2020高考物理一轮能力提升 9-2法拉第电磁感应定律考点+重点+方法
8页1、第二课时 法拉第电磁感应定律 【教学要求】1理解法拉第电磁感应定律。2理解计算感应电动势的两个公式E=BLv和的区别和联系,并应用其进行计算。(对公式E=BLv的计算,只限于L与B、v垂直的情况)。【知识再现】一、感应电动势:在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势。产生感应电动势的那一部分导体相当于电源,当电路断开时,无感应电流,但仍有感应电动势。二、法拉第电磁感应定律:1、内容:电路中的感应电动势大小,跟穿过这一电路的_成正比。2、公式:En/t。3、En/t计算的是感应电动势的平均值,可以理解为En BS/t,或En SB/t。三、导体做切割磁感线时感应电动势大小的计算:1、公式:EBL V2、条件:匀强磁场,LB,VL3、注意: L为导体“有效”切割磁感线的等效长度 V为导体切割磁感线的速度,一般导体各部分切割磁感线的速度相同。电势高低的判断:电源内部的电流是从低电势点流向高电势点。 4、对有些导体各部分切割磁感线的速度不相同的情况,V指平均速度如图所示,一长为L的导体杆AC绕A点在纸面内以角速度匀速转动,转动的区域内有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感强度为B则AC各部分切割磁感线
2、的速度不相等,vA0,vcL,而且AC上各点的线速度大小与半径成正比,所以AC切割的速度可以用其平均切割速度,即v= vc/2=L/2,故E=BL2/2。重点突破知识点一磁通量、磁通量的变化量及磁通量的变化率/t的关系【应用1】矩形形线框abcd绕OO 轴在磁感强度为0.2T的匀强磁场中以2 rs 的转速匀速转动,已知ab =20cm,bd=40cm,匝数为100匝,当线框从如图示位置开始转过90,则(1)线圈中磁通量的变化量等于多少?(2)磁通量平均变化率为多少?(3)线圈中产生的平均感应电动势E为多少?导示:(1)转过90,=BS-0=1.610-2Wb;(2)t=T/4=0.125s,/t =0.128 Wb/s;(3)En/t=12.8V。知识点二En/t 与EBLV的比较1研究对象不同:前者是一个回路(不一定闭合),后者是一段直导线(或等效成直导线)2.适用范围不同:前者具有普适性,无论什么方式引起的变化都适用,计算的是整个回路的感应电动势后者只适用于一段导线切割磁感线的情况,计算的是切割磁感线的这段导体两端的电动势3条件不同:前者不一定是匀强磁场,可以是变化,可以是B变化,
3、可以是S变化,也可以是S和B都变化。后者L,v,B之间应取两两互相垂直的分量,可采用投影的办法4.意义不同:前者求的是平均电动势,后者求的是瞬时电动势,当v取平均位时,也可求平均电动势5.使用情况不同:(1)求解导体做切割磁感线运动产生感应电动势的问题时,两个公式都可(2)求解某一过程(或某一段时间)内的电动势,平均电流, 通过导体某一横截面的电荷量等问题,应选用En/t。(3)求解某一时刻(或某一位置)的电动势,瞬时电流、功率及某段时间内的电功、电热等问题,应选用E=BLv。【应用2】如图所示,足够长的两光滑导轨水平放置,两条导轨相距为d,左端MN用阻值不计的导线相连,金属棒ab可在导轨上滑动,导轨单位长度的电阻为r0,金属棒ab的电阻不计。整个装置处于竖直向下的均匀磁场中,磁场的磁感应强度随时间均匀增加,B=kt,其中k为常数。金属棒ab在水平外力的作用下,以速度v沿导轨向右做匀速运动,t=0时,金属棒ab与MN相距非常近求:(1)当t=to时,水平外力的大小F(2)同学们在求t=to时刻闭合回路消耗的功率时,有两种不同的求法:方法一:t=to时刻闭合回路消耗的功率P=Fv方法二:
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