20xx粤教版高中物理选修3-214法拉第电磁感应定律

20xx粤教版高中物理选修3-214法拉第电磁感应定律内容摘要：

s in θ 只适用于导体在磁场中做切割磁感线运动的情况． (3) 实际应用不同 E ＝ nΔ ΦΔ t应用于磁感应强度变化所产生的电磁感应现象较方便： E＝ BL v s in θ 应用于导线切割磁感线所产生的电磁感应现象较方便． (4) E 的意义不同 E ＝ nΔ ΦΔ t求得的是平均感应电动势，当 Δ t → 0 时， E ＝ nΔ ΦΔ t可表示瞬时感应电动势； E ＝ BL v sin θ 求得的是瞬时感应电动势，当 v表示 Δ t 时间内的平均速度时， E ＝ BL v si n θ 可表示平均感应电动势． 特别提醒 感应电动势是标量，但有方向，在内电路中电流的方向与电动势的方向相同． 法拉第电磁感应定律的应用 【典例 1 】 一个共有 10 匝的闭合矩形线圈，总电阻为 10 Ω 、面积为 m2，置于水平面上．若线框内的磁感应强度在 s 内由竖直向下从 T 均匀减少到零，再反向均匀增加到 T ．则在此时间内，线圈内导线中的感应电流大小为 __________A ，从上向下俯视，线圈中电流的方向为________ 时针方向． 解析 根据法拉第电磁感应定律 E ＝ nΔ ΦΔ t ＝ nΔ BΔ tS ＝ nB2＋ B1Δ tS ＝10  ＋  V ＝ 80 V 所以 I ＝ER＝8010A ＝ 8 A 根据楞次定律，磁感应强度 B 从 B1开始均匀减 少到零的过程中，感应电流的磁场阻碍原磁通的减少，与原磁通的方向同向，感应电流的方向是顺时针的 ． 接着磁感应强度 B 从零开始反方向均匀增 加到 B2，这个过程中，穿过闭合线圈的磁通量反方向增加，感应电流的磁场要阻碍原磁场的增加，其方向是竖直向下，再根据安培定则判断感应电流的方向仍然是顺时针的 ． 答案 8 顺 借题发挥 ( 1) 电磁感应问题，由法拉第电磁感应 定律求出感应电动势后，就将电磁感应问题转化为电路问题，运用电路有关知识求解． ( 2) 利用图象分析问题时，应首先确定纵、横坐标的含义，分析图象的斜率、截距等的含义． 【变式 1 】 ( 单选 ) ( 201 1 昌平区高一检测 ) 穿过某闭合回路的磁通量 Φ 随时间 t 变化的图象分别如 图 1 4 5 中的 ① ～ ④ 所示，下列说法正确的是 ( ) ． 图 1 4 5 A ．图 ① 有感应电动势，且大小恒定不变 B ．图 ② 产生的感应电动势一直在变大 C ．图 ③ 在 0 ～ t1时间内的感应电动势是 t1～ t2时间内感应电动势的 2 倍 D ．图 ④ 产生的感应电动势先变大再变小 解析 感应电动势 E ＝Δ ΦΔ t，而Δ ΦΔ t对应 Φt 图象中图线的斜率，根据图线斜率的变化情况可得： ① 中无感应电动势； ② 中感应电动势恒定不变； ③ 中感应电动势 0 ～ t1时间内的大小是 t1～ t2时间内大小的 2 倍； ④ 中感应电动势先变小再变大． 答案 C 【典例 2 】 如 图 1 4 6 所示，三角形金属导轨 EOF 上放有一金属杆 AB ，在外力作用下，使 AB 保持与 OF 垂直，以速度 v 匀速从 O 点开始右移，若导轨与金属棒均为粗细相同的同种金属制成，则下列判断正确的是 ( ) ． A ．电路中的感应电流大小不变 B ．电路中的感应电动势大小不变 C ．电路中的感应电动势逐渐增大 D ．电路中的感应电流逐渐减小 运动导体切割磁感线产生的电动势 图 146 思路点拨 本题考查用公式 E ＝ Bl v s in θ 求感应电动势．解题关键是正确推导出感应电动势和感应电流的表达式． 解析 导体棒从 O 开始到如题图所示位置所经历时间设为 t ，∠ EOF ＝ θ ，则导体棒切割磁感线的有效长度 L ⊥ ＝ OB t an θ ，故 E ＝ Bl ⊥ v ⊥ ＝ B v v t t a n θ ＝ B v2 t t an θ ，即电路中 电动势与时间成正比， C 正确；电路中电流强度 I ＝ER＝B v2t a n θ tρlS 而 l ＝ △ OA B 的周长＝ OB ＋ AB ＋ OA ＝ v t ＋ v t t an θ ＋v tc os θ＝v t1 ＋ t an θ ＋1c os θ， 所以 I ＝B v S t an θρ1 ＋ t an θ ＋1c os θ＝恒量，所以 A 正确． 答案 AC。