人教版选修32 法拉第电磁感应定律 第1课时 学案.doc

法拉第电磁感应定律 考纲要求：难易程度：如图所示，一正方形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴oo匀速转动，沿着oo观察，线圈沿逆时针方向转动。已知匀强磁场的磁感应强度为b，线圈匝数为n，边长为l，电阻为r，转动的角速度为。则当线圈转至图示位置时a线圈中感应电流的方向为abcdab线圈中的感应电流为c穿过线圈的磁通量为0d穿过线圈磁通量的变化率为0【参考答案】bc【试题解析】线圈在图示位置感应电动势e=nbs，感应电流方向为adcba，故a错误。i=，故b正确。线圈与磁场平行，所以穿过线圈磁通量为零，故c正确。线圈在图示位置产生的感应电动势最大，由em=n知磁通量变化率最大，故d错误。【知识补给】法拉第电磁感应定律 自感现象一、法拉第电磁感应定律1公式：。2感应电动势的大小由穿过电路的磁通量的变化率和线圈的匝数共同决定，与磁通量、磁通量的变化量的大小没有必然联系。3法拉第发现了电磁感应现象的规律，但法拉第电磁感应定律的数学形式是由纽曼和韦伯给出的。4法拉第电磁感应定律的应用 （1）磁通量的变化由磁场变化引起时，当s=lx，且n=1时，公式为导体切割磁感线产生的感应电动势e=blv（2）磁通量的变化由面积变化引起时，（3）磁通量的变化由磁场和面积变化共同引起时，（4）平均感应电动势二、通电自感与断电自感比较通电自感断电自感电路图器材要求a1、a2同规格，r=rl，l较大（有铁芯）l很大（有铁芯）现象在s闭合的瞬间，a2灯立即亮起来，a1灯逐渐变亮，最终一样亮在开关s断开时，灯a渐渐熄灭或突然闪亮一下后再渐渐熄灭原因由于开关闭合时，流过电感线圈的电流迅速增大，使线圈产生自感电动势，阻碍了电流的增大，使流过a1灯的电流比流过a2灯的电流增加得慢断开开关s时，流过线圈l的电流减小，产生自感电动势，阻碍了电流的减小，使电流继续存在一段时间；在s断开后，通过l的电流反向通过灯a，若rlia，则a灯熄灭前要闪亮一下。若rlra，原来的电流ilia，则灯a逐渐熄灭不再闪亮一下能量转化电能转化为磁场能磁场能转化为电能注意：（1）通电时线圈产生的自感电动势阻碍电流的增加且与电流方向相反，使电流相对缓慢地增加；（2）断电时线圈产生的自感电动势与原电流方向相同，在与线圈串联的回路中，线圈相当于电源，它提供的电流从原来的il逐渐变小；（3）自感电动势只是延缓了过程的进行，但它不能使过程停止，更不能使过程反向；（4）电流稳定时，若线圈有电阻时就相当于一个定值电阻，若不计线圈的电阻时就相当于一根导线。如图所示，粗细均匀的电阻为r的金属圆环，放在图示的匀强磁场中，磁感应强度为b，圆环直径为d，长为l，电阻为的金属棒ab放在圆环上，以速度向左匀速运动，当ab棒运动到图示虚线位置时，金属棒两端电势差为a0 bc d如图所示，e为电池，l是直流电阻可忽略不计、自感系数足够大的线圈，d1、d2是两个完全相同的灯泡，s是控制电路的开关。对于这个电路，下列说法正确的是a刚闭合s的瞬间，灯泡d1、d2的亮度相同b刚闭合s的瞬间，灯泡d2比灯泡d1亮c闭合s，待电路达到稳定后，d1熄灭，d2比s刚闭合时亮d闭合s，待电路达到稳定后， d1 、d2都先更亮后逐渐变暗如图甲所示，质量为2 kg的绝缘板静止在粗糙的水平地面上，质量为1 kg、边长为1 m、电阻为0.1 的正方形金属框abcd位于绝缘板上，e、f分别为bc、ad的中点。某时刻起在abef区域内有竖直向下的磁场，其磁感应强度b1的大小随时间变化的规律如图乙所示，ab边恰在磁场边缘以外；fecd区域内有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度b2=0.5 t，cd边恰在磁场边缘以内。假设金属框受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，两磁场均有理想边界，取g=10 m/s2。则a金属框中产生的感应电动势大小为1 vb金属框受到向左的安培力大小为1 nc金属框中的感应电流方向沿adcb方向d如果金属框与绝缘板间的动摩擦因数为0.3，则金属框可以在绝缘板上保持静止如图所示，线圈由a位置开始下落，若它在磁场中受到的磁场力总小于重力，则在a、b、c、d四个位置（b、d位置恰好线圈有一半在磁场中）时加速度的关系为a b=c= d=如图所示，电源的电动势为e，内阻为r不可忽略。a、b是两个相同的小灯泡，l是一个自感系数较大的线圈。关于这个电路的说法中正确的是a闭合开关，a灯立刻亮，而后逐渐变暗，最后亮度稳定b闭合开关，b灯立刻亮，而后逐渐变暗，最后亮度稳定c开关由闭合至断开，在断开瞬间，a灯闪亮一下再熄灭d开关由闭合至断开，在断开瞬间，电流自左向右通过a灯水平向上足够长的金属导轨平行固定放置，间距为l，一端通过导线与阻值为r的电阻连接；导轨上放一质量为m的金属杆（如图所示），金属杆与导轨的电阻忽略不计；均匀磁场竖直向下。用与导轨平行的恒定拉力f作用在金属杆上，杆最终将做匀速运动。当改变拉力大小时，相对应的匀速运动速度也会变化，和f的关系如图所示。（取重力加速度） （1）金属杆在匀速运动之前做什么运动？（2）若，；磁感应强度b为多大？（3）由vf图线的截距可求得什么物理量？其值为多少？【参考答案】1、dac 刚闭合s的瞬间，由于l的自感作用，l瞬间相当于断路，所以电流通过d1、d2，灯泡d1、d2的亮度相同，a正确，b错误；闭合s待电路达到稳定后，l相当于短路，d1被短路熄灭，通过d2的电流比原来大，c正确，d错误；故选ac。d 根据题意，磁感应强度b1的大小随时间变化的规律为，磁感应强度b2=0.5 t，在金属框内产生的电动势为：，故选项a错误；金属杆受到向左的安培力为0，故选项b错误；据楞次定律可知金属框内电流的方向为：abcd，故选项c错误；整个金属框内电流为：，cd边受到的安培力为：，如果金属框处于静止状态，则可以求得动摩擦因素为：，所以当动摩擦因数为0.3时，金属框处于静止状态，故选项d正确。b 线框在a、c位置时只受重力作用，加速度=g，线框在b、d位置时均受两个力的作用，其中安培力向上、重力向下，由于重力大于安培力，所以加速度向下，大小，（）又线框在d点时速度大于b点时速度，即，所以，因此加速度的关系为=。b正确。a 开关闭合到电路中电流稳定的时间内，a灯立刻亮，由于线圈中产生感应电动势的阻碍作用，b灯逐渐变亮，当线圈电流阻碍较小后a灯逐渐变暗，当线圈对电流没有阻碍时，两灯泡灯泡亮度稳定。故a正确，b错误；开关处于闭合状态，在断开瞬间，线圈提供瞬间电压给两灯泡供电，由于两灯泡完全一样，所以不会出现电流比之前还大的现象，因此a灯不会闪亮一下，只会一同慢慢熄灭，故c错误；开关断开瞬间，线圈相当于电源，电流方向仍不变，所以电流自右向