20xx教科版高中物理選修3-2第1章第3節(jié)法拉第電磁感應(yīng)定律(完整版)
【正文】 76。R 60176。 SΔ t ＝ B0－ B0 S01 ＝ B0S0；第二種情況下的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為 E2＝B Δ SΔ t.(其中 Δ ΦΔ t是 Φ － t 圖像上某點(diǎn)切線的 斜率 .Δ BΔ t為 B－ t 圖像上某點(diǎn)切線的 斜率 ) (3)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于 電源． 如果電路沒(méi)有閉合，這時(shí)雖然沒(méi)有 感應(yīng)電流 ，但感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)依然存在． 二、導(dǎo)線切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) [問(wèn)題設(shè)計(jì) ] 如圖 2 所示，閉合電路一部分導(dǎo)體 ab 處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中， 磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B， ab 的有效長(zhǎng)度為 L，ab 以速度 v 勻速切割磁感線，求回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)． 圖 2 答案 設(shè)在 Δ t 時(shí)間內(nèi)導(dǎo)體 ab 由原來(lái)的位置運(yùn)動(dòng)到 a1b1，如圖所示，這時(shí)線框面積的變化量為Δ S＝ LvΔ t 穿過(guò)閉合電路磁通量的變化量為 Δ Φ ＝ BΔ S＝ BLvΔ t 根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得 E＝ Δ ΦΔ t ＝ BLv. [要點(diǎn)提煉 ] 1．當(dāng)導(dǎo)體平動(dòng) 垂直 切割磁感線時(shí)，即 B、 L、 v 兩兩垂直時(shí) (如圖 3所示 )E＝ BLv. 圖 3 2．公式中 L 指 有效切割長(zhǎng)度 ：即導(dǎo)體在與 v 垂直的方向上的投影長(zhǎng)度． 圖 4 圖 4 甲中的有效切割長(zhǎng)度為： L＝ cd sin θ ； 圖乙中的有效切割長(zhǎng)度為： L＝ MN ； 圖丙中的有效切割長(zhǎng)度為：沿 v1的方向運(yùn)動(dòng)時(shí)， L＝ 2R；沿 v2的方向運(yùn)動(dòng)時(shí)， L＝ R. [延伸思考 ] 如圖 5所示，如果長(zhǎng)為 L的直導(dǎo)線的運(yùn)動(dòng)方向與直導(dǎo)線本身是垂直的，但與磁感線方向有一個(gè)夾角 θ (θ ≠90176。 Ssin θ ＝ (－ ) 2010 － 4 Wb ＝ 410 － 4 Wb 磁通量的平均變化率為 Δ ΦΔ t＝ 410－ 4 Wb/s ＝ 810 － 3 Wb/s 根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小為 E＝ nΔ ΦΔ t ＝ 200810 － 3 V＝ V. 答案 410 － 4 810 － 3 例 3 如圖 6 甲所示，一個(gè)電阻值為 R，匝數(shù)為 n 的圓形金屬線圈與阻值為 2R的電阻 R1連接成閉合回路，線圈的半徑為 r2的圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直于線圈平面向里 的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度 B隨時(shí)間 t 變化的關(guān)系圖線如圖乙所示，圖線與橫、縱軸的截距分別為 t0和 B0.導(dǎo)線的電阻不計(jì)，求 0 至 t1時(shí)間內(nèi)通過(guò)電阻 R1上的電流大?。? 圖 6 解析 由法拉第電磁感應(yīng)定律得感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為 E＝ nΔ ΦΔ t ＝ nπ r22Δ BΔ t＝ nπ B0r22t0 . 由閉合電路歐姆定律有 I1＝ E2R＋ R，聯(lián)立以上各式解得通過(guò)電阻 R1上的電流大小為 I1＝ nπ B0r223Rt0 . 答案 nπ B0r223Rt0 三、公式 E＝ BLv 的應(yīng)用 例 4 試寫出如圖 7所示的各種情況下導(dǎo)線中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式 [導(dǎo)線長(zhǎng)均為 L，速度為 v，磁感應(yīng)強(qiáng)度均為 B，圖 (3)、 (4)中導(dǎo)線垂直紙面 ]． 圖 7 答案 (1)E＝ 0 (2)E＝ BLv (3)E＝ 0 (4)E＝ BLvcos θ 1． (對(duì)法拉第電磁感應(yīng)定律的理解 )如圖 8 所示，閉合金屬導(dǎo)線框放置在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化，下列說(shuō)法正確的是 ( ) 圖 8 A．當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度增加時(shí)，線框中的感應(yīng)電流可能減小 B．當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度增加時(shí)，線框
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