選）如圖所示，兩傾角為 0、間距為I的光滑金屬平行軌道，軌道間接有電阻 R,導(dǎo)軌電阻不計(jì)。軌道平面處 于垂直平面向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。有一質(zhì)量為 m長(zhǎng)為I、電阻為r的導(dǎo)體棒，從軌道上某處由靜止開 始下滑距離x時(shí)達(dá)最大速度。則從導(dǎo)體棒開始下滑到達(dá)到最大速度的過程中，下列說法中正確的是BIxa.通過導(dǎo)體棒的電量q

6、一-rmg sin vVm =°B. 導(dǎo)體棒最大速度BlQ =mg si nB（xC. 電路中產(chǎn)生的焦耳熱m2g(R+r)2sin 0)2B4l4D.導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)時(shí)間2 2B I x 丄m(R+r) mg sin v( R r) B2l22 2B LI? mgRs 岱Q大于離開磁場(chǎng)過程2、（多選）如圖所示，傾角為 0的光滑斜面上端放置一矩形導(dǎo)線框abed , ab邊的邊長(zhǎng)為口，ad邊的邊長(zhǎng) 為L(zhǎng)2,導(dǎo)線框的質(zhì)量為m電阻為R斜面上ef線和gh線（ef、gh平行底邊）之間有垂直斜面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,ef和gh的距離為L(zhǎng)3 （L3> L2）。如果導(dǎo)線框從靜止釋放，恰能加

7、速進(jìn)入磁場(chǎng)，勻速離開磁場(chǎng)，導(dǎo)線框的ab邊始終平行于底邊。則下列說法正確的是A. 導(dǎo)線框進(jìn)入磁場(chǎng)的過程中速度增大得越來越快B. 導(dǎo)線框進(jìn)入磁場(chǎng)過程中，感應(yīng)電流的方向?yàn)閍bedaC. 導(dǎo)線框勻速離開磁場(chǎng)所經(jīng)歷的時(shí)間為D. 導(dǎo)線框進(jìn)入磁場(chǎng)過程中產(chǎn)生的焦耳熱 中產(chǎn)生的焦耳熱Q3. （14分）如圖乙所示，一個(gè)電阻r =1Q，匝數(shù)為100匝的正方形，線圈的邊長(zhǎng)為L(zhǎng)=0.1m線圈與阻值R=3Q的電阻連接成閉合回路線圈所在正方形區(qū)域內(nèi)存在垂直于線圈平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖線如圖甲所示，不計(jì)導(dǎo)線的電阻求t=0至t=0.1s時(shí)間內(nèi). 閉合回路產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小？（2）通過電阻F上的電

8、流方向和大小？ （3）通過電阻R上產(chǎn)生的熱量？N占4、如圖所示，間距為 L的兩條足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN PQ與水平面夾角a =30，下端N Q間連接一阻值為R的電阻。導(dǎo)軌上有一個(gè)正方形區(qū)間abed， cd以下存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B方向垂直導(dǎo)軌平面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。長(zhǎng)度為L(zhǎng)、電阻為r的金屬棒與導(dǎo)軌基礎(chǔ)良好且垂直導(dǎo)軌放置，金屬棒從ab位置由靜止釋放，當(dāng)金屬棒通過ed時(shí)恰好做勻速運(yùn)動(dòng)，已知重力加速度為 g，不計(jì)金屬導(dǎo)軌的電阻，求：（1）判斷金屬棒進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向及感應(yīng)電 流大??？（ 2）金屬棒的質(zhì)量；（3）金屬棒在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)距離 L時(shí)電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱；5. （2014廣州一模）（

9、18分）如圖，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直銅環(huán)所在的平面，導(dǎo)體棒a的一端固定在銅環(huán)的圓心 0處，另一端緊貼圓環(huán)，可繞 O勻速轉(zhuǎn)動(dòng)通過電刷把銅環(huán)、環(huán)心與兩豎直平行金屬板P、Q連接成如圖所示的電路，R、R2是定值電阻.帶正電的小球通過絕緣細(xì)線掛在兩板間M點(diǎn)，被拉起到水平位置；合上開關(guān)K，無初速度釋放小球，小球沿圓弧經(jīng)過M點(diǎn)正下方的N點(diǎn)到另一側(cè).已知：磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B; a的角速度大小為 3,長(zhǎng)度為I，電阻為r; R!=R2=2r，銅環(huán)電阻不計(jì)；P、Q兩板間距為 d;帶電的質(zhì)量為 m、電量為q;重力加速度為g.求:（1）a勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的方向；（2）P、Q間電場(chǎng)強(qiáng)度E的大??；（3）小球通過N點(diǎn)時(shí)對(duì)細(xì)線拉力T的大小.課堂練

10、習(xí)B2例1、解：(1 )由法拉第電磁感應(yīng)定律，閉合回路產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為：E=nn S = 12.56m2AtAt(2) 由愣次定律，通過電阻 Rh的電流方向?yàn)椋喉槙r(shí)針方向，電流大小為：| =E=3 14AR(3) 在這2s內(nèi)通過電阻R上產(chǎn)生的熱量為：Q = I 2Rt二78.9J(4)電容器上儲(chǔ)存的電荷量為：Q =CE =1.256>dOCB小結(jié)：1、線圈靜止，磁場(chǎng)靜止時(shí)，求感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)用：E二nn B SLt Lt2、解題步驟：I感一一電路圖一一電路方程一一解方程 變式1：解：棒在平直導(dǎo)軌上移動(dòng)距離為 L所用的時(shí)間為：t = Lv由法拉第電磁感應(yīng)定律，閉合回路產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為

11、：E = BLv變式2：解：(1)導(dǎo)體棒在圓軌道上運(yùn)動(dòng)的角速度為：w二-2d由法拉第電磁感應(yīng)定律，閉合回路產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為：E = Bd v = Bd Va * = Bd dW V = 3 Bdv224例2 (1)由右手定則判斷金屬棒中的感應(yīng)電流方向?yàn)橛蒩到b(2)金屬棒下滑速度達(dá)到時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為感應(yīng)電流為金屬棒受到的安培力為匕沆由牛頓第二定律得：mg sin v - F = ma解得： a=3.75m/s2B|v(3)金屬棒下滑的最大速度時(shí)其受力平衡：mgsinv-BIjL, h1聯(lián)立以上兩式得R金屬棒下滑的最大速度大小為 v =8m/s拓展2：解：金屬棒下滑的最大速度時(shí)其受力平

12、衡:mgsin ： - BI2L "mgcos , 12BLvmR聯(lián)立以上兩式得金屬棒下滑的最大速度大小為：v2 =4m/s變式4、解：（1）解：金屬棒下滑速度達(dá)到2m/s時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E二BLv感應(yīng)電流丨=!_R金屬棒受到的安培力F安二BIL由牛頓第二定律得:mg - F安=ma得加速度大?。篴= 5m/ s2（2）金屬棒下滑到最大速度時(shí)其受力平衡:mg=BhLEiEi = BLvi聯(lián)立得，金屬棒下滑的最大速度：v =4m/s小結(jié)：棒在豎直面切割磁感線時(shí)，摩擦力為零。課后練習(xí)1CD2BC3.（ 14 分）（1）由法拉第電磁感應(yīng)定律得感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為L(zhǎng) ME =n2=AB L2從圖象

13、可知:（2）代數(shù)據(jù)得E由楞次定律知該電流由笑（1 分）=2V=2T/s（2 分）由閉合電路的歐姆定律M向N通過R （ 4分）E聯(lián)立以上幾式解得：通過（3）由焦耳定律得在0.1s時(shí)間內(nèi)1 分）R rR的電流大小為I= 0.5 A （2分）R產(chǎn)生的熱量Q =|2Rt=0.075J （2 分）4、（ 1）感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針方向。ma二mg si n二2aL =v2E = BLv I = E聯(lián)立得R（2）金屬棒通過聯(lián)立可以得到:cd時(shí)恰好做勻速運(yùn)動(dòng)，則其受力平衡， mg si- BIL聯(lián)立得金屬棒的質(zhì)量為B2L2 .2L mRgsin）（3）金屬棒在磁場(chǎng)中勻速運(yùn)動(dòng)距離L所用的時(shí)間為：t =- -Lv j2LgsinB2B2L3 . 2Lsin v電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為：Q=| RtR5. （18分）解析：（1）依題意，小球從水平位置釋放后，能沿圓弧向下擺動(dòng)，故小球受到電場(chǎng)力的方向水平向右, 板帶負(fù)電。由右手定則可知，導(dǎo)體棒a順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。（2分）（2）導(dǎo)體棒a轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁感線，由法拉第電磁感應(yīng)定律得電動(dòng)勢(shì)大?。篜板帶正電，Q由閉合電路歐姆定律:2Bl2 （ 2分，若缺中間推導(dǎo)式只得1分）At笑（2分）由歐姆定律可知，PQ的電壓為：Upq= |