法拉第电磁感应定律 1

1. 法拉第电磁感应定律 1 通州区第四中学 刘玉芹 2009.12.10

2. 电磁感应现象的发现、研究、应用，把人类社会带入了飞速发展的电的时代。电磁感应现象的应用在生产、生活中都非常普遍。电磁感应现象的发现、研究、应用，把人类社会带入了飞速发展的电的时代。电磁感应现象的应用在生产、生活中都非常普遍。

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8. ∽ ∽ 基 础 梳 理 ∽ ∽ 一、本章知识结构 产生条件 描述 应用 自感 回路磁通量发生变化（本质是感应电动势，闭合回路有感应电流） 楞次定律（普适） 右手定则（杆切割） 电磁感应 现象 感应电流方向 感应电动势大小 法拉第电磁感应定律 1.一般式 2.平动切割式 3.转动切割式 力学问题 能量问题 电路问题 图像问题 本质 通电自感、断电自感

9. ∽ ∽ 基 础 梳 理 ∽ ∽ 二、感应电动势 1.概念 2.产生条件 3.方向 4.产生形式 在电磁感应现象中产生的电动势 磁通量变化，与电路是否闭合无关 楞次定律、右手定则，电源内电流流向就是电动势方向 磁场变化而产生----感生 切割运动而产生----动生

10. B B R E,r R t ∽ ∽ 基 础 梳 理 ∽ ∽ 等效电路 E——感生电动势

11. B E、r R R ∽ ∽ 基 础 梳 理 ∽ ∽ 等效电路 v E——动生电动势 等效是研究问题的一种方法

12. ∽ ∽ 基 础 梳 理 ∽ ∽ 5.大小---法拉第电磁感应定律 1）内容 2）表达式 3）特例---导体杆切割磁感线 电路中感应电动势的大小跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比 n是线圈匝数 平动切割 转动切割

13. ∽ ∽ 基 础 梳 理 ∽ ∽ B B B B l v v l θ v v 平动切割--- E = Blv *适用于计算回路中一部分导体在匀强磁场中切割磁感线运动时，该导体产生的瞬时感应电动势或平均感应电动势 *B、l、v 两两垂直，即 B⊥l ⊥v *l—导体在垂直磁场方向的有效切割长度

14. B ω l ∽ ∽ 基 础 梳 理 ∽ ∽ 转动切割

15. B E,r R v I R ∽ ∽规律方法解读∽ ∽ 1.产生感应电动势的导体相当于电源，其上电阻相当于电源内阻 2.电源内电流流向就是电动势方向 （电源正极）

16. ∽ ∽规律方法解读∽ ∽ 3.区分Φ、△Φ、△Φ/△t E感 与Φ无关 △Φ决定E感 的有无 △Φ/△t决定E感 的大小 4.比较 普遍与特殊、回路与一段直导线 v-- 瞬时性，a与v无关 △v — 一段时间内的改量，决定a的有无 △v/ △t—速度变化率，即a 类比是研究问题常用的方法 E =BLv

17. ∽ ∽规律方法解读∽ ∽ 5.两种感应电动势的处理方法 磁场变化产生多用 导体杆切割产生多用 E =BLv 平均 瞬时

18. ∽ ∽ 探 讨 交 流 ∽ ∽ 对本部分知识还存在什么问题？

19. ∽ ∽课 堂 互 动∽ ∽ 归纳：本题考查“楞次定律、法拉第电磁感应定律、安培力、感应电动势、左手定则”。注意“切割”的等效长度，求电动势平均值用 ，求瞬时值用E =BLv ，用题中所给字母表示物理量 例1、（09山东）如图所示，一导线弯成半径为a的半圆形闭合回路。虚线MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场。方向垂直于回路所在的平面。回路以速度v向右匀速进入磁场，直径CD始络与MN垂直。从D点到达边界开始到C点进入磁场为止，下列结论正确的是 A．感应电流方向不变 B． CD段直线始终不受安培力 C．感应电动势最大值E＝Bav D．感应电动势平均值 C C D D 题后小结： 本题考查的知识点？用到的规律公式？ 解此题需要注意的问题？ √ √ √ v

20. ∽ ∽课 堂 互 动∽ ∽ L b a c d h B 例2、（08北京）均匀导线制成的单匝正方形闭合线框abcd，每边长为L，总电阻为R，总质量为m。将其置于磁感强度为B的水平匀强磁场上方h处，如图所示。线框由静止自由下落，线框平面保持在竖直平面内，且cd边始终与水平的磁场边界平行。当cd边刚进入磁场时， 1）求线框中产生的感应电动势大小; 2）求cd 两点间的电势差大小; 3）若此时线框加速度恰好为零， 求线框下落的高度h所应满足 的条件。 归纳：本题考查“自由落体、安培力、感应电动势、闭合电路欧姆定律、牛顿第二定律、左右手定则”。注意“切割”的等效长度；求瞬时值用E =BLv；等效的内、外电路；列原始方程，不要方程套方程 ；区分左右手; 区分F、E的公式；最后结果是不是题中已知量。 题后小结： 本题考查的知识点？用到的规律公式？ 解此题需要注意的问题？

21. ∽ ∽自 主 体 验∽ ∽ 1.如图，光滑水平金属框架固定在方向竖直向下的匀强磁场中，框架左端连接一个R=0.4Ω的电阻，框架上面置一电阻r =0.1Ω的金属导体ab，金属导体长l=0.5m。两端恰与框架接触，且接触良好。金属导体在F = 0.4N的水平恒力作用下由静止开始向右运动，电阻R上消耗的最大电功率为P = 0.4 W。设水平金属框架足够长，电阻不计。 1)试判断金属导体a、b两端电势高低 2)金属导体ab的最大速度 3)求匀强磁场的磁感应强度 归纳：考查左右手定则、感应电动势、闭合电路欧姆定律、功率计算、串联特点。注意：左右手定则区分、安培力电动势的公式区分 题后小结： 本题考查的知识点？用到的规律公式？ 解此题需要注意的问题？ a端高，v=1.25m/s，B=0.8T

22. ∽ ∽自 主 体 验∽ ∽ 2.（04北京）如图甲所示，两根足够长的金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为θ的绝缘斜面上，两导轨间距为L。M、P两点间接有阻值为R的电阻。一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上，并与导轨垂直，整套装置处于匀强磁场B中，磁场方向垂直于斜面向下。导轨和金属棒的电阻都不计。让ab杆由静止开始下滑，导轨和金属杆接触良好，不计它们间摩擦。 1）由b向a方向看到的装置如图乙，在此图中画出ab下滑过程中某时刻的受力示意图 2）在加速下滑过程中，当ab棒的速度大小为v时，流过ab棒的电流大小及其加速度的大小？ 3）ab棒可以达到的最大速度的大小 归纳：考查左右手定则、受力分析、感应电动势、闭合电路欧姆定律、安培力、牛顿第二定律。注意：左右手定则区分、安培力电动势的公式区分 题后小结： 本题考查的知识点？用到的规律公式？ 解此题需要注意的问题？

23. ∽ ∽ 课 后 小 结 ∽ ∽ 感应电动势的有无、方向及感应电动势大小的计算是高考的重点；导体杆切割产生感应电动势需熟练掌握。 ∽ ∽ 作 业 ∽ ∽ P283--284

24. 1.水平放置的平行金属导轨，相距L=0.5m，左端接一电阻R=0.20Ω，磁感应强度B=0.40T，方向垂直于导轨平面，导体棒ab垂直放在导轨上，并能无摩擦的沿导轨滑动，导轨和导体棒电阻不计，当ac以ν=4.0m/s的速度水平向右匀速滑动时 （1）ac中感应电动势 （2）回路中感应电流的大小 （3）维持棒ac匀速运动的水 平外力F的大小

25. R N M 2. 如图所示，竖直放置的足够长的光滑平行金属导轨，间距为l＝0.50m，导轨上端接有电阻R＝0.80Ω，导轨电阻忽略不计。空间有一水平方向的有上边界的匀强磁场，磁感应强度大小为B=0.40T，方向垂直于金属导轨平面向外。质量为m=0.02kg、电阻r＝0.20Ω的金属杆MN，从静止开始沿着金属导轨下滑，下落一定高度后以v=2.5m/s的速度进入匀强磁场中，在磁场下落过程中金属杆始终与导轨垂直且接触良好。已知重力加 速度为g=10m/s2，不计空气阻力， 求在磁场中

27. B a v F R E r b a端电势较高 由P总= 得到B=0.80T W P总=Fv v=1.25m/s 电阻R上消耗电功率最大时， 电路消耗的总功率 P总=P+Pr=