法拉第电磁感应定律学案

二法拉第电磁感应定律（学案）

学习目标：

1．熟练掌握法拉第电磁感应定律，及各种情况下感应电动势的计算方法。

2．知道自感现象及其应用，日光灯

学习重点：法拉第电磁感应定律

学习难点：法拉第电磁感应定律的应用

学习内容：

一、法拉第电磁感应定律

1．法拉第电磁感应定律

电路中感应电动势的大小：

在导线切割磁感线产生感应电动势的情况下，由法拉第电磁感应定律可推出感应电动势的大小是：【例1】如图所示，长L宽L的矩形线圈电阻为R，处于磁感应强度为B的匀强磁场边21缘，

线圈与磁感线垂直。求：将线圈以向右的速度v匀速拉出磁场的过程中，⑴拉力F大小；

⑵拉力的功率P；⑶拉力做的功W；⑷线圈中产生的电热Q ；⑸通过线圈某一截面的电荷量

q 。

L 1

v

B LF

2

（其余导体部分的电，上端串有电阻R】如图所示，竖直放置的【例2U形导轨宽为Lab的匀强磁场方向垂直于纸面向外。金属棒。磁感应强度为阻都忽略不计）B R

保持水平而下滑。ab的质量为m，与导轨接触良好，不计摩擦。从静止释放后

试求ab下滑的最大速度v m a L

m b

B a

- 1 -

L1

L2

b

【例3】如图所示，U形导线框固定在水平面上，右端放有质量为m的金属棒ab，ab与导轨间的动摩擦因数为μ，它们围成的矩形边长分别为L、L，回路的总电阻为R。从t=021时刻起，在竖直向上方向加一个随时间均匀变化的匀强磁场B=kt，（k>0）那么在t为多大时，金属棒开始移动？

．转动产生的感应电动势2v

的匀强磁场方向垂⑴转动轴与磁感线平行。如图磁感应强度为B ωa o 逆时o为轴在该平面内以角速度ω直于纸面向外，长L的金属棒oa以针匀速转动。求金属棒中的感应电动势。

ωda

B

L21 c b

，，所围面积为LS⑵线圈的转动轴与磁感线垂直。如图矩形线圈的长、宽分别为L、21匀速转动。

向右的匀强磁场的磁感应强度为B，线圈绕图示的轴以角速度ω

y

b B ωa o

x

轴左侧和右侧分别有垂直于纸面向外、向里的匀强磁】如图所示，坐标系yxoy4【例，o，半径为R，其圆心在原点场，磁感应强度均为B，一个围成四分之一圆形的导体环oabE逆时针匀速转动。试画出环内感应电动势起绕开始时在第一象限。从t=0o点以角速度ω随时间t。而变的函数图象（以顺时针电动势为正）

3.电磁感应中的能量守恒只要有感应电流产生，电磁感应现象中总伴随着能量的转化。电磁感应的题目往往与能量守恒的知识相结合。这种综合是很重要的。要牢固树立起能量守恒的思想。，

在竖直平面dmabcd5【例】如图所示，矩形线圈质量为，宽为c d 内由静止自由下落。其下方有如图方向的匀强磁场，磁场上、下边界水边刚进入磁场就开始做匀速运动，那么在线圈d平，宽度也为，线圈abb a

穿越磁场的全过程，产生了多少电热？

- 2 -

【例6】如图所示，水平面上固定有平行导轨，磁感应强度B

横cdab、为B的匀强磁场方向竖直向下。同种合金做的导体棒d a

，m L，ab的质量为2截面积之比为∶1，长度和导轨的宽均为abcd都垂直于导轨静止，不计摩擦。给r，开始时ab、电阻为c b 最v、在以后的运动中，cd的最大速度一个向右的瞬时冲量I，m、产生的电热各是多少？大加速度a m二、感应电量的计算根据法拉第电磁感应定律，在电磁感应现象中，只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就会产生感应电流。设在时间内通过导线截面的电量为，则根据电流定义式及法t?n??/E?拉第电磁感应定律，得：= q 穿过闭合电路磁通量变化的形式一般有下列几种情况：发生变化时，B；1）闭合电路的面积

在垂直于磁场方向上的分量S不变，磁感应强度（发生变化时，；）磁感应强度B不变，闭合电路的面积在垂直于磁场方向上的分量S（2 。与闭合电路的面积在垂直于磁场方向的分量BS均发生变化时，（3）磁感应强度】如图所示，闭合导线框的质量可以忽略不计，将它从如图所示的位置匀速拉出7【例时间拉出，外力所做的功为，通过导线截面的电量为；第二次用0.3s匀强磁场。若第一次用）时间拉出，外力所做的功为，通过导线截面的电量为，则

（

A.

B.

C.

D.

】如图所示，空间存在垂直于纸面的均匀磁场，在半径为的圆形区域内部及外部，8【例的圆形导线环放置在纸面内，R电阻为磁感应强度的大小均为磁场方向相反，B。一半径为，均匀地减小到零的过程中，通过导线B其圆心与圆形区域的中心重合。当内、外磁场同时由。截面的电量____________- 3 -

放在A9】如图所示是一种测量通电螺线管中磁场的装置，把一个很小的测量线圈【例使螺线管的电流反向时，当用双刀双掷开关S线圈与测量电量的冲击电流计待测处，G串联，，就可以算出线圈测出电量Q测量线圈中就产生感应电动势，从而引起电荷的迁移，由表G串联电路的总电阻为，它和表G。已知测量线圈共有N匝，直径为d所在处的磁感应强度B B为多大？R，则

被测处的磁感强度

沿着磁针所指的南北方向平放在北半球的一abcd】一个电阻为10R的长方形线圈【例0互换位置，

dcab180=L，如图所示。现突然将线圈翻转与，使L个水平桌面上，ab=，bc21边转动，使之ad 边不动，将线圈绕用冲击电流计测得导线中流过的电量为Q。然后维持ad1 Q，试求该处地磁场

的磁感强度的大小。突然竖直，这次测得导线中流过的电量为2

四、强化训练）（．如图所示，矩形闭合线圈与匀强磁场垂直，一定产生感应电流的是1

．以一条边为轴转动 B A．垂直于纸面运动D．沿与磁场垂直的方向平动

C．线圈形状逐渐变为圆形

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2．闭合电路中产生感应电动势的大小，跟穿过这一闭合电路的下列哪个物理量成正比

（）

A．磁通量B．磁感强度

C．磁通量的变化率D．磁通量的变化量

3．穿过一个单匝线圈的磁通量始终保持每秒钟减少2Wb，则

（）

A．线圈中感应电动势每秒增加2V

B．线圈中感应电动势每秒减少2V

C．线圈中无感应电动势

D．线圈中感应电动势保持不变

4．如图所示，在磁感应强度为0.2T的匀强磁场中，有一长为0.5m的导体AB在金属框架上以10m/s的速度向右滑动，R=R=20Ω，其它电阻不计，则流过AB的电流21是。

5．如图所示，在匀强磁场中，有一接有电容器的导线回路，已知C=30μF，L=5cm，L=8cm，21-2T/s的速率均匀增强，则电容器C所带的电荷量为磁场以5×10 C