浙江省2018-2019版高中物理 第四章 電磁感應(yīng) 第3課時(shí) 法拉第電磁感應(yīng)定律課件 新人教版選修3-2.ppt

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1、第3課時(shí)法拉第電磁感應(yīng)定律,研究選考把握考情,知識(shí)點(diǎn)一電磁感應(yīng)定律,基 礎(chǔ) 梳 理,1.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 在__________現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)，叫感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的那一部分導(dǎo)體相當(dāng)于_____，導(dǎo)體本身的電阻相當(dāng)于____________。當(dāng)電路斷開(kāi)時(shí)，無(wú)感應(yīng)電流，但有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。 2.法拉第電磁感應(yīng)定律 (1)內(nèi)容：閉合電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，跟穿過(guò)這一電路的磁通量的________成正比。,電磁感應(yīng),電源,電源內(nèi)阻,變化率,要點(diǎn)1法拉第電磁感應(yīng)定律的理解,要 點(diǎn) 精 講,【例1】 有一種高速磁懸浮列車(chē)的設(shè)計(jì)方案是在每節(jié)車(chē)廂底部安裝磁鐵(磁場(chǎng)方向向下)，并在兩條鐵軌之間沿途平放一系列

2、線圈，下列說(shuō)法正確的是() A.當(dāng)列車(chē)運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)線圈的磁通量會(huì)發(fā)生變化 B.列車(chē)的速度越快，通過(guò)線圈的磁通量變化越快 C.列車(chē)運(yùn)行時(shí)，線圈中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流 D.線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與列車(chē)速度無(wú)關(guān),解析列車(chē)運(yùn)動(dòng)時(shí)安裝在每節(jié)車(chē)廂底部的磁鐵產(chǎn)生的磁場(chǎng)使通過(guò)線圈的磁通量發(fā)生變化，列車(chē)速度越快，通過(guò)線圈的磁通量變化越快，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，由于通過(guò)線圈的磁通量發(fā)生變化，線圈中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與通過(guò)線圈的磁通量的變化率成正比，與列車(chē)的速度有關(guān)，由以上分析可知，選項(xiàng)A、B、C正確，D錯(cuò)誤。 答案ABC 名師點(diǎn)睛磁通量的變化率/t決定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，磁通量最大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不一

3、定最大；磁通量為零，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不一定為零。,D.穿過(guò)線圈的磁通量等于0，所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)就一定為0,【跟蹤訓(xùn)練1】 關(guān)于感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，下列說(shuō)法中正確的是() A.穿過(guò)線圈的磁通量越大，所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)就越大 B.穿過(guò)線圈的磁通量的變化量越大，所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)就越大,答案C,要點(diǎn)2法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用,【例2】 單匝矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)軸垂直于磁場(chǎng)，若線圈所圍面積里的磁通量隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖1所示，則(),圖1 A.線圈中0時(shí)刻的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大 B.線圈中t1時(shí)刻的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大 C.線圈中0至t1時(shí)間內(nèi)平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為0.4 V D.線圈中t1至t2時(shí)間內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

4、逐漸減小,解析單匝線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)取決于磁通量的變化率，而磁通量的變化率在t圖象中實(shí)際上是圖線上各點(diǎn)切線的斜率，0時(shí)刻斜率最大，t1時(shí)刻斜率最小，因此0時(shí)刻的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，而t1時(shí)刻的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為0。從0到t1時(shí)刻，所用時(shí)間為0.005 s，磁通量改變了2103 Wb，則磁通量的變化率為0.4 Wb/s，因此感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為0.4 V。從t1至t2時(shí)間內(nèi)，圖線的斜率逐漸增大，所以感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也逐漸增大。故正確選項(xiàng)為A、C。 答案AC,答案B,【跟蹤訓(xùn)練2】 如圖2所示，一正方形線圈的匝數(shù)為n，邊長(zhǎng)為a，線圈平面與勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直，且一半處在磁場(chǎng)中，在t時(shí)間內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向不變，大小由B均勻地增

5、大到2B。在此過(guò)程中，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為(),圖2,知識(shí)點(diǎn)二導(dǎo)體切割磁感線時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),導(dǎo)體垂直于磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)，B、l、v兩兩垂直時(shí)，如圖3所示，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E_____。,基 礎(chǔ) 梳 理,圖3,Blv,要 點(diǎn) 精 講,(1)在公式EBlv中，l是指導(dǎo)體棒的有效切割長(zhǎng)度，即導(dǎo)體棒在垂直于速度v方向上的投影長(zhǎng)度，如圖4所示的幾種情況中，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)都是EBlv。,圖4 (2)公式中的v應(yīng)理解為導(dǎo)線和磁場(chǎng)間的相對(duì)速度，當(dāng)導(dǎo)線不動(dòng)而磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)時(shí)，也有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生。 (3)該公式可看成法拉第電磁感應(yīng)定律的一個(gè)推論，通常用來(lái)求導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)速度為v時(shí)的瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，隨著v的變化，E也相應(yīng)變化；若v為平均

6、速度，則E也為平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。,【例3】 如圖5所示，PQRS為一正方形導(dǎo)線框，它以恒定速度向右進(jìn)入以MN為邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于線框平面，邊界MN與線框的邊成45角，E、F分別為PS和PQ的中點(diǎn)。關(guān)于線框中的感應(yīng)電流，正確的說(shuō)法是(),圖5,A.當(dāng)E點(diǎn)經(jīng)過(guò)邊界MN時(shí)，線框中感應(yīng)電流最大 B.當(dāng)P點(diǎn)經(jīng)過(guò)邊界MN時(shí)，線框中感應(yīng)電流最大 C.當(dāng)F點(diǎn)經(jīng)過(guò)邊界MN時(shí)，線框中感應(yīng)電流最大 D.當(dāng)Q點(diǎn)經(jīng)過(guò)邊界MN時(shí)，線框中感應(yīng)電流最大 解析當(dāng)P點(diǎn)開(kāi)始進(jìn)磁場(chǎng)時(shí)，R點(diǎn)也開(kāi)始進(jìn)磁場(chǎng)，這是因?yàn)镻R連線與MN平行，這時(shí)切割磁感線的有效長(zhǎng)度為最大，等于RS。所以，回路產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，電流也最大，選項(xiàng)B正

7、確。 答案B,【例4】 如圖6所示，一導(dǎo)線彎成半徑為a的半圓形閉合回路。虛線MN右側(cè)有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直于回路所在的平面。回路以速度v向右勻速進(jìn)入磁場(chǎng)，直徑CD始終與MN垂直。從D點(diǎn)到達(dá)邊界開(kāi)始到C點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)為止，下列結(jié)論正確的是(),圖6,答案CD,知識(shí)點(diǎn)三反電動(dòng)勢(shì),1.電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線圈中會(huì)產(chǎn)生____________，它的作用是______線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈要維持原來(lái)的轉(zhuǎn)動(dòng)就必須向電動(dòng)機(jī)提供電能，電能轉(zhuǎn)化為_(kāi)_______________。 2.若電動(dòng)機(jī)工作時(shí)由于機(jī)械阻力過(guò)大而停止轉(zhuǎn)動(dòng)，這時(shí)就沒(méi)有了____________，線圈中電流會(huì)很大，可能會(huì)把電動(dòng)機(jī)______，這時(shí)

8、應(yīng)立即____________，進(jìn)行檢查。,基 礎(chǔ) 梳 理,反電動(dòng)勢(shì),阻礙,其他形式能,反電動(dòng)勢(shì),燒毀,切斷電源,即 學(xué) 即 練,關(guān)于反電動(dòng)勢(shì)，下列說(shuō)法中正確的是() A.只要線圈在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)就能產(chǎn)生反電動(dòng)勢(shì) B.只要穿過(guò)線圈的磁通量變化，就產(chǎn)生反電動(dòng)勢(shì) C.電動(dòng)機(jī)在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)線圈內(nèi)產(chǎn)生反電動(dòng)勢(shì) D.反電動(dòng)勢(shì)就是發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì) 解析反電動(dòng)勢(shì)是與電源電動(dòng)勢(shì)相反的電動(dòng)勢(shì)，其作用是削弱電源的電動(dòng)勢(shì)。產(chǎn)生反電動(dòng)勢(shì)的前提是必須有電源存在，故C正確。 答案C,1.關(guān)于感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，下列說(shuō)法正確的是() A.穿過(guò)閉合電路的磁通量最大時(shí)，其感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一定最大 B.穿過(guò)閉合電路的磁通量為零時(shí)，其感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一

9、定為零 C.穿過(guò)閉合電路的磁通量由不為零變?yōu)榱銜r(shí)，其感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一定為零 D.穿過(guò)閉合電路的磁通量由不為零變?yōu)榱銜r(shí)，其感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一定不為零 解析磁通量的大小與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小不存在內(nèi)在的聯(lián)系，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；當(dāng)磁通量由不為零變?yōu)榱銜r(shí)，閉合電路的磁通量一定改變，一定有感應(yīng)電流產(chǎn)生，有感應(yīng)電流就一定有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確。 答案D,2.如圖7所示，閉合開(kāi)關(guān)S，兩次將條形磁鐵插入閉合線圈，第一次用時(shí)0.2 s，第二次用時(shí)0.4 s，并且兩次條形磁鐵的起始和終止位置相同，則(),A.第一次線圈中的磁通量變化較快 B.第一次電流表G的最大偏轉(zhuǎn)角較大 C.第二次電流表G的最大偏轉(zhuǎn)角較大 D.若斷開(kāi)

10、S，電流表G均不偏轉(zhuǎn)，故兩次線圈兩端均無(wú)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),圖7,解析兩次線圈的磁通量變化相同，第一次時(shí)間短，則第一次線圈中磁通量變化較快，選項(xiàng)A正確；感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與磁通量的變化率成正比，磁通量的變化率大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大，產(chǎn)生的感應(yīng)電流也大，選項(xiàng)B正確，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，電流表不偏轉(zhuǎn)，可知感應(yīng)電流為零，但感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不為零，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 答案AB,3.為了利用海洋資源，海洋工作者有時(shí)根據(jù)水流切割地磁場(chǎng)所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)來(lái)測(cè)量海水的流速。假設(shè)海洋某處的地磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度豎直分量為0.5104 T，水平分量為0.3104 T。水流是南北流向，將兩個(gè)電極一東一西豎直插入此處海水中。若兩電極相距10 m，與

11、兩電極相連的靈敏電壓表讀數(shù)為0.3 mV，則海水的流速大小為() A.6 m/s B.60 cm/s C.1 m/s D.10 cm/s 解析海水南北流動(dòng)，將切割豎直分量的磁場(chǎng)，從而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，由法拉第電磁感應(yīng)定律可得，UB豎直lv，解得速度v0.6 m/s60 cm/s。 答案B,4.在圖8中，EF、GH為平行的金屬導(dǎo)軌，其電阻不計(jì)，R為電阻，C為電容器，AB為可在EF和GH上滑動(dòng)的導(dǎo)體橫桿。有勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌平面。若用I1和I2分別表示圖中該處導(dǎo)線中的電流，則當(dāng)橫桿AB(),圖8 A.勻速滑動(dòng)時(shí)，I10，I20 B.勻速滑動(dòng)時(shí)，I10，I20 C.加速滑動(dòng)時(shí)，I10，I20 D.加速

12、滑動(dòng)時(shí)，I10，I20,解析導(dǎo)體橫桿水平運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，對(duì)整個(gè)電路，可把導(dǎo)體橫桿AB看做電源，等效電路如下圖所示。當(dāng)導(dǎo)體橫桿勻速滑動(dòng)時(shí)，電動(dòng)勢(shì)E不變，故I10，I20。當(dāng)導(dǎo)體橫桿加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，電動(dòng)勢(shì)E不斷變大，電容器不斷充電，故I10，I20。,答案D,5.如圖9所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向豎直向下，在磁場(chǎng)中有一邊長(zhǎng)為l的正方形導(dǎo)線框，ab邊質(zhì)量為m，其余邊質(zhì)量不計(jì)，cd邊有固定的水平軸，導(dǎo)線框可以繞其轉(zhuǎn)動(dòng)；現(xiàn)將導(dǎo)線框拉至水平位置由靜止釋放，不計(jì)摩擦和空氣阻力，金屬框經(jīng)過(guò)時(shí)間t運(yùn)動(dòng)到豎直位置，此時(shí)ab邊的速度為v，求：,圖9 (1)此過(guò)程中線框產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小； (2)線框運(yùn)動(dòng)到豎直位置時(shí)線框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小。,