教案(52)———法拉第电磁感应定律应用(一) 考点解读 考 点 解 读 学 题 目 分 布 感应电动势 知道： 电磁感应电动势 理解： 闭合导体的一部分做切割磁感线运动时感应电动势的大小 注意： 只限于B、L、v三者相互垂直，且导体上各点的切割速度均相等的简单情况 A B 04年上海高考第22题 05年上海高考第22题 06年上海高考第12题 22题 07年上海高考第23题 08年上海高考第9题 12题 09年上海高考第24题 法拉第电磁感应定律 演示实验： 感应电动势的大小与哪些因素有关 理解： 法拉第电磁感应定律 B 05年上海高考第11题 教学目标 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． 教师归纳 1．定律内容： 电路中的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．表达式ε＝. 2．几种典型的感应电动势大小的计算 (1)一段切割 导体在匀强磁场中做切割磁感线运动．谁切割磁感线谁就是产生感应电动势的电源．感应电动势的大小为ε＝BLv 式中 B———匀强磁场的磁感应强度； L———导体的有效长度； v———垂直磁场方向的速度． (2)回路Ф变 闭合导体不动，穿过闭合电路磁通量发生变化，这时整个线圈就相当一电源，感应电动势的大小为 ε＝n 式中 n———闭合线圈的匝数； ———磁通量对时间的变化率． 分类剖析 (一)电磁感应基本应用 例1 如图所示，长L1宽L2的矩形线圈电阻为R，处于磁感应强度为B的匀强磁场边缘，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． (1)拉力F大小； (2)拉力的功率P； (3)拉力做的功W； (4)线圈中产生的电热Q； (5)通过线圈某一截面的电荷量q. 【解析】 这是一道基本练习题，要注意所用的边长究竟是L1还是L2. 还应该思考一下所求的各物理量与速度v之间有什么关系． (1)E＝BL2v，I＝，F＝BIL2，∴F＝eq \f(B2Lv,R)∝v (2)P＝Fv＝eq \f(B2L,R)v2∝v2 (3)W＝FL1＝eq \f(B2LL1v,R)∝v (4)Q＝W∝v (5)q＝I·t＝t＝与v无关 特别要注意电热Q和电荷q的区别，其中q＝与速度无关！ (这个结论以后经常会遇到). 例2 如图所示，竖直放置的U型导轨宽为L，上 端接有电阻R(其余导体部分的电阻都忽略不计)．磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直于纸面向外．金属棒ab的质量为m，与导轨接触良好，不计摩擦．从静止释放后ab保持水平而下滑．试求ab下滑的最大速度vm. 【解析】 释放瞬间ab只受重力，开始向下加 速运动．随着速度的增大，感应电动势E、感应电流I、安培力F都随之增大，加速度随之减小．当F增大到F＝mg时，加速度变为零，这时ab达到最大速度． 由F＝＝mg，可得 vm＝ 【点评】 这道题也是一个典型的习题．要注意 该过程中的功能关系： 重力做功的过程是重力势能向动能和电能转化的过程；安培力做功的过程是机械能向电能转化的过程；合外力(重力和安培力)做功的过程是动能增加的过程；电流做功的过程是电能向内能转化的过程．达到稳定速度后，重力势能的减小全部转化为电能，电流做功又使电能全部转化为内能．这时重力的功率等于电功率也等于热功率．进一步讨论： 如果在该图上端电阻右边安一只电键，让ab下落一段距离后再闭合电键，那么闭合电键后ab的运动情况又将如何？(无论何时闭合电键，ab可能先加速后匀速，也可能先减速后匀速，但最终稳定后的速度总是一样的)． 例3 如图所示，U型导线框固定 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L1、L2，回路的总电阻为R.从t＝0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？ 【解析】 由E＝＝kL1L2可知， 回路中感应电动势是恒定的，电流大小也是恒定的． 由于安培力F＝BIL∝B＝kt∝t，随时 ... ...
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