2022年高中物理 模塊要點回眸 第4點 感應電動勢兩個公式的區(qū)別與聯(lián)系 教科版選修3-2

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1、2022年高中物理 模塊要點回眸 第4點 感應電動勢兩個公式的區(qū)別與聯(lián)系 教科版選修3-2 應用E=n或E=BLv求感應電動勢是一個重難點內容,在解題時若能合理選取公式,將為解題帶來極大的便利.弄清兩個公式的區(qū)別和聯(lián)系是突破這一難點的關鍵. 1.研究對象不同:E=n是一個回路;E=BLv是一段直導線(或能等效為直導線). 2.適用范圍不同:E=n具有普遍性,無論什么方式引起Φ的變化都適用;而E=BLv只適用于一段導線切割磁感線的情況. 3.條件不同:E=n中不一定是勻強磁場;E=BLv只適用于勻強磁場. 4.物理意義不同:E=n求解的是Δt時間內的平均感應電動勢;E=BLv既能求導體

2、做切割磁感線運動的平均感應電動勢(v為平均速度),也能求瞬時感應電動勢(v為瞬時速度). 特別提醒 (1)Φ、ΔΦ、的大小與線圈的匝數(shù)n無關. (2)公式E=n是求解回路某段時間內平均感應電動勢的最佳選擇. 特例:通過回路橫截面的電荷量q=Δt=Δt=. 對點例題 如圖1所示,半徑為a的圓形區(qū)域內有勻強磁場,磁感應強度B=0.2 T,磁場方向垂直紙面向里,半徑為b的金屬圓環(huán)與磁場同心放置,磁場與環(huán)面垂直,其中a=0.4 m,b=0.6 m,圓環(huán)上分別接有燈泡L1、L2,一金屬棒MN與圓環(huán)接觸良好,金屬棒與圓環(huán)的電阻均不計. 圖1 (1)若金屬棒以5 m/s的速率在圓環(huán)上向右勻速

3、滑動,求金屬棒滑過圓環(huán)直徑的瞬間,金屬棒中的感應電動勢; (2)撤去中間的金屬棒MN,將右邊的半圓環(huán)以OO′為軸向上翻轉90°,若此后磁場隨時間均勻變化,其變化率為= T/s,求此時的感應電動勢. 解題指導 (1)若金屬棒以5 m/s的速率在圓環(huán)上向右勻速滑動,金屬棒滑過圓環(huán)直徑的瞬間,產生的感應電動勢為 E1=B·2a·v=0.2×0.8×5 V=0.8 V (2)磁場隨時間均勻變化,此時的感應電動勢為 E2= =S=πa2·=0.32 V. 答案 (1)0.8 V (2)0.32 V 思路點撥 1.一般情況下,E=n只能用來求平均感應電動勢;而E=BLv既可求平均感應電動勢,

4、也可求瞬時感應電動勢. 2.一般情況下,由磁場變化引起的感應電動勢用E=n求解;而由導體運動產生的感應電動勢用E=BLv求解. 如圖2所示,矩形金屬框置于勻強磁場中,ef為一導體棒,可在ab與cd間滑動并接觸良好.設磁感應強度為B,ac長為L,在Δt時間內導體棒向左勻速滑過距離Δd,由法拉第電磁感應定律E=n可知,下列說法正確的是 (  ) 圖2 A.當ef向左滑動過程中,左側面積減少LΔd,右側面積增加LΔd,因此E= B.當ef向左滑動過程中,左側面積減少LΔd,右側面積增加LΔd,互相抵消,因此E=0 C.在公式E=n中,在切割磁感線情況下,ΔΦ=BΔS,ΔS應是導體棒切割磁感線掃過的面積,因此E= D.在切割磁感線的情況下,只能用E=BLv計算,不能用E=n計算 答案 C

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