第四节法拉第电磁感应定律(二).doc

第四节 法拉第电磁感应定律（二）【学习目标】1、知道法拉第电磁感应定律的内容及表达式2、会用法拉第电磁感应定律进行有关的计算【重点难点】1、 公式：2、会用进行计算【自主学习】1、磁通量的变化量一般有三种情况：当回路面积S不变的时候， ；当磁感应强度B不变的时候， ；当回路面积S和磁感应强度B都不变，而他们的相对位置发生变化（如转动）的时候，（S1是回路面积S在与B垂直方向上的投影的变化量）2、/t磁通变化率也是状态量，它是描写 的物理量，等于磁通变化量与完成这一变化所用时间的比值。磁通量通常为时间的函数，这一函数如果存在最大值和最小值，则磁通量最大的时刻，磁通的变化率一定为 。3、E=BLv中，v是导体 的速度，L是 的部分导体的长度，此式只适用于 三者相互垂直的情况。【合作探究】1、理解法拉第电磁感应定律应注意（1）公式适用条件？(2)公式中,若t 取一段时间, E为t这段时间内的什么值？若t趋近于零，则E为什么值？图1（3）当仅由B的变化引起时，则 ，当仅由S的变化引起时，则 。2、导体做切割磁感线运动时产生感应电动势4（1）公式推导： 图2VVV（2）若导线是曲折的，或L、V与B不是两两垂直，则L应是导线的有效切割长度。如图2所示三种情况下感应电动势如何？ 图3 (3) 导体转动切割磁感线产生感应电动势当导体在垂直于磁场的平面内，绕一端以角速度w匀速转动，切割磁感线产生感应电动势时，如图3所示 E= 。 (4)两种方法求感应电动势的比较是求整个回路的总电动势,并且求出的是t时间内的平均感应电动势,而公式E=BLV求出的只是切割磁感线的那部分导体中的感应电动势,不一定是回路中的总感应电动势,并且它一般用于求某一时刻的瞬时感应电动势.【典型例题】例1、有一面积为S=100cm2的金属环，电阻为R=0.1W，环中磁场的变化规律如下图4所示，且磁场方向垂直纸面向里，在t1到t2时间内，通过金属环的电量是多少？图4 图5例2、如图5所示，长L的金属导线下悬一小球，在竖直向下的匀强磁场中作圆锥摆运动，圆锥的半顶角为q，摆球的角速度为w，磁感应强度为B，试求金属导线中产生的感应电动势。图6例3如图6所示，粗细均匀的电阻为r的的金属环放在磁感应强度为B的垂直环面的匀强磁场中，圆环直径为d，长d、电阻为r/2的金属棒ab在中点处与环相切，使ab始终以垂直棒的速度V向左运动，当达到圆环直径位置时，ab棒两端的电势差大小为多少？【当堂检测】1、在理解法拉第电磁感应定律及改写形势,的基础上（线圈平面与磁感线不平行），下面叙述正确的为：、对给定线圈，感应电动势的大小跟磁通量的变化率成正比、对给定的线圈，感应电动势的大小跟磁感应强度的变化 成正比 、对给定匝数的线圈和磁场，感应电动势的大小跟面积的平均变化率成正比、题目给的三种计算电动势的形式，所计算感应电动势的大小都是时间内的平均值、如图中，长为L的金属杆在外力作用下，在匀强磁场中沿水平光滑导轨匀速运动，如果速度v不变，而将磁感强度由B增为2B。除电阻R外，其它电阻不计。那么：、作用力将增为4倍 、作用力将增为2倍、感应电动势将增为2倍、感应电流的热功率将增为4倍、如图所示，水平放置的平行金属导轨，相距L=0.5m,左端接一电阻R=0.20,磁感应强度B=0.40T的匀强磁场方向垂直导轨平面，导体棒ab垂直导轨放在导轨上，导轨和导体棒的电阻均可忽略不计，当ab棒以V=4.0m/s的速度水平向右滑动时，求：（1）ab棒中感应电动势的大小 （2）回路中感应电流的大小、如图所示，两个互连的金属圆环，粗金属环的电阻为细金属环电阻的，磁场方向垂直穿过粗金属环所在的区域，当磁感应强度随时间均匀变化时，在粗环内产生的感应电动势为E，则a、b两点的电势差为 【课后拓展】1821年法拉第完成了第一项重大的电发明。在这两年之前，奥斯特已发现如果电路中有电流通过，它附近的普通罗盘的磁针就会发生偏移。法拉第从中得到启发，认为假如磁铁固定，线圈就可能会运动。