高考物理一輪復(fù)習(xí)方案 （高頻考點(diǎn)+熱點(diǎn)導(dǎo)練+歷年高考題）第9章 第2節(jié) 法拉第電磁感應(yīng)定律課件 新人教版

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1、第第2節(jié)節(jié)法拉第電磁感應(yīng)定律法拉第電磁感應(yīng)定律考點(diǎn)考點(diǎn)1：、 、 / t三者的比較三者的比較【例1】一個(gè)200匝、面積為20cm2的線圈，放在磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的方向與線圈平面成30角，若磁感應(yīng)強(qiáng)度在0.05s內(nèi)由0.1T增加到0.5T，則0.05s始末通過線圈的磁通量分別為Wb和_Wb；在此過程中穿過線圈的磁通量的變化量為_Wb；磁通量的平均變化率為_Wb/s；線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小為_V.44114422421433sin0.1 20 101/ 2Wb10 Wbsin0.5 20 101/ 2Wb5 10 Wb4 10 Wb4 10Wb/s8 10 Wb/s0.05200 8 10 V1.6V

2、B SB StEnt 始、末的磁通量分別為：磁通量變化量磁通量變化率感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小【解析】答案：見解析點(diǎn)評(píng)：、/t均與線圈匝數(shù)無關(guān)，彼此之間也無直接聯(lián)系；感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小取決于/t和線圈匝數(shù)n，與和無必然聯(lián)系、/t三者的比較如下：【例2】如圖921所示，矩形線圈abcd由n=50匝組成，ab邊長(zhǎng)L1=0.4m，bc邊長(zhǎng)L2=0.2m，整個(gè)線圈的電阻R=2，在B=0.1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，以短邊中點(diǎn)的連線為軸轉(zhuǎn)動(dòng)， =50rad/s，求：(1)線圈從圖示位置轉(zhuǎn)動(dòng)90過程中的平均電動(dòng)勢(shì)；(2)線圈轉(zhuǎn)過90時(shí)的瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì) 2sinEnEBLvt考點(diǎn) ：公式和的比較圖921 1/ 42/ 4/ 2.12.

3、7V290sin50 0.1 0.4 0.2 50 1V20VtTBSEnEttEnBSt ，由以上各式代入據(jù)：【數(shù)得解析】點(diǎn)評(píng)：計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小時(shí)，有多個(gè)公式可以選擇：12sinEnttEBLvvEvEL求的是回路中時(shí)間內(nèi)的平均電動(dòng)勢(shì)既能求導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)的平均電動(dòng)勢(shì)，也能求瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì) 為平均速度，為平均電動(dòng)勢(shì)； 為瞬時(shí)速度， 為瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì)其中 為有效長(zhǎng)度 211223sincosEBLvvEBLEnBStEnBSt的適用條件：導(dǎo)體棒平動(dòng)垂直切割磁感線，當(dāng)速度 與磁感線不垂直時(shí)，要求出垂直于磁感線的速度分量的適用條件：導(dǎo)體棒繞一個(gè)端點(diǎn)垂直于磁感線勻速轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁感線的適用條件：線框繞垂

4、直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向的一條軸從中性面開始轉(zhuǎn)動(dòng)，與軸的位置無關(guān)若從與中性面垂直的位置開始計(jì)時(shí)，則公式變?yōu)?sin0EnEBLvttEv 公式和是統(tǒng)一的，前者當(dāng)時(shí)， 為瞬時(shí)值，后者 若代入平均速度，則求出的是平均值一般說來，前者求平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)更方便，后者求瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì)更方便考點(diǎn)考點(diǎn)3：直導(dǎo)體在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：直導(dǎo)體在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)【例3】如圖922所示，長(zhǎng)為6m的導(dǎo)體AB在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，以AB上的一點(diǎn)O為軸，沿著順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)角速度=5rad/s，O點(diǎn)距A端為2m，求AB的電勢(shì)差圖9222242OBBOBOBOEBLvvLOBOBvvBOvBOEB

5、BOvBBOV中中法拉第電磁感應(yīng)定律適用于導(dǎo)體平動(dòng)且速度方向垂直于磁感線方向的特殊情況將轉(zhuǎn)動(dòng)問題轉(zhuǎn)化為平動(dòng)作等效處理，因?yàn)?，可以用?dǎo)體段中點(diǎn)的速度的平動(dòng)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)等效于轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)【解析】 4V221V21V1 4 V3VBOBOBOAOAOAOAOAOAOAOABABAOBOAOBOUUUEvvAOvAOEBAOvBAOUUUEUUUUUUUUU 中同理 222121012(2/ 2)13()(2)LvLLL直導(dǎo)體繞其一點(diǎn)在垂直勻強(qiáng)磁場(chǎng)的平面內(nèi)以角速度 轉(zhuǎn)動(dòng)，切割磁感線，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小為：以中點(diǎn)為軸時(shí)以端點(diǎn)為軸時(shí)平均速度取中點(diǎn)評(píng)：點(diǎn)位置線速度以任意點(diǎn)為軸時(shí)與兩段電

6、動(dòng)勢(shì)的代數(shù)和不同題型一：電磁感應(yīng)中的電荷量題型一：電磁感應(yīng)中的電荷量【例4】如圖923所示，長(zhǎng)L1寬L2的矩形線圈電阻為R，處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)邊緣，線圈與磁感線垂直求：將線圈以向右的速度v勻速拉出磁場(chǎng)的過程中，(1)拉力F大?。?2)拉力的功率P；(3)拉力做的功W；(4)線圈中產(chǎn)生的電熱Q；(5)通過線圈某一截面的電荷量q. 圖923 12222221LLvvB L vEEBL vIFBILFvRR這是一道基本練習(xí)題，要注意所用的邊長(zhǎng)究竟是 還是 ，還應(yīng)該思考一下所求的各物理量與速度 之間有什么關(guān)系將線圈以向右的速度 勻速拉出磁場(chǎng)的過程中，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律、閉合電路歐姆定律有

7、，所以【解析】 2222222211122345B L vPFvvRB L LvWFLvRQWvBL LEqI ttvRRR拉力的功率為拉力做的功為線圈中產(chǎn)生的電熱為通過線圈某一截面的電荷量為與 無關(guān)/.1.tqIqtEnEntqItttRR tnnqRRnR 根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化，閉合電路中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流設(shè)在時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)線截面的電荷量為 ，則根據(jù)電流定義式及法拉第電磁感應(yīng)定律，得：如果閉合電路是一個(gè)單匝線圈，則上式中 為線圈點(diǎn)評(píng)的匝數(shù)，為磁通量的變化量， 為閉合電路的總電：阻因此，要快.q速求得通過導(dǎo)體橫截面積的電量 ，關(guān)鍵是正確求得磁

8、通量的變化量題型二：感生電動(dòng)勢(shì)和動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算題型二：感生電動(dòng)勢(shì)和動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算【例5】如圖924所示，光滑導(dǎo)軌寬0.4m，ab金屬棒長(zhǎng)0.5m，均勻變化的磁場(chǎng)垂直穿過其面，方向如圖，磁場(chǎng)的變化如圖所示，金屬棒ab的電阻為1，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，自t=0時(shí)，ab棒從導(dǎo)軌最左端，以v=1m/s的速度向右勻速運(yùn)動(dòng)，則()圖924A1s末回路中的電動(dòng)勢(shì)為1.6VB1s末棒ab受安培力大小為1.28NC1s末回路中的電動(dòng)勢(shì)為0.8VD1s末棒ab受安培力大小為0.64N答案：AB222()/2/1 0.4m /s0.4m /s2 1 0.4 12T0.4m(12 0.4 1)V1.6V1 /1.6/1A

9、1.6ABSBSESBBttttTsStvLBSEIE RF 【解析這里的變化來自兩個(gè)原因，一是由于 的變化，二是由于面積 的變化，顯然這兩個(gè)因素都應(yīng)當(dāng)考慮在內(nèi)】有，秒末，所以回路中電流，安培力2 1.6 0.4N1.28N.BIL1.(2011福建)如圖925所示，足夠長(zhǎng)的U型光滑金屬導(dǎo)軌平面與水平面成角(090)，其中MN與PQ平行且間距為L(zhǎng)，導(dǎo)軌平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直，導(dǎo)軌電阻不計(jì)金屬棒ab由靜止開始沿導(dǎo)軌下滑，并與兩導(dǎo)軌始終保持垂直且良好接觸，ab棒接入電路的電阻為R，當(dāng)流過ab棒某一橫截面的電量為q時(shí)，棒的速度大小為v，則金屬棒ab在這一過程中( )221A2BCDsin

10、vqRBLqBLvB L vR運(yùn)動(dòng)的平均速度大小為又滑位移大小為產(chǎn)生的焦耳熱為受到的最大安培力大小為答案：B圖92522ABCDB L sqRqI tsRRBLBLvBLvqBLvB L vFR由棒受力情況可知，棒沿斜面向下做變速運(yùn)動(dòng)，故 錯(cuò)；根據(jù)可得，故 對(duì)；為最大電動(dòng)勢(shì)，在此前電路的電動(dòng)勢(shì)小于，故產(chǎn)生焦耳熱小于，可知 錯(cuò)；棒受最【大安培析力】，故解錯(cuò)圖9263.(2011全國(guó))如圖927，兩根足夠長(zhǎng)的金屬導(dǎo)軌ab、cd豎直放置，導(dǎo)軌間距離為L(zhǎng)，電阻不計(jì)在導(dǎo)軌上端并接兩個(gè)額定功率均為P、電阻均為R的小燈泡整個(gè)系統(tǒng)置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向與導(dǎo)軌所在平面垂直現(xiàn)將一質(zhì)量為m、電阻可以忽略的金

11、屬棒MN從圖示位置由靜止開始釋放金屬棒下落過程中保持水平，且與導(dǎo)軌接觸良好已知某時(shí)刻后兩燈泡保持正常發(fā)光重力加速度為g.求：圖927(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大??；(2)燈泡正常發(fā)光時(shí)導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)速率 020012IPI RMNII設(shè)小燈泡的額定電流為 ，有 由題意，在金屬棒沿導(dǎo)軌豎直下落的某時(shí)刻后，小燈泡保持正常發(fā)光，流經(jīng)的【解析電流為 】 2MNmgBLImgRBLP 此時(shí)金屬棒所受的重力和安培力相等，下落的速度達(dá)到最大值，有 聯(lián)立式得 022vEBLvERIPvmg設(shè)燈泡正常發(fā)光時(shí)，導(dǎo)體棒的速率為 ，由電磁感應(yīng)定律與歐姆定律得 聯(lián)立式得 4.(2012寶雞模擬)如圖928所示，金屬三角形導(dǎo)軌CO

12、D上放有一根金屬棒MN.拉動(dòng)MN，使它以速度v向右勻速運(yùn)動(dòng)，如果導(dǎo)軌和金屬棒都是粗細(xì)相同的均勻?qū)w，電阻率都相同，那么在MN運(yùn)動(dòng)的過程中，閉合回路的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)保持不變感應(yīng)電流保持不變感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)逐漸增大感應(yīng)電流逐漸增大以上判斷正確的是( )A BC D圖928C【解析】由E=BLv判知在MN運(yùn)動(dòng)過程中，L逐漸增大，故E增大；而該閉合回路的周長(zhǎng)也在增大，故R在增大，可算得I不變5.(2012鹽城模擬)如圖929所示，、區(qū)域是寬度均為L(zhǎng)=0.5m的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=1T，方向相反一邊長(zhǎng)L=0.5m、質(zhì)量m=0.1kg、電阻R=0.5的正方形金屬線框，在外力作用下，以初速度v0=10m/s勻

13、速穿過磁場(chǎng)區(qū)域(1)取逆時(shí)針方向?yàn)檎?，作出i-t圖象；(2)求線框穿過磁場(chǎng)區(qū)域的過程中外力做的功圖929 112233110A0.05s220A0.05s10t0.05sBLvIRtBLvIRtBLvIAR電流，逆時(shí)針方向取正值；時(shí)間間隔，順時(shí)針方向取負(fù)值；時(shí)間間隔，逆時(shí)針方向取正值；時(shí)間間隔【解析】電流隨時(shí)間變化關(guān)系如圖所示 222112233215JWI R tI R tI R t 因?yàn)榫€框勻速運(yùn)動(dòng)，所以外力做的功等于電流做的功6.如圖9210所示，MN和PQ為相距L=30cm的平行金屬導(dǎo)軌，電阻R=0.3的金屬棒ab可緊貼平行導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)相距d=20cm、水平放置的兩平行金屬板E和F分別與金屬棒的a、b兩端相連圖中R0=0.1，金屬棒ac=cd=bd，導(dǎo)軌和連線的電阻不計(jì)，整個(gè)裝置處于垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中當(dāng)金屬棒ab以速率v向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，恰能使一帶電粒子以速率v在兩金屬板間做勻速圓周運(yùn)動(dòng)在磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小可根據(jù)需要而變化的情況下，試求金屬棒ab勻速運(yùn)動(dòng)的最大速度(g=10m/s2)圖921000200/3(2)3215m/s215mmvUqEmgrEqBdBLvRUBLvBLvRRrgdvRLRRdrvv帶電粒子，則有 當(dāng)時(shí)，【解析】