第4节法拉第电磁感应定律2.doc

第4节 法拉第电磁感应定律（第2课时）【教学目的】1会用法拉第电磁感应定律进行有关的计算2会用公式E=BLV进行计算3知道感生电动势和动生电动势【活动方案】活动一:完成下列各题，理解感生电动势和动生电动势1.比较感生电动势与动生电动势感生电动势动生电动势特点闭合回路的任何部分都不动，空间磁场变化导致回路中磁通量变化磁场不变，由于导体的运动(切割磁感线)导致回路中磁通量变化原因由于 B 变化引起回路中变化由于 S 变化引起回路中变化含义由于磁场发生变化而在回路中产生的感应电动势表示长为l的导体（无论闭合与否）做切割磁感线运动时产生的感应电动势大小非静电力变化磁场在它周围空间激发感生电场，非静电力是感生电场对自由电荷的作用而产生电动势非静电力是洛伦兹力的分力，由洛伦兹力对运动电荷作用而产生电动势方向只能用楞次定律判别右手定则或楞次定律例1：100匝的线圈（为了表示线圈的绕向，图中只画了2匝）两端A、B与一个电压表相连，线圈内有指向纸内方向的磁场，线圈中的磁通量在按图乙所示规律变化。（1）按图乙所示的规律，电压表的读数应该等于多少？（2）请在线圈位置上标出感应电场的方向。（3）A、B两端，哪端应该与电压表标+号的接线柱连接？例2：内壁光滑，水平放置的玻璃圆环内，有一直径略小于环口直径的带正电小球，以速度 v0 沿逆时针方向匀速转动，如图 所示，若在此空间突然加上方向竖直向上、磁感应强度 B.随时间成正比增加的变化磁场，设运动过程中小球带电量不变，则正确的是( )A小球对玻璃环的压力一定不断增大B小球受到的磁场力一定不断增大C小球先沿逆时针方向减速运动一段时间后沿顺时针方向加速运动D磁场力对小球先做负功后做正功例3：如图所示，MN、PQ是间距为L的平行金属导轨，置于磁感应强度为B，方向垂直导轨所在平面向里的匀强磁场中，M、P间接有一阻值为R的电阻一根与导轨接触良好、有效阻值为的金属导线ab垂直导轨放置，并在水平外力F的作用下以速度v向右匀速运动，则(不计导轨电阻)()A通过电阻R的电流方向为MRPBa、b两点间的电压为BLvCa端电势比b端高Da端电势比b端低活动二: 导体绕某一点（或轴）转动切割磁感线时产生的感应电动势推得公式应用的两个特例（1）导体棒（长为）在磁感应强度为的匀强磁场中匀速转动（角速度为）时，导体棒产生的感应电动势：a.以端点为轴时（平均速度取中点位置线速度）（2）矩形线圈（面积为）在匀强磁场中以角速度绕线圈平面内的任意轴匀速转动，产生的感应电动势：a.线圈平面与磁感线平行时b.线圈平面与磁感线垂直时例4：如图所示，竖直平面内有一金属环，半径为a，总电阻为R(指拉直时两端的电阻)，磁感应强度为B的匀强磁场垂直穿过环平面，在环的最高点A用铰链连接长度为2a、电阻为的导体棒AB，AB由水平位置紧贴环面摆下，当摆到竖直位置时，B点的线速度为v，则这时AB两端的电压大小为()A.B.C. DBav例5：如图中半径为r的金属圆盘在垂直于盘面的匀强磁场B中，绕O轴以角速度沿逆时针方向匀速转动，则通过电阻R的电流的方向和大小是(金属圆盘的电阻不计)()A由c到d，IBr2/RB由d到c，IBr2/RC由c到d，IBr2/(2R)D由d到c，IBr2/(2R)活动三: 法拉第电磁感应定律中电量的求解例6：在图中，闭合矩形线框abcd位于磁感应强度为B的匀强磁场中，ad边位于磁场边缘，线框平面与磁场垂直，ab、ad边长分别用L1、L2表示，若把线圈沿v方向匀速拉出磁场所用时间为t，则通过线框导线截面的电量是（ ）ABL1L2/(Rt) BBL1L2/R CBL1L2/t DBL1L2例7：有一面积为S100 cm2的金属环如图甲所示,电阻为R0.1 ，环中磁场变化规律如图乙所示，且磁场方向垂直环面向里，在t1到t2时间内(1)环中感应电流的方向如何？(2)通过金属环的电荷量为多少？归纳小结：【课堂反馈】1如图，棒ab长为2L，轨道间距为L，匀强磁场为B，电阻为R。求alb棒转过90时通过R的电量。2如图所示，有一匝接在电容器C两端的圆形导线回路，垂直于回路平面以内存在着向里的匀强磁场B，已知圆的半径r5 cm，电容C20 F，当磁场B以4102 T/s的变化率均匀增加时，则()A电容器a板带正电，电荷量为2109 CB电容器a板带负电，电荷量为2109 CC电容器b板带正电，电荷量为4109 CD电容器b板带负电，电荷量为4109 C3某地的地磁场磁感应强度的竖直分量方向向下，大小为4.5105 T，一灵敏电压表连接在当地入海河段的两岸，河宽100 m，该河段涨潮和落潮时有海水(视为导体)流过设落潮时，海水自西向东流，流速为2 m/s.下列说法正确的是()A电压表记录的电压为5 mVB电压表记录的电压为9 mVC河南岸的电势较高D河北岸的电势较高4如图所示，匀强磁场的磁感应强度为B ，方向竖直向下在磁场中有一个边长为L的正方形刚性金属框，ab边的质量为m，电阻为R，其他三边的质量和电阻不计cd边上装有固定的水平轴，将金属框自水平位置由静止释放，不计一切摩擦，重力加速度为g，则第一次转到竖直位置的过程中，下列说法正确的是()A通过ab边的电流方向为baBab边经过最低点时的电动势为EBLCa、b两点间的电压始终不变D整个过程不论金属框转动快慢，通过ab边的电荷量都相同5如图所示，磁感应强度B=0.2T的匀强磁场中有一折成30角的金属导轨aob，导轨平面垂直于磁场方向.一条直线MN垂直ob方向放置在轨道上并接触良好.当MN以v=4m/s从导轨O点开始向右平动时，若所有导线单位长度的电阻r=0.1/m.求：(1)经过时间ts后，闭合回路的感应电动势的瞬时值和平均值.(2)闭合回路中的电流大小和方向.6如图（a）所示，一个电阻值为R，匝数为n的圆形金属线圈与阻值为2R的电阻R1连接成闭合回路.线圈的半径为r1.在线圈中半径为r2