高中物理人教版 (新课标)选修34 法拉第电磁感应定律学案设计
展开【知识要点】
1、感应电动势: 。
产生感应电动势的导体相当于电源。
2、法拉第电磁感应定律: , 这就是法拉第电磁感应定律。公式表示为: ,线圈有匝时 。
3、导体切割磁感线时的感应电动势公式: ,两两互相垂直,
如果导线的运动方向与导体本身是垂直的,但与磁感线方向成一夹角,
感应电动势公式为: 。
4、通电电路中,如果由于电磁感应而产生的感应电动势要削弱电路中的电源电动势,这个电
动势称 。
【典型例题】
例1、有一个1000匝的线圈,在0.4s内通过它的磁通量从0.02Wb增加到0.09Wb,求线圈中的感应电动势。如果线圈的电阻是10,把一个电阻为990的电热器连接在它的两端,通过电热器的电流是多大?
例2、如图所示,直角三角形导线框固定在匀强磁场中,是一段长为、电阻为的均匀导线,和的电阻可不计,长度为。磁场的的磁感应强度为,方向垂直纸面向里。现有一段长度为、电阻为的均匀导体杆架在导线框上,开始时紧靠,然后沿方向以恒定速度向端滑动,滑动中始终与平行并与导线框保持良好接触。(1)刚开始时,导线中的电流是多大?方向如何?(2)当滑过的距离为时,导线中的电流是多大?
例3、如图(a)所示,矩形线圈,长,宽,匝数,线圈回路总电阻,整个线圈平面均处于垂直于线圈平面的匀强磁场中,磁感应强度随时间的变化规律如图所示。求:⑴线圈回路的感应电动势的大小;⑵在时线圈边所受安培力的大小。
【课堂检测】
1、关于某一闭合电路中感应电动势的大小,下列说法中正确的是( )
A、跟穿过这一闭合电路的磁通量的大小成正比
B、跟穿过这一闭合电路的磁通量的变化大小成正比
C、跟穿过这一闭合电路的磁通量的变化快慢成正比
D、跟穿过闭合电路所在处的磁感应强度的大小成正比
2、如图所示,图甲中环形导线框的匝数,它的两个端点与电压表相连,导线框中的磁通量如图乙所示,则( )
A、
B、
C、
D、
3、半径为10㎝的圆形线圈共有100匝,垂直穿过线圈平面的匀强磁场的磁感应强度为0.5T。若此磁场在0.1s内方向转过90°,则这段时间内在线圈中产生的平均感应电动势的大小为 。
4、如图所示,两块水平放置的金属板,距离为,用导线与一个匝的线圈连接,将线圈置于方向竖直向上的磁场中,两板间有一个质量为、带正电荷量为的微粒,恰好处于静止状态,则磁通量对时间的变化率等于多少?
4.4 法拉第电磁感应定律
班级 姓名 学号
1、关于电磁感应,下述说法正确的是( )
A、穿过线圈的磁通量越大,感应电动势越大
B、穿过线圈的磁通量为零,感应电动势一定为零
C、穿过线圈的磁通量的变化越大,感应电动势越大
D、穿过线圈的磁通量变化越快,感应电动势越大
2、如图所示,与轴的夹角为30°的匀强磁场磁感应强度为,一根长的金属棒在此磁场中运动时始终与轴平行。以下情况中,可在棒中得到大小为电动势的有( )
A、以速率向轴方向运动
B、以速率垂直磁场方向运动
C、以速率向轴方向运动
D、以速率向轴方向运动
3、喷气式飞机两翅翼端间的距离为,飞机最大速率为,飞机所在区域的地磁场磁感应强度大约为。那么,飞机在飞行过程中产生的最大电动势为 ,最小电动势为 。
4、如图示,一粗细均匀、电阻为的金属圆环,其直径为,匀强磁场的磁感应强度为,方向垂直纸面向里,分布于整个环面,一根长也为、电阻为的金属棒对称地放在环上,并以速率匀速向左运动,当棒运动到环中间虚线所示的位置时,金属棒两端的电势差的大小为多少?
5、当航天飞机在环绕地球的轨道上飞行时,从中释放一颗卫星,卫星与航天飞机保持相对静止,两者用导电缆绳相连,这种卫星称为绳系卫星,利用它可以进行多种科学实验。现有一颗绳系卫星在地球赤道上空沿东西方向运行。卫星位于航天飞机正上方,它与航天飞机间的距离是20.5km,卫星所在位置的地磁场为,沿水平方向由南向北。如果航天飞机和卫星的运行速度是7.6km/s,求缆绳中的感应电动势。
6、如图,矩形线圈在匀强磁场中绕轴转动时,线圈中的感应电动势是否变化?为什么?设线圈的两个边长分别是和,转动时角速度是,磁场的磁感应强度为。试证明:在图示位置时,线圈中的感应电动势为式中,为线圈面积。
7、如图所示,A、B两个闭合线圈用同样的导线制成,匝数均为10匝,半径,图示区域内有匀强磁场,且磁感应强度随时间均匀减小。⑴A、B线圈中产生的感应电动势之比是多少?⑵两线圈中感应电流之比是多少?
8、如图所示,边长为0.1m的正方形线圈ABCD在大小为0.5T的匀强磁场中,以AD边为轴匀速转动,初始时刻线圈平面与磁感线平行,经过1s线圈转了90°,求:⑴线圈在1s内产生的感应电动势的平均值;⑵线圈在1s末时的感应电动势的大小。
9、图是电磁流量计的示意图。圆管由非磁性材料制成,空间有匀强磁场。当管中的导电液体流过磁场区域时,测出管壁上MN两点间电动势E,就可以知道管中液体的流量Q——单位时间内流过管道横截面的液体的体积。已知管的直径为,磁感应强度为,试推出与Q关系的表达式。假定管中各处液体的流速相同。
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