2019-2020学年高中物理 第4章 电磁感应 4 法拉第电磁感应定律课件 新人教版选修3-2

4法拉第电磁感应定律,同学们，上节我们学习了楞次定律，首先请大家回顾一下有关知识，然后回答下面的几个问题：,1(2019吴忠名校月考)如图所示，长直导线与矩形导线框固定在同一平面内，直导线中通有图示方向电流当电流逐渐减弱时，下列说法正确的是()a穿过线框的磁通量不变b线框中产生顺时针方向的感应电流c线框中产生逆时针方向的感应电流d线框所受安培力的合力向右【答案】b,【解析】当电流逐渐减弱时，电流产生的磁场减小，穿过线框的磁通量减小，故a错误；根据右手定则可以判定，导线右侧的磁场方向向里，磁通量减小时，产生的感应电流的磁场方向向里，是顺时针方向的感应电流，故b正确，c错误；根据楞次定律，感应电流的磁场要阻碍原磁通量的减小，有向磁场强度较大的左侧运动的趋势，所以它的受力向左，故d错误,【答案】c,【解析】地磁场由南向北，方向垂直纸面向外，当朝南的钢窗向外推开时，正对磁场面积变小，磁通量减小，产生的感应电流的方向为逆时针故选项a、b、d错误，c正确,一、电磁感应定律1感应电动势(1)感应电动势：在_现象中产生的电动势产生感应电动势的那部分导体相当于_(2)在电磁感应现象中，只要闭合回路中有感应电流，这个回路就一定有_；回路断开时，虽然没有感应电流，但_依然存在,电磁感应,电源,感应电动势,感应电动势,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：e_.若闭合导体回路是一个匝数为n的线圈，则en_.,变化率,二、导体切割磁感线时的感应电动势1垂直切割导体棒垂直于磁场运动，b、l、v两两垂直时，如图甲，e_.,blv,2不垂直切割导线的运动方向与导线本身垂直，但与磁感线方向夹角为时，如图乙，则e_.三、反电动势1定义电动机转动时，由于切割磁感线，线圈中产生的_电源电动势作用的感应电动势2作用_线圈的转动,blvsin,削弱,阻碍,例1一个200匝、面积为20cm2的线圈，放在磁场中，磁场的方向与线圈平面成30角，若磁感应强度在0.05s内由0.1t增加到0.5t，在此过程中穿过线圈的磁通量的变化量是_wb；磁通量的平均变化率是_wb/s；线圈中感应电动势的大小是_v.,1将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，关于线圈中产生的感应电动势和感应电流，下列表述正确的是()a感应电动势的大小与线圈的匝数无关b穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大c穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大d感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同【答案】c,1感应电动势(1)定义：在电磁感应现象中产生的电动势叫做感应电动势产生感应电动势的那部分导体相当于电源(2)产生条件：不管电路是否闭合，只要穿过电路的磁通量发生变化，电路中就会产生感应电动势(3)方向判断：可用楞次定律或右手定则判断感应电动势的方向,正确理解法拉第电磁感应定律,对于由于磁场变化产生的电磁感应现象，可用楞次定律判断产生感应电动势的那部分导体中感应电流的方向(若电路断开，可假设将电路闭合)，感应电流的方向就是该部分导体中感应电动势的方向对于由于导体切割磁感线产生的电磁感应现象，可用右手定则判断做切割运动的导体中感应电动势的方向，四指所指的方向就是感应电动势的方向,(1)导线中感应电流的大小；(2)磁场对方框作用力的大小随时间的变化率,2(2019铜陵名校月考)半径为r带缺口的刚性金属圆环在纸面上固定放置，在圆环的缺口两端引出两根导线，分别与两块垂直于纸面固定放置的平行金属板连接，两板间距为d，如图甲所示有一变化的磁场垂直于纸面，规定向内为正，变化规律如图乙所示在t0时刻平板之间中心有一质量为m、电荷量为q的微粒恰好处于静止，则以下说法正确的是(),【答案】b,对公式eblv的理解,例3如图所示，长为l的金属导线下悬挂一小球，在竖直向上的匀强磁场中做圆锥摆运动，圆锥与竖直方向的偏角为，摆球的角速度为，磁感应强度为b，则金属导线中产生的感应电动势的大小为_,【答案】acd【解析】在闭合电路进入磁场的过程中，通过闭合电路的磁通量逐渐增大，磁场方向向里，根据楞次定律可知感应电流的方向始终为逆时针方向，保持不变，故a正确；由于cd段导线与磁场垂直，必定受到安培力作用，根据左手定则判断得知，cd段受安培力向下，故b错误；当切割有效长度最大时，由图可知最大长度为半径a，故感应电动势最大值ebav，故c正确；由法拉第电磁感应定律可得感应电动势平均值，故d正确,1模型特点“杆导轨”模型是电磁感应问题高考命题的“基本道具”，也是高考的热点“杆导轨”模型问题的物理情境变化空间大，涉及的知识点多，如力学问题、电路问题、磁场问题及能量问题等，常用的规律有法拉第电磁感应定律、楞次定律、右手定则、左手定则、欧姆定律及力学中的运动规律、动能定理、功能关系、能的转化和守恒定律等,电磁感应中常见的“杆导轨”模型,2模型分类模型一单杆水平式,模型二单杆倾斜式,例4如图所示，水平的平行光滑导轨，导轨间距离为l1m，左端接有定值电阻r2.金属棒pq与导轨良好接触，pq的电阻为r0.5，导轨电阻不计，整个装置处于磁感应强度为b1t的匀强磁场中，现使pq在水平向右的恒力f2n作用下运动，求：(1)棒pq中感应电流的方向；(2)棒pq中哪端电势高；(3)棒pq所受安培力方向；(4)棒pq的最大速度,解析：pq在恒力f作用下运动，产生感应电流，因而受安培力，随着速度的增大，安培力也增大，当安培力大小与恒力f相等时，pq将做匀速运动，速度达到最大(1)由右手定则知感应电流方向为qp.(2)pq运动产生感应电动势，相当于电源，因电源内部电流由低电势流向高电势，所以p端电势高于q端电势(3)因棒中电流由qp，由左手定则知棒所受安培力方向向左,4(2019漳州一模)如图，间距为d的足够长光滑导轨pq、mn平行放置，所在平面与水平面夹角为，pm间接一阻值为r的电阻，空间存在磁感应强度大