优化探究高考物理一轮复习 10.2法拉第电磁感应定律课件.pptVIP

想一想 如图所示 a b两个闭合线圈用同样的导线制成 匝数都为10匝 半径ra 2rb 1 当磁感应强度均匀增大时 在一段时间内a b两个线圈的磁通量变化量一样吗 2 a b两线圈产生的感应电动势一样大吗 感应电流呢 提示 一样 2 一样大不一样 第2单元法拉第电磁感应定律 基础探究 法拉第电磁感应定律 填一填 1 感应电动势 1 概念 在现象中产生的电动势 2 产生条件 穿过回路的发生改变 与电路是否闭合 3 方向判断 感应电动势的方向用或判断 2 法拉第电磁感应定律 1 内容 闭合电路中感应电动势的大小 跟穿过这一电路的磁通量的成正比 2 公式 其中n为 3 感应电流与感应电动势的关系 遵守定律 即i 电磁感应 磁通量 无关 楞次定律 右手定则 变化率 e n t 线圈匝数 闭合电路欧姆 想一想 如图所示 在竖直向下的匀强磁场中 将一水平放置的金属棒ab以水平速度v0抛出 设在整个过程中 棒的取向不变且不计空气阻力 则在金属棒运动过程中产生的感应电动势大小如何变化 提示 金属棒水平抛出后 在垂直于磁场方向上的速度不变 由e blv可知 感应电动势也不变 导体切割磁感线时的感应电动势 填一填 1 导体在匀强磁场中平动 1 一般情况 运动速度v和磁感线方向夹角为 则e 2 常用情况 运动速度v和磁感线方向垂直 则e blvsin blv 基础自测1 关于感应电动势 下列说法中正确的是 a 线圈中的磁通量越大 产生的感应电动势一定越大b 线圈放在磁感应强度越大的地方 产生的感应电动势一定越大c 线圈中产生的感应电动势为2v 则穿过线圈的磁通量的变化率一定为2wb sd 线圈中产生的感应电动势为2v 则线圈电源的 极比 极电势低2v 答案 d 答案 d 答案 b 法拉第电磁感应定律的应用 思路探究 1 分析线框转动过程中的电动势 线框转动过程切割磁感线的有效长度 切割磁感线的速度 2 如何计算线框不动 磁感应强度变化时的电动势 答案 c 答案 b 导体在匀强磁场中切割磁感线问题 核心突破 对于导体平动切割磁感线产生感应电动势的计算式e blv 应从以下几个方面理解和掌握 1 公式使用条件 本公式是在一定条件下得出的 除了磁场是匀强磁场外 还需b l v三者相互垂直 实际问题中当它们不相互垂直时 应取垂直的分量进行计算 公式可为e blvsin 为b与v方向间的夹角 4 相对性 e blv中的速度v是相对于磁场的速度 若磁场也运动 应注意速度间的相对关系 5 导体转动切割磁感线长为l的导体棒在磁感应强度为b的匀强磁场中以角速度 匀速转动 导体棒产生的感应电动势有以下几种情况 1 以中点为轴时 e 0 不同两段的代数和 典例2 在范围足够大 方向竖直向下的匀强磁场中 b 0 2t 有一水平放置的光滑框架 宽度为l 0 4m 如图所示 框架上放置一质量为0 05kg 电阻为1 的金属杆cd 框架电阻不计 若杆cd以恒定加速度a 2m s2 由静止开始做匀变速运动 求 1 在5s内平均感应电动势是多少 2 第5s末回路中的电流多大 3 第5s末作用在杆cd上的水平外力多大 思路点拨 1 把cd棒当成电源 根据公式e blv中v的不同计算出相应情景下的感应电动势 2 对cd棒受力分析 由牛顿第二定律求力 答案 1 0 4v 2 0 8a 3 0 164n 2 如图所示 两个端面半径同为r的圆柱形铁芯同轴水平放置 相对的端面之间有一缝隙 铁芯上绕导线并与电源连接 在缝隙中形成一匀强磁场 一铜质细直棒ab水平置于缝隙中 且与圆柱轴线等高 垂直 让铜棒从静止开始自由下落 铜棒下落距离为0 2r时铜棒中电动势大小为e1 下落距离为0 8r时电动势大小为e2 忽略涡流损耗和边缘效 关于e1 e2的大小和铜棒离开磁场前两端的极性 下列判断正确的是 a e1 e2 a端为正b e1 e2 b端为正c e1 e2 a端为正d e1 e2 b端为正 答案 d 电磁感应中的 杆 导轨 模型 模型构建 对杆在导轨上运动组成的系统 杆在运动中切割磁感线产生感应电动势 并受到安培力的作用改变运动状态最终达到稳定的运动状态 该系统称为 杆 导轨 模型 模型特点 杆 导轨 模型又分为 单杆 型和 双杆 型 导轨放置方式可分为水平 竖直和倾斜 杆的运动状态可分为匀速运动 匀变速运动 非匀变速运动或转动等 磁场的状态可分为恒定不变 均匀变化和非均匀变化等等 情景复杂形式多变 比较常见的模型有以下两类 模型一 单杆水平式 典例1 如图所示 在一均匀磁场中有一u形导线框bacd 线框处于水平面内 磁场与线框平面垂直 r为一电阻 ef为垂直于ab的一根导体杆 它可在ab cd上无摩擦地滑动 杆ef及线框中导线的电阻都可不计 开始时 给ef一个向右的初速度 则 a ef将减速向右运动 但不是匀减速b ef将匀减速向右运动 最后停止c ef将匀速向右运动d ef将往返运动 答案 a 模型二单杆倾斜式 典例2 2013年高考安徽理综 如图所示 足够长平行金属导轨倾斜放置 倾角为37 宽度为0 5m 电阻忽略不计 其上端接一小灯泡 电阻为1 一导体棒mn垂直于导轨放置 质量为0 2kg 接入电路的电阻为1 两端与导轨接触良好 与导轨间的动摩擦因数为0 5 在导轨间存在着垂直于导轨平面的匀强磁场 磁感应强度为0 8t 将导体棒