高中物理 1.4 法拉第電磁感應(yīng)定律課時(shí)訓(xùn)練課件 粵教版選修3-2.ppt

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目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)導(dǎo)引,目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)導(dǎo)引,一,二,三,一、影響感應(yīng)電動(dòng)勢大小的因素 1.感應(yīng)電動(dòng)勢 在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢叫做感應(yīng)電動(dòng)勢.產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源.在產(chǎn)生感應(yīng)電流的電路中,即使電路不閉合,沒有感應(yīng)電流,感應(yīng)電動(dòng)勢依然存在. 2.磁通量的變化率 磁通量的變化率表示磁通量的變化快慢,用 表示,其中ΔΦ表示磁通量的變化量,Δt表示變化ΔΦ所用的時(shí)間.,,,,,目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)導(dǎo)引,一,二,三,如圖所示,半徑為r的金屬環(huán)繞通過直徑的軸OO以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng),勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,從線圈平面與磁場方向平行時(shí)開始計(jì)時(shí),則在轉(zhuǎn)過30的過程中,穿過線圈的磁通量的變化量是多少?磁通量的變化率呢?,目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)導(dǎo)引,一,二,三,二、法拉第電磁感應(yīng)定律 1.內(nèi)容 電路中感應(yīng)電動(dòng)勢的大小,跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比,這就是法拉第電磁感應(yīng)定律. 2.表達(dá)式 ,其中n為線圈的匝數(shù). 3.電動(dòng)勢E的單位:伏特,符號:V.,速度的變化率叫加速度,感應(yīng)電動(dòng)勢的大小與磁通量的變化率成正比.感應(yīng)電動(dòng)勢與磁通量的關(guān)系、加速度與速度的關(guān)系能否進(jìn)行類比? 答案：可以進(jìn)行類比.當(dāng)磁通量大時(shí),磁通量的變化量不一定大;磁通量的變化量大時(shí),磁通量的變化率不一定大.,,,,目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)導(dǎo)引,一,二,三,三、感應(yīng)電動(dòng)勢的另一種表述 導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的電動(dòng)勢 導(dǎo)體在勻強(qiáng)磁場中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí),若磁場、導(dǎo)體和運(yùn)動(dòng)速度兩兩垂直,產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢的大小等于磁感應(yīng)強(qiáng)度、切割磁感線的導(dǎo)體長度、導(dǎo)體切割磁感線的速度三者的乘積.數(shù)學(xué)表達(dá)式為E=BLv .若運(yùn)動(dòng)速度v與導(dǎo)體的長度L之間的夾角為θ,則感應(yīng)電動(dòng)勢的數(shù)學(xué)表達(dá)式為E=BLvsin θ. 勻強(qiáng)磁場B中,有一長度為L的導(dǎo)體棒做切割磁感線運(yùn)動(dòng),速度為v(如圖所示),求導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢.,答案：BLv,,,,,知識(shí)精要,思考探究,典題例解,一,二,遷移應(yīng)用,一、法拉第電磁感應(yīng)定律 1.感應(yīng)電動(dòng)勢的大小,磁通量的變化率是Φ-t圖象上某點(diǎn)切線的斜率大小.,知識(shí)精要,思考探究,典題例解,一,二,遷移應(yīng)用,3.Φ、ΔΦ與 三者之間的關(guān)系,一,二,知識(shí)精要,思考探究,典題例解,遷移應(yīng)用,磁通量為零,感應(yīng)電動(dòng)勢也為零嗎? 答案：感應(yīng)電動(dòng)勢正比于磁通量的變化率,與磁通量大小沒有必然聯(lián)系.當(dāng)磁通量在變化過程中為零時(shí),感應(yīng)電動(dòng)勢不一定為零.,一,二,知識(shí)精要,思考探究,典題例解,遷移應(yīng)用,【例1】一個(gè)面積S=410-2 m2、匝數(shù)n=100的線圈,放在勻強(qiáng)磁場中,磁場方向垂直于線圈平面,磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖所示,則下列判斷正確的是( ) (導(dǎo)學(xué)號51130006) A.在開始的2 s內(nèi)穿過線圈的磁通量的變化率等于-0.08 Wb/s B.在開始的2 s內(nèi)穿過線圈的磁通量的變化量等于零 C.在開始的2 s內(nèi)線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢等于-0.08 V D.在第3 s末線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢等于零,一,二,知識(shí)精要,思考探究,典題例解,遷移應(yīng)用,答案：A,一,二,知識(shí)精要,思考探究,典題例解,遷移應(yīng)用,一,二,知識(shí)精要,思考探究,典題例解,遷移應(yīng)用,一,二,知識(shí)精要,思考探究,典題例解,遷移應(yīng)用,將一段導(dǎo)線繞成圖甲所示的閉合回路,并固定在水平面(紙面)內(nèi).回路的ab邊置于垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場Ⅰ中.回路的圓環(huán)區(qū)域內(nèi)有垂直紙面的磁場Ⅱ,以向里為磁場Ⅱ的正方向,其磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的圖象如圖乙所示.用F表示ab邊受到的安培力,以水平向右為F的正方向,能正確反映F隨時(shí)間t變化的圖象是( ) (導(dǎo)學(xué)號51130007),一,二,知識(shí)精要,思考探究,典題例解,遷移應(yīng)用,答案：B 解析：根據(jù)楞次定律,在前半個(gè)周期內(nèi),圓環(huán)內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針,即通過ab邊的電流方向?yàn)橛蒪指向a,再根據(jù)左手定則判斷,ab邊受到的安培力為水平向左,即負(fù)方向.根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,前半個(gè)周期內(nèi)ab中的電流為定值,則所受安培力也為定值,選項(xiàng)B正確.,一,二,知識(shí)精要,典題例解,遷移應(yīng)用,二、導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的電動(dòng)勢 導(dǎo)體切割磁感線時(shí),常用E=Blvsin θ計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢,對該公式的理解應(yīng)注意以下幾點(diǎn): (1)該公式可看成法拉第電磁感應(yīng)定律的一個(gè)推論,常用來求導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)速度為v時(shí)的瞬時(shí)電動(dòng)勢,若v為平均速度,則E為平均電動(dòng)勢. (2)當(dāng)B、l、v三個(gè)量方向相互垂直時(shí),E=Blv;當(dāng)有任意兩個(gè)量的方向平行時(shí),E=0. (3)公式中的l應(yīng)理解為導(dǎo)線切割磁感線時(shí)的有效長度. 如圖所示,導(dǎo)線切割磁感線的情況應(yīng)取與B和v垂直的等效直線長度,即ab線段的長度.,一,二,知識(shí)精要,典題例解,遷移應(yīng)用,【例2】如圖所示,半徑為r的圓形導(dǎo)軌處在垂直于圓平面的勻強(qiáng)磁場中,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向垂直于紙面向里.一根長度略大于2r的導(dǎo)線MN以速度v在圓導(dǎo)軌上無摩擦地自左端勻速滑動(dòng)到右端,電路的固定電阻為R,其余電阻忽略不計(jì).試求: (導(dǎo)學(xué)號51130008) (1)在滑動(dòng)過程中通過電阻R的電流的平均值. (2)當(dāng)導(dǎo)線MN通過圓形導(dǎo)軌中心時(shí),導(dǎo)線MN所受安培力的大小. (3)如果導(dǎo)線MN的電阻為R0,當(dāng)導(dǎo)線MN通過圓形導(dǎo)軌中心時(shí),電阻R兩端的電壓.,一,二,知識(shí)精要,典題例解,遷移應(yīng)用,一,二,知識(shí)精要,典題例解,遷移應(yīng)用,一,二,知識(shí)精要,典題例解,遷移應(yīng)用,一,二,知識(shí)精要,典題例解,遷移應(yīng)用,一,二,知識(shí)精要,典題例解,遷移應(yīng)用,一,二,知識(shí)精要,典題例解,遷移應(yīng)用,(多選)(2014山東理綜)如圖,一端接有定值電阻的平行金屬軌道固定在水平面內(nèi),通有恒定電流的長直絕緣導(dǎo)線垂直并緊靠軌道固定,導(dǎo)體棒與軌道垂直且接觸良好.在向右勻速通過M、N兩區(qū)的過程中,導(dǎo)體棒所受安培力分別用FM、FN表示.不計(jì)軌道電阻.以下敘述正確的是( ) (導(dǎo)學(xué)號51130009) A.FM向右 B.FN向左 C.FM逐漸增大 D.FN逐漸減小,一,二,知識(shí)精要,典題例解,遷移應(yīng)用,答案：BCD 解析：電磁感應(yīng)中,感應(yīng)電流所受安培力總是阻礙導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng),且安培力既垂直于導(dǎo)體棒又垂直于磁場,故FM、FN方向均向左,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B正確;導(dǎo)體棒在M區(qū)運(yùn)動(dòng)時(shí),離通電直導(dǎo)線距離逐漸變小,磁場逐漸增強(qiáng),感應(yīng)電流及安培力均變大;同理,在N區(qū)運(yùn)動(dòng)時(shí),遠(yuǎn)離通電直導(dǎo)線,磁場減弱,感應(yīng)電流及安培力均變小,選項(xiàng)C、D正確.,知識(shí)鏈接,案例探究,易錯(cuò)警示,易錯(cuò)考點(diǎn):轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢,知識(shí)鏈接,案例探究,易錯(cuò)警示,知識(shí)鏈接,案例探究,易錯(cuò)警示,如圖,勻強(qiáng)磁場中有一由半圓弧及其直徑構(gòu)成的導(dǎo)線框,半圓直徑與磁場邊緣重合;磁場方向垂直于半圓面(紙面)向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0.使該線框從靜止開始繞過圓心O、垂直于半圓面的軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)半周,在線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流.現(xiàn)使線框保持圖中所示位置,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時(shí)間線性變化.為了產(chǎn)生與線框轉(zhuǎn)動(dòng)半周過程中同樣大小的電流,磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化率 的大小應(yīng)為( ),知識(shí)鏈接,案例探究,易錯(cuò)警示,答案：C,知識(shí)鏈接,案例探究,易錯(cuò)警示,