第一篇：《電磁感應(yīng)定律》教案

1、請(qǐng)你就《電磁感應(yīng)定律》一節(jié)的內(nèi)容用問題教學(xué)法或者探究教學(xué)法設(shè)計(jì)一個(gè)教案，并與同學(xué)一起分析與討論其亮點(diǎn)與不足。課題

法拉第電磁感應(yīng)定律

課型

新課

第幾課時(shí)

課時(shí)教學(xué)目標(biāo)(三維)

1．通過實(shí)驗(yàn)演示經(jīng)歷探究感應(yīng)電動(dòng)勢的存在來理解電磁感應(yīng)現(xiàn)象里感應(yīng)電動(dòng)勢，并能判斷其方向。

2.通過對(duì)的區(qū)別來體會(huì)這三個(gè)物理量的本質(zhì)含義。

3．在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上掌握法拉第電磁感應(yīng)定律，并使學(xué)生體會(huì)在發(fā)現(xiàn)和認(rèn)識(shí)物理規(guī)律中物理實(shí)驗(yàn)的重要作用，培養(yǎng)學(xué)生在物理實(shí)驗(yàn)中仔細(xì)觀察和認(rèn)真思考的能力。

4.經(jīng)歷由推導(dǎo)的過程，讓學(xué)生再次體會(huì)感應(yīng)電動(dòng)勢的產(chǎn)生條件，從而加深學(xué)生對(duì)感應(yīng)電動(dòng)勢物理本質(zhì)的理解

教學(xué) 重點(diǎn) 與 難點(diǎn)

重點(diǎn)：法拉第電磁感應(yīng)定律的建立和理解 難點(diǎn)：和E=BLvsinθ的區(qū)別和聯(lián)系

教學(xué) 方法 與 手段

實(shí)驗(yàn)法問題法類比法

使用教材構(gòu)想

法拉第電磁感應(yīng)定律是電磁學(xué)的核心內(nèi)容。前面幾節(jié)是從感應(yīng)電流的角度來認(rèn)識(shí)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的，這節(jié)課以感應(yīng)電流為引子，在此進(jìn)一步深入到感應(yīng)電動(dòng)勢來理解電磁感應(yīng)現(xiàn)象，所以，在引課時(shí)通過一個(gè)例題引入，從而讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到有電流就得有電動(dòng)勢，從而引入感應(yīng)電動(dòng)勢的概念，然后采用讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)方案，自己動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)，思考討論，教師引導(dǎo)找出規(guī)律的方法，使學(xué)生能夠深刻理解法拉第電磁感應(yīng)定律的建立過程。對(duì)于公式，讓學(xué)生自己根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，動(dòng)手推導(dǎo)，使學(xué)生深刻理解。

教師行為

學(xué)生行為

課堂變化及處理 主要環(huán)節(jié)的效果

通過實(shí)驗(yàn)觀察讓學(xué)生通過類比得出物理規(guī)律。認(rèn)識(shí)電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的本質(zhì) 培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力 培養(yǎng)學(xué)生的合作的能力

進(jìn)一步讓學(xué)生理解感應(yīng)電動(dòng)勢的推導(dǎo)過程及其含義。

導(dǎo)入新課： 多媒體展示：

問：a、b兩圖中，若電路是閉合的，有無電流？ 圖b中有電流時(shí)，哪一部分相當(dāng)于電源？

教師：線圈既然是電源，就一定有電動(dòng)勢，同時(shí)線圈的電阻即為電源的內(nèi)阻。問：圖b中，若電路不閉合，當(dāng)條形磁鐵插入或拔出時(shí),有無電流？有無電動(dòng)勢？

教師：在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，不論電路是否閉合，只要穿過電路的磁通量發(fā)生變化，電路中就有感應(yīng)電動(dòng)勢。有感應(yīng)電動(dòng)勢是電磁感應(yīng)現(xiàn)象的本質(zhì)。提出問題：感應(yīng)電動(dòng)勢的大小跟哪些因素有關(guān)呢？ 新課教學(xué)：

一、探究影響感應(yīng)電動(dòng)勢大小的因素： 教師引導(dǎo)：

1．請(qǐng)同學(xué)們對(duì)影響感應(yīng)電動(dòng)勢大小的因素進(jìn)行猜想： 2．利用圖b裝置如何進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究 ①如何比較感應(yīng)電動(dòng)勢的大?。?/p>

②如何控制磁通量變化量的大小和快慢？ 3．請(qǐng)同學(xué)們利用手中器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 4．請(qǐng)同學(xué)們交流實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

教師：磁通量變化的快慢用磁通量的變化率來描述，即單位時(shí)間內(nèi)磁通量的變化量，用公式表示為?？梢园l(fā)現(xiàn)，越大，E感越大，即感應(yīng)電動(dòng)勢的大小完全由磁通量的變化率決定。精確的實(shí)驗(yàn)表明：電路中感應(yīng)電動(dòng)勢的大小，跟穿過這一電路磁通量的變化率成正比，即E∝。這就是法拉第電磁感應(yīng)定律。

二、法拉第電磁感應(yīng)定律

教師：紐曼、韋伯在對(duì)理論和實(shí)驗(yàn)資料進(jìn)行嚴(yán)格分析后，于1845年和1846年先后指出;1．內(nèi)容：

2．師生共同推導(dǎo)法拉第電磁感應(yīng)定律表達(dá)式：

設(shè)t1時(shí)刻穿過回路的磁通量為Φ1，t2時(shí)刻穿過回路的磁通量為Φ2，在時(shí)間Δt=t2－t1內(nèi)磁通量的變化量為多少？磁通量的變化率為多少？感應(yīng)電動(dòng)勢的表達(dá)式如何表示？ 在國際單位制中，電動(dòng)勢單位是伏（V），磁通量單位是韋伯（Wb），時(shí)間單位是秒（s），可以證明式中比例系數(shù)k=1，（同學(xué)們可以課下自己證明），則上式可寫成 設(shè)閉合電路是一個(gè)n匝線圈，且穿過每匝線圈的磁通量變化率都相同，這時(shí)相當(dāng)于n個(gè)單匝線圈串聯(lián)而成，因此感應(yīng)電動(dòng)勢變?yōu)?說明：（1）（2）兩式計(jì)算時(shí)取絕對(duì)值。請(qǐng)同學(xué)們思考：

磁通量Φ、磁通量的變化量△Φ、磁通量的變化率有何不同？

練習(xí)：有一個(gè)1000匝的線圈，在0.4s內(nèi)通過它的磁通量從0.02Wb增加到0.09Wb，求 ①線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢

②如果線圈的電阻是10Ω，把一個(gè)阻值為990Ω的電熱器連接在它兩端，通過電熱器的電流是多大？

提出問題：導(dǎo)體切割磁感線時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢如何計(jì)算呢？

三、導(dǎo)線切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢

例題：如圖所示電路，閉合電路一部分導(dǎo)體ab處于勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，ab的長度為L，以速度v勻速切割磁感線，求產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢？ 問題：當(dāng)導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)方向跟磁感線方向有一個(gè)夾角θ，感應(yīng)電動(dòng)勢可用上面的公式計(jì)算嗎？ 如圖所示電路，閉合電路的一部分導(dǎo)體處于勻強(qiáng)磁場中，導(dǎo)體棒以v斜向切割磁感線，求產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢。［強(qiáng)調(diào)］在國際單位制中，上式中B、L、v的單位分別是特斯拉（T）、米（m）、米每秒（m/s），θ指v與B的夾角。

請(qǐng)同學(xué)們比較：公式E=n與E=BLvsinθ的區(qū)別與聯(lián)系

思考并回答：

a圖中有電流，b圖中條形磁鐵插入或拔出時(shí)，有電流?；卮穑壕€圈相當(dāng)于電源.類比a、b兩圖回答： 無電流，有電動(dòng)勢。猜想：

①與磁通量變化的大小有關(guān) ②與磁通量變化的快慢有關(guān)

答：用電流表代替電阻，在閉合電路電阻一定時(shí)，由閉合電路歐姆定律可知，感應(yīng)電動(dòng)勢越大，感應(yīng)電流就越大，可用電流表示數(shù)表示感應(yīng)電動(dòng)勢的大小。

答：當(dāng)同一條形磁鐵從線圈上某位置開始插入到另一位置，只要初、末位置相同，磁通量的變化量就相同。插入越快，磁通量變化就越快。兩同學(xué)合作進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 交流實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

磁通量的變化量就相同，插入越快，電流表示數(shù)越大，感應(yīng)電動(dòng)勢越大。說明：感應(yīng)電動(dòng)勢的大小與磁通量的變化量的大小無關(guān)，與磁通量變化的快慢有關(guān)。結(jié)論：磁通量變化越快，感應(yīng)電動(dòng)勢越大。閱讀教材回答：

閉合電路中感應(yīng)電動(dòng)勢的大小，跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比。推導(dǎo)：

在時(shí)間Δt=t2－t1內(nèi)磁通量的變化量為ΔΦ=Φ2－Φ1，磁通量的變化率為感應(yīng)電動(dòng)勢為E，則 E=k E=（1）E=n（2）

（1）磁通量Φ是穿過某一面積的磁感線的條數(shù)；磁通量的變化量△Φ=Φ1-Φ2表示磁通量變化的多少，并不涉及這種變化所經(jīng)歷的時(shí)間；磁通量的變化率表示磁通量變化的快慢。（2）當(dāng)磁通量很大時(shí)，磁通量的變化量△Φ可能很小。同理，當(dāng)磁通量的變化量△Φ很大時(shí)，若經(jīng)歷的時(shí)間很長，則磁通量的變化率也可能較小。

（3）磁通量Φ和磁通量的變化量△Φ的單位是Wb，磁通量變化率的單位是Wb／s。

（4）磁通量的變化量△Φ與電路中感應(yīng)電動(dòng)勢大小沒有必然關(guān)系，穿過電路的△Φ≠0是電路中存在感應(yīng)電動(dòng)勢的前提；而磁通量的變化率與感應(yīng)電動(dòng)勢的大小相聯(lián)系，越大，電路中的感應(yīng)電動(dòng)勢越大，反之亦然。

（5）磁通量的變化率，是Φ-t圖象上某點(diǎn)切線的斜率。分析解答（略）

解析：設(shè)在Δt時(shí)間內(nèi)導(dǎo)體棒由原來的位置運(yùn)動(dòng)到a1b1，這時(shí)線框面積的變化量為ΔS=LvΔt 穿過閉合電路磁通量的變化量為 ΔΦ=BΔS=BLvΔt

據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，得 E==BLv

(3)解析：可以把速度v分解為兩個(gè)分量：垂直于磁感線的分量v1=vsinθ和平行于磁感線的分量v2=vcosθ。后者不切割磁感線，不產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢。前者切割磁感線，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為

E=BLv1=BLvsinθ

（1）研究對(duì)象不同：E=n的研究對(duì)象是一個(gè)回路，而E=BLvsinθ研究對(duì)象是磁場中運(yùn)動(dòng)的一段導(dǎo)體。

（2）物理意義不同：E=n求得是Δt時(shí)間內(nèi)的平均感應(yīng)電動(dòng)勢，當(dāng)Δt→0時(shí)，則E為瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢；而E=BLvsinθ，如果v是某時(shí)刻的瞬時(shí)速度，則E也是該時(shí)刻的瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢；若v為平均速度，則E為平均感應(yīng)電動(dòng)勢。

（3）E=n求得的電動(dòng)勢是整個(gè)回路的感應(yīng)電動(dòng)勢，而不是回路中某部分導(dǎo)體的電動(dòng)勢。整個(gè)回路的電動(dòng)勢為零，其回路中某段導(dǎo)體的感應(yīng)電動(dòng)勢不一定為零。

（4）E=BLvsinθ和E=n本質(zhì)上是統(tǒng)一的。前者是后者的一種特殊情況。但是，當(dāng)導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，用E＝BLvsinθ求E比較方便；當(dāng)穿過電路的磁通量發(fā)生變化，用E=求E比較方便。分析求解：（略）學(xué)生討論后發(fā)表見解。

電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢削弱了電源的電流，阻礙線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)。學(xué)生討論，發(fā)表見解。

電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，這時(shí)就沒有了反電動(dòng)勢，線圈電阻一般都很小，線圈中電流會(huì)很大，電動(dòng)機(jī)可能會(huì)燒毀。這時(shí)，應(yīng)立即切斷電源，進(jìn)行檢查。歸納總結(jié)：

通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們知道了： 1．什么叫感應(yīng)電動(dòng)勢

2．計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢大小的方法 ①利用法拉第電磁感應(yīng)定律 ②導(dǎo)線切割磁感線時(shí)：

第二篇：專題17：電磁感應(yīng)定律

電磁感應(yīng)

一、楞次定律的推廣含義的應(yīng)用

(1)阻礙原磁通量的變化——“增反減同”．

(2)阻礙(導(dǎo)體的)相對(duì)運(yùn)動(dòng)——“來拒去留”．

(3)磁通量增加，線圈面積“縮小”，磁通量減小，線圈面積“擴(kuò)張”．

(4)阻礙線圈自身電流的變化(自感現(xiàn)象)．

1．如圖所示，在載流直導(dǎo)線近旁固定有兩平行光滑導(dǎo)軌A、B，導(dǎo)軌與直導(dǎo)線平行且在同一水平面內(nèi)，在導(dǎo)軌上有兩可自由滑動(dòng)的導(dǎo)體ab和cd.當(dāng)載流直導(dǎo)線中的電流逐漸增強(qiáng)時(shí)，導(dǎo)體ab和cd的運(yùn)動(dòng)情況是()

A．一起向左運(yùn)動(dòng)

B．一起向右運(yùn)動(dòng)

C．a(chǎn)b和cd相向運(yùn)動(dòng)，相互靠近

D．a(chǎn)b和cd相背運(yùn)動(dòng)，相互遠(yuǎn)離

答案：C

2．如圖所示，老師做了一個(gè)物理小實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生觀察：一輕質(zhì)橫桿兩側(cè)各固定一金屬環(huán)，橫桿可繞中心點(diǎn)自由轉(zhuǎn)動(dòng)，老師拿一條形磁鐵插向其中一個(gè)小環(huán)，后又取出插向另一個(gè)小環(huán)，同學(xué)們看到的現(xiàn)象是()

A．磁鐵插向左環(huán)，橫桿發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)

B．磁鐵插向右環(huán)，橫桿發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)

C．無論磁鐵插向左環(huán)還是右環(huán)，橫桿都不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)D．無論磁鐵插向左環(huán)還是右環(huán)，橫桿都發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)

答案：B

3．直導(dǎo)線ab放在如圖所示的水平導(dǎo)體框架上，構(gòu)成一個(gè)閉合回路．長直導(dǎo)線cd和框架處在同一個(gè)平面內(nèi)，且cd和ab平行，當(dāng)cd中通有電流時(shí)，發(fā)現(xiàn)ab向左滑動(dòng)．關(guān)于cd中的電流下列說法正確的是()

A．電流肯定在增大，不論電流是什么方向

B．電流肯定在減小，不論電流是什么方向

C．電流大小恒定，方向由c到d

D．電流大小恒定，方向由d到c

解析：ab向左滑動(dòng)，說明通過回路的磁通量在減小，通過回路的磁感應(yīng)強(qiáng)度在減弱，通過cd的電流在減小，與電流方向無關(guān)．

答案：B

4．如圖是某電磁沖擊鉆的原理圖，若突然發(fā)現(xiàn)鉆頭M向右運(yùn)動(dòng)，則可能是()

①．開關(guān)S閉合瞬間

②．開關(guān)S由閉合到斷開的瞬間

③．開關(guān)S已經(jīng)是閉合的，變阻器滑片P向左迅速滑動(dòng)

④．開關(guān)S已經(jīng)是閉合的，變阻器滑片P向右迅速滑動(dòng)

A．①③

B．②④

C．①④

D．②③

答案：A

5．如圖所示，通過水平絕緣傳送帶輸送完全相同的銅線圈，線圈均與傳送帶以相同的速度勻速運(yùn)動(dòng)．為了檢測出個(gè)別未閉合的不合格線圈，讓傳送帶通過一固定勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁場方向垂直于傳送帶，線圈進(jìn)入磁場前等距離排列，穿過磁場后根據(jù)線圈間的距離，就能夠檢測出不合格線圈，通過觀察圖形，判斷下列說法正確的是()

①．若線圈閉合，進(jìn)入磁場時(shí)，線圈相對(duì)傳送帶向后滑動(dòng)

②．若線圈不閉合，進(jìn)入磁場時(shí)，線圈相對(duì)傳送帶向后滑動(dòng)

③．從圖中可以看出，第2個(gè)線圈是不合格線圈

④．從圖中可以看出，第3個(gè)線圈是不合格線圈狀

A．①③

B．②③

C．②④

Ｄ．①④

解析：由電磁感應(yīng)條件和楞次定律，①正確，②錯(cuò)誤．由各線圈位置關(guān)系，③錯(cuò)誤，④正確．

答案：

D

二、楞次定律、右手定則、左手定則、安培定則的綜合應(yīng)用

安培定則、左手定則、右手定則、楞次定律的比較及應(yīng)用

基本現(xiàn)象

應(yīng)用的定則或定律

運(yùn)動(dòng)電荷、電流產(chǎn)生磁場

安培定則

磁場對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷、電流有作用力

左手定則

電磁感應(yīng)

部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)

右手定則

閉合回路磁通量變化

楞次定律

2.應(yīng)用區(qū)別

關(guān)鍵是抓住因果關(guān)系：

（1）因電而生磁（I→B）→安培定則；

（2）因動(dòng)而生電（v、B→I安）→右手定則；

（3）因電而受力（I、B→F安）→左手定則.6．如圖所示，水平放置的兩條光滑軌道上有可自由移動(dòng)的金屬棒PQ、MN，當(dāng)PQ在外力的作用下運(yùn)動(dòng)時(shí)，MN在磁場力的作用下向右運(yùn)動(dòng)，則PQ所做的運(yùn)動(dòng)可能是()不定項(xiàng)

A．向右加速運(yùn)動(dòng)

B．向左加速運(yùn)動(dòng)

C．向右減速運(yùn)動(dòng)

D．向左減速運(yùn)動(dòng)

解析：由右手定則，PQ向右加速運(yùn)動(dòng)，穿過L1的磁通量向上且增加，由楞次定律和左手定則可判斷MN向左運(yùn)動(dòng)，故A項(xiàng)錯(cuò)．

若PQ向左加速運(yùn)動(dòng)，情況正好和A項(xiàng)相反，故B項(xiàng)對(duì)．

若PQ向右減速運(yùn)動(dòng)，由右手定則，穿過L1的磁通量向上且減小，由楞次定律和左手定則可判知MN向右運(yùn)動(dòng)，故C項(xiàng)對(duì)．

若PQ向左減速運(yùn)動(dòng)，情況恰好和C項(xiàng)相反，故D項(xiàng)錯(cuò)，故選B、C.答案：BC

7．如圖所示，在勻強(qiáng)磁場中放有平行銅導(dǎo)軌，它與大導(dǎo)線圈M相連接，要使小導(dǎo)線圈N獲得順時(shí)針方向的感應(yīng)電流，則放在導(dǎo)軌中的裸金屬棒ab的運(yùn)動(dòng)情況是(兩導(dǎo)線圈共面放置)()

A．向右勻速運(yùn)動(dòng)

B．向左勻速運(yùn)動(dòng)

C．向右減速運(yùn)動(dòng)

D．向右加速運(yùn)動(dòng)

解析：欲使N產(chǎn)生順時(shí)針方向的感應(yīng)電流，感應(yīng)電流的磁場垂直紙面向里，由楞次定律可知有兩種情況：一是M中有順時(shí)針方向逐漸減小的電流，使其在N中的磁場方向向里，且磁通量在減小，二是M中有逆時(shí)針方向逐漸增大的電流，使其在N中的磁場方向向外，且磁通量在增大．因此，對(duì)于前者應(yīng)使ab向右減速運(yùn)動(dòng)，對(duì)于后者則應(yīng)使ab向左加速運(yùn)動(dòng)．應(yīng)選C.答案：C

三、法拉第電磁感應(yīng)定律

2．公式E＝n

與E＝BLv的區(qū)別與聯(lián)系

E＝n

E＝BLv

區(qū)

別

研究對(duì)象

閉合回路

回路中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)的那部分導(dǎo)體

適用范圍

對(duì)任何電磁感應(yīng)現(xiàn)象普遍適用

只適用于導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)的情況

聯(lián)　系

(1)E＝BLv可由E＝n

推導(dǎo)出來．

E即為瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢．

(3)在B、L、v三者均不變時(shí)，兩公式均可求Δt時(shí)間內(nèi)的平均感應(yīng)電動(dòng)勢.8．如圖中半徑為r的金屬圓盤在垂直于盤面的勻強(qiáng)磁場B中，繞O軸以角速度ω沿逆時(shí)針方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，則通過電阻R的電流的大小和方向是(金屬圓盤的電阻不計(jì))()

A．由c到d，I＝Br2ω/R

B．由d到c，I＝Br2ω/R

C．由c到d，I＝Br2ω/(2R)

D．由d到c，I＝Br2ω/(2R)

答案：D

9．如圖所示，一導(dǎo)線彎成半徑為a的半圓形閉合回路．虛線MN右側(cè)有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，方向垂直于回路所在的平面．回路以速度v向右勻速進(jìn)入磁場，直徑CD始終與MN垂直．從D點(diǎn)到達(dá)邊界開始到C點(diǎn)進(jìn)入磁場為止，下列結(jié)論錯(cuò)誤的是()

A．感應(yīng)電流方向不變

B．CD段直導(dǎo)線始終不受安培力

C．感應(yīng)電動(dòng)勢最大值Em＝Bav

D．感應(yīng)電動(dòng)勢平均值＝πBav

答案：B

10．如圖所示，在垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場區(qū)域中有一個(gè)均勻?qū)Ь€制成的單匝直角三角形線框．現(xiàn)用外力使線框以恒定的速度v沿垂直磁場方向向右運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)中線框的AB邊始終與磁場右邊界平行．已知AB＝BC＝l，線框?qū)Ь€的總電阻為R.則線框離開磁場的過程中()

A．線框中的電動(dòng)勢與時(shí)間無關(guān)

B．通過線框截面的電荷量為

C．線框所受外力的最大值為

D．線框中的熱功率與時(shí)間成正比

解析：三角形線框向外勻速運(yùn)動(dòng)的過程中，由于有效切割磁感線的長度l＝vt，所以線框中感應(yīng)電動(dòng)勢的大小E＝Blv＝Bv2t，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；線框離開磁場的運(yùn)動(dòng)過程中，通過線圈的電荷量Q＝It＝×Δt＝，選項(xiàng)B正確；當(dāng)線框恰好剛要完全離開磁場時(shí)，線框有效切割磁感線的長度最大，則F＝BIl＝，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；線框的熱功率為P＝Fv＝BIvt×v＝，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．

答案：

B

11．如圖所示，電阻不計(jì)的平行金屬導(dǎo)軌MN和OP放置在水平面內(nèi)．MO間接有阻值為R＝3

Ω的電阻．導(dǎo)軌相距d＝1

m，其間有豎直向下的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.5

T．質(zhì)量為m＝0.1

kg，電阻為r＝1

Ω的導(dǎo)體棒CD垂直于導(dǎo)軌放置，并接觸良好．用平行于MN的恒力F＝1

N向右拉動(dòng)CD.CD受摩擦阻力f恒為0.5

N．求：

(1)CD運(yùn)動(dòng)的最大速度是多少？

(2)當(dāng)CD到最大速度后，電阻R消耗的電功率是多少？

(3)當(dāng)CD的速度為最大速度的一半時(shí)，CD的加速度是多少？

解析：(1)設(shè)CD棒運(yùn)動(dòng)速度為v，則：導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為：E＝Bdv

①

據(jù)閉合電路歐姆定律有：I＝

②

則安培力為：F0＝BdI

③

據(jù)題意分析，當(dāng)v最大時(shí)，有：F－F0－Ff＝0

④

聯(lián)立①②③④得：vm＝＝8

m/s.⑤

(2)棒CD速度最大時(shí)同理有：Em＝Bdvm

⑥

Im＝

⑦

而PRm＝I·R

⑧

聯(lián)立⑤⑥⑦得：PRm＝＝3

W．

⑨

(3)當(dāng)CD速度為vm時(shí)有：E′＝Bdvm/2

⑩

I＝

?

F′＝Bid

?

據(jù)牛頓第二定律有：F－F′－Ff＝ma

?

聯(lián)立⑩????得：a＝2.5

m/s2.?

答案：(1)8

m/s(2)3

W(3)2.5

m/s2

12．如圖所示，兩豎直放置的平行光滑導(dǎo)軌相距0.2

m，其電阻不計(jì)，處于水平向里的勻強(qiáng)磁場中，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.5

T，導(dǎo)體棒ab與cd的電阻均為0.1

Ω，質(zhì)量均為0.01

kg.現(xiàn)用豎直向上的力拉ab棒，使之勻速向上運(yùn)動(dòng)，此時(shí)cd棒恰好靜止，已知棒與導(dǎo)軌始終接觸良好，導(dǎo)軌足夠長，g取10

m/s2，則()

A．a(chǎn)b棒向上運(yùn)動(dòng)的速度為4

m/s

B．a(chǎn)b棒受到的拉力大小為0.4

N

C．在2

s時(shí)間內(nèi)，拉力做功為0.2

J

D．在2

s時(shí)間內(nèi)，ab棒上產(chǎn)生的焦耳熱為0.4

J

解析：cd棒受到的安培力等于它的重力，A項(xiàng)錯(cuò)誤．a(chǎn)b棒受到向下的重力G和向下的安培力F，則ab棒受到的拉力FT＝F＋G

＝2mg＝0.2

N，B項(xiàng)錯(cuò)誤．在2

s內(nèi)拉力做的功，W＝FTvt＝0.2×2×2

J＝0.8

J，C項(xiàng)錯(cuò)誤．在2

s內(nèi)ab棒上產(chǎn)生的熱量

D正確．

答案：D

13．如圖所示，在水平桌面上放置兩條相距l(xiāng)的平行粗糙且無限長的金屬導(dǎo)軌ab與cd，阻值為R的電阻與導(dǎo)軌的a、c端相連．金屬滑桿MN垂直于導(dǎo)軌并可在導(dǎo)軌上滑動(dòng)，且與導(dǎo)軌始終接觸良好．整個(gè)裝置放于勻強(qiáng)磁場中，磁場的方向豎直向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B.滑桿與導(dǎo)軌電阻不計(jì)，滑桿的中點(diǎn)系一不可伸長的輕繩，繩繞過固定在桌邊的光滑輕滑輪后，與一質(zhì)量為m的物塊相連，拉滑桿的繩處于水平拉直狀態(tài)．現(xiàn)若從靜止開始釋放物塊，用I表示穩(wěn)定后回路中的感應(yīng)電流，g表示重力加速度，設(shè)滑桿在運(yùn)動(dòng)中所受的摩擦阻力恒為f，則在物塊下落過程中()

A．物體的最終速度為

B．物體的最終速度為

C．穩(wěn)定后物體重力的功率為I2R

D．物體重力的最大功率可能大于

解析：由題意分析可知，從靜止釋放物塊，它將帶動(dòng)金屬滑桿MN一起運(yùn)動(dòng)，當(dāng)它們穩(wěn)定時(shí)最終將以某一速度做勻速運(yùn)動(dòng)而處于平衡狀態(tài)，設(shè)MN的最終速度為v，對(duì)MN列平衡方程：＋f＝mg，∴v＝，所以A項(xiàng)正確；又從能量守恒定律角度進(jìn)行分析，物塊的重力的功率轉(zhuǎn)化為因克服安培力做功而產(chǎn)生的電熱功率和克服摩擦力做功產(chǎn)生熱功率，所以有：

I2R＋fv＝mgv，所以，v＝，所以B項(xiàng)錯(cuò)誤，C項(xiàng)錯(cuò)誤；物塊重力的最大功率為Pm＝mgv＝mg，所以D錯(cuò)誤．

答案：A

14．兩根相距為L的足夠長的金屬直角導(dǎo)軌如圖所示放置，它們各有一邊在同一水平面內(nèi)，另一邊垂直于水平面．質(zhì)量均為m的金屬細(xì)桿ab、cd與導(dǎo)軌垂直接觸形成閉合回路，桿與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，回路總電阻為2R.整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向水平向右的勻強(qiáng)磁場中．當(dāng)ab桿在平行于水平導(dǎo)軌的拉力F作用下以速度v沿導(dǎo)軌勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，cd桿也正好以某一速度向下勻速運(yùn)動(dòng)．重力加速度為g.以下說法錯(cuò)誤的是（A．a(chǎn)b桿所受拉力F的大小為μmg＋

B．cd桿所受摩擦力為零

C．cd桿向下勻速運(yùn)動(dòng)的速度為

D．a(chǎn)b桿所受摩擦力為2μmg

解析：ab桿的速度方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向平行，只有cd桿運(yùn)動(dòng)切割磁感線，設(shè)cd桿向下運(yùn)動(dòng)的速度為v1，根據(jù)閉合電路的歐姆定律及法拉第電磁感應(yīng)定律有：I＝，E＝BLv1

cd桿只受到豎直向下的重力mg和豎直向上的安培力作用(因?yàn)閏d桿與導(dǎo)軌間沒有正壓力，所以摩擦力為零)．由平衡條件得：mg＝BLI＝

解得cd桿向下勻速運(yùn)動(dòng)的速度為

ab桿的受力如圖所示，根據(jù)平衡條件可得：N＝2mg，F(xiàn)＝f＝2μmg

綜上所述，選項(xiàng)B、C、D正確．

答案：A

15．如圖所示，平行金屬導(dǎo)軌與水平面間的傾角為θ，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，與阻值為R的定值電阻相連，勻強(qiáng)磁場垂直穿過導(dǎo)軌平面，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.有一質(zhì)量為m長為l的導(dǎo)體棒從ab位置獲得平行于斜面的，大小為v的初速度向上運(yùn)動(dòng)，最遠(yuǎn)到達(dá)a′b′的位置，滑行的距離為s，導(dǎo)體棒的電阻也為R，與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ.則()

A．上滑過程中導(dǎo)體棒受到的最大安培力為

B．上滑過程中電流做功發(fā)出的熱量為mv2－mgssin

θ

C．上滑過程中導(dǎo)體棒克服安培力做的功為mv2

D．上滑過程中導(dǎo)體棒損失的機(jī)械能為mv2－mgssin

θ

解析：電路中總電阻為2R，故最大安培力的數(shù)值為.由能量守恒定律可知：導(dǎo)體棒動(dòng)能減少的數(shù)值應(yīng)該等于導(dǎo)體棒重力勢能的增加量以及克服安培力做功產(chǎn)生的電熱和克服摩擦阻力做功產(chǎn)生的內(nèi)能．其公式表示為：mv2＝mgssin

θ＋μmgscos

θ＋Q電熱，則有：Q電熱＝mv2－(mgssin

θ＋μmgscos

θ)，即為安培力做的功．導(dǎo)體棒損失的機(jī)械能即為安培力和摩擦力做功的和，W損失＝mv2－mgssin

θ.D正確．

答案：

D

16．如圖所示，半徑為a的圓環(huán)電阻不計(jì)，放置在垂直于紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，環(huán)內(nèi)有一導(dǎo)體棒電阻為r，可以繞環(huán)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)．將電阻R，開關(guān)S連接在環(huán)和棒的O端，將電容器極板水平放置，并聯(lián)在R和開關(guān)S兩端，如圖所示．

(1)開關(guān)S斷開，極板間有一帶正電q，質(zhì)量為m的粒子恰好靜止，試判斷OM的轉(zhuǎn)動(dòng)方向和角速度的大?。?/p>

(2)當(dāng)S閉合時(shí)，該帶電粒子以g的加速度向下運(yùn)動(dòng)，則R是r的幾倍？

解析：(1)由于粒子帶正電，故電容器上極板為負(fù)極，根據(jù)右手定則，OM應(yīng)繞O點(diǎn)逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)．

粒子受力平衡：mg＝q，E＝Ba2ω.當(dāng)S斷開時(shí)，U＝E，解得ω＝.(2)當(dāng)S閉合時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律mg－q＝m·g，U′＝·R，解得＝3.答案：(1)OM應(yīng)繞O點(diǎn)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)(2)3

17．如圖，abcd是位于豎直平面內(nèi)的正方形閉合金屬線框，金屬線框的質(zhì)量為m，電阻為R，在金屬線框的下方有一勻強(qiáng)磁場區(qū)，MN和是勻強(qiáng)磁場區(qū)域的水平邊界，并與線框的bc邊平行，磁場方向與線框平面垂直，現(xiàn)金屬線框由距MN的某一高度從靜止開始下落，下圖2是金屬線框由開始下落到完全穿過勻強(qiáng)磁場區(qū)域瞬間的速度一時(shí)間圖象，圖象中坐標(biāo)軸上所標(biāo)出的字母均為已知量，求：

（1）金屬框的邊長；

（2）磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度；

（3）金屬線框在整個(gè)下落過程中所產(chǎn)生的熱量。

（1）金屬框進(jìn)入磁場過程中做勻速直線運(yùn)動(dòng)，速度為v1，運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t2－t1，所以金屬框的邊長

（2）在金屬框進(jìn)入磁場的過程中，金屬框所受安培力等于重力

（3）金屬框進(jìn)入磁場過程中產(chǎn)生熱量Q1，出磁場時(shí)產(chǎn)生熱量Q2

第三篇：電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用教案.

電磁感應(yīng)定律應(yīng)用

【學(xué)習(xí)目標(biāo)】

1．了解感生電動(dòng)勢和動(dòng)生電動(dòng)勢的概念及不同。2．了解感生電動(dòng)勢和動(dòng)生電動(dòng)勢產(chǎn)生的原因。

3．能用動(dòng)生電動(dòng)勢和感生電動(dòng)勢的公式進(jìn)行分析和計(jì)算。

【要點(diǎn)梳理】

知識(shí)點(diǎn)

一、感生電動(dòng)勢和動(dòng)生電動(dòng)勢

由于引起磁通量的變化的原因不同感應(yīng)電動(dòng)勢產(chǎn)生的機(jī)理也不同，一般分為兩種：一種是磁場不變，導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)引起的磁通量的變化而產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢，這種電動(dòng)勢稱作動(dòng)生電動(dòng)勢，另外一種是導(dǎo)體不動(dòng)，由于磁場變化引起磁通量的變化而產(chǎn)生的電動(dòng)勢稱作感生電動(dòng)勢。

1．感應(yīng)電場

19世紀(jì)60年代，英國物理學(xué)家麥克斯韋在他的電磁場理論中指出，變化的磁場會(huì)在周圍空間激發(fā)一種電場，我們把這種電場叫做感應(yīng)電場。

靜止的電荷激發(fā)的電場叫靜電場，靜電場的電場線是由正電荷發(fā)出，到負(fù)電荷終止，電場線不閉合，而感應(yīng)電場是一種渦旋電場，電場線是封閉的，如圖所示，如果空間存在閉合導(dǎo)體，導(dǎo)體中的自由電荷就會(huì)在電場力的作用下定向移動(dòng)，而產(chǎn)生感應(yīng)電流，或者說導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢。

要點(diǎn)詮釋：感應(yīng)電場是產(chǎn)生感應(yīng)電流或感應(yīng)電動(dòng)勢的原因，感應(yīng)電場的方向也可以由楞次定律來判斷。感應(yīng)電流的方向與感應(yīng)電場的方向相同。

2．感生電動(dòng)勢

（1）產(chǎn)生：磁場變化時(shí)會(huì)在空間激發(fā)電場，閉合導(dǎo)體中的自由電子在電場力的作用下定向運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生感應(yīng)電流，即產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢。

（2）定義：由感生電場產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢成為感生電動(dòng)勢。（3）感生電場方向判斷：右手螺旋定則。

3、感生電動(dòng)勢的產(chǎn)生

由感應(yīng)電場使導(dǎo)體產(chǎn)生的電動(dòng)勢叫做感生電動(dòng)勢，感生電動(dòng)勢在電路中的作用就是充當(dāng)電源，其電路是內(nèi)電路，當(dāng)它和外電路連接后就會(huì)對(duì)外電路供電。

變化的磁場在閉合導(dǎo)體所在的空間產(chǎn)生電場，導(dǎo)體內(nèi)自由電荷在電場力作用下產(chǎn)生感應(yīng)電流，或者說產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢。其中感應(yīng)電場就相當(dāng)于電源內(nèi)部所謂的非靜電力，對(duì)電荷產(chǎn)生作用。例如磁場變化時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為E?nS?Bcos? ． ?t

知識(shí)點(diǎn)

二、洛倫茲力與動(dòng)生電動(dòng)勢

導(dǎo)體切割磁感線時(shí)會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，該電動(dòng)勢產(chǎn)生的機(jī)理是什么呢？導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢與哪些因素有關(guān)？他是如何將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的？

1、動(dòng)生電動(dòng)勢

（1）產(chǎn)生：導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生動(dòng)生電動(dòng)勢（2）大?。篍?BLv（B的方向與v的方向垂直）（3）動(dòng)生電動(dòng)勢大小的推導(dǎo)：

ab棒處于勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，垂直紙面向里，棒沿光滑導(dǎo)軌以速度v勻速向右滑動(dòng)，已知導(dǎo)軌寬度為L，經(jīng)過時(shí)間t由M運(yùn)動(dòng)導(dǎo)N，如圖所示，由法拉第電磁感應(yīng)定律可得：

E??ФBSB?L?vt???BLv． ?ttt故動(dòng)生電動(dòng)勢大小為 E?BLv．

2、動(dòng)生電動(dòng)勢原因分析

導(dǎo)體在磁場中切割磁感線時(shí)，產(chǎn)生動(dòng)生電動(dòng)勢，它是由于導(dǎo)體中的自由電子受到洛倫茲力的作用而引起的。

如圖甲所示，一條直導(dǎo)線CD在勻強(qiáng)磁場B中以速度v向右運(yùn)動(dòng)，并且導(dǎo)線CD與B、v的方向垂直，由于導(dǎo)體中的自由電子隨導(dǎo)體一起以速度v運(yùn)動(dòng)，因此每個(gè)電子受到的洛倫茲力為：

F洛?Bev

F洛的方向豎直向下，在力F洛的作用下，自由電子沿導(dǎo)體向下運(yùn)動(dòng)，使導(dǎo)體下端出現(xiàn)過剩的負(fù)電荷，導(dǎo)體上端出現(xiàn)過剩的正電荷，結(jié)果使導(dǎo)體上端D的電勢高于下端C的電勢，出現(xiàn)由D指向C的靜電場，此電場對(duì)電子的靜電力F′的方向向上，與洛倫茲力F洛方向相反，隨著導(dǎo)體兩端正負(fù)電荷的積累，電場不斷增強(qiáng)，當(dāng)作用在自由電子上的靜電力與電子受到的洛倫茲力相平衡時(shí)，DC兩端產(chǎn)生一個(gè)穩(wěn)定的電勢差。如果用另外的導(dǎo)線把CD兩端連接起來，由于D段的電勢比C段的電勢高，自由電子在靜電力的作用下將在導(dǎo)線框中沿順時(shí)針流動(dòng)，形成逆時(shí)針方向的電流，如圖乙所示。

電荷的流動(dòng)使CD兩端積累的電荷不斷減少，洛倫茲力又不斷使自由電子從D端運(yùn)動(dòng)到C端從而在CD兩端維持一個(gè)穩(wěn)定的電動(dòng)勢。

可見運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體CD就是一個(gè)電源，D端是電源的正極，C端是電源的負(fù)極，自由電子受洛倫茲力的用，從D端搬運(yùn)到C端，也可以看做是正電荷受洛倫茲力作用從C端搬運(yùn)

到D端，這里洛倫茲力就相當(dāng)于電源中的非靜電力，根據(jù)電動(dòng)勢的定義，電動(dòng)勢等于單位正電荷從負(fù)極通過電源內(nèi)部移動(dòng)到電源的正極非靜電力所做的功，作用在單位電荷上的洛倫茲力為：

F?F洛/e?Bv．

于是動(dòng)生電動(dòng)勢就是：

E?FL?BLv．

上式與法拉第電磁感應(yīng)定律得到的結(jié)果一致。

知識(shí)點(diǎn)

三、動(dòng)生電動(dòng)勢和感生電動(dòng)勢具有相對(duì)性

動(dòng)生電動(dòng)勢和感生電動(dòng)勢的劃分，在某些情況下只有相對(duì)意義，如本章開始的實(shí)驗(yàn)中，將條形磁鐵插入線圈中，如果在相對(duì)于磁鐵靜止的參考系觀察，磁鐵不動(dòng)，空間各點(diǎn)的磁場也沒有發(fā)生變化，而線圈在運(yùn)動(dòng)，線圈中的電動(dòng)勢是動(dòng)生的；但是，如果在相對(duì)于線圈靜止的參考系內(nèi)觀察，則看到磁鐵在運(yùn)動(dòng)，引起空間磁場發(fā)生變化，因而，線圈中的電動(dòng)勢是感生的，在這種情況下，究竟把電動(dòng)勢看作動(dòng)生的還是感生的，決定于觀察者所在的參考系，然而，并不是在任何情況下都能通過轉(zhuǎn)換參考系把一種電動(dòng)勢歸結(jié)為另一種電動(dòng)勢，不管是哪一種電動(dòng)勢，法拉第電磁感應(yīng)定律、楞次定律都成立。

知識(shí)點(diǎn)

四、應(yīng)用——電子感應(yīng)加速器

即使沒有導(dǎo)體存在，變化的磁場以在空間激發(fā)渦旋狀的感應(yīng)電場，電子感應(yīng)器就是應(yīng)用了這個(gè)原理，電子加速器是加速電子的裝置，他的主要部分如圖所示，畫斜線的部分為電磁鐵兩極，在其間隙安放一個(gè)環(huán)形真空室，電磁鐵用頻率為每秒數(shù)十周的強(qiáng)大交流電流來勵(lì)磁，使兩極間的磁感應(yīng)強(qiáng)度B往返變化，從而在環(huán)形真空室內(nèi)感應(yīng)出很強(qiáng)的感應(yīng)渦旋電場，用電子槍將電子注入喚醒真空室，他們?cè)跍u旋電場的作用下被加速，同時(shí)在磁場里受到洛倫茲力的作用，沿圓規(guī)道運(yùn)動(dòng)。

如何使電子維持在恒定半徑為R的圓規(guī)道上加速，這對(duì)磁場沿徑向分布有一定的要求，設(shè)電子軌道出的磁場為B，電子做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的向心力為洛倫茲力，因此：

eBv?mv2/R mv?ReB

也就是說，只要電子動(dòng)量隨磁感應(yīng)強(qiáng)度成正比例增加，就可以維持電子在一定的軌道上 3

運(yùn)動(dòng)。

【典型例題】

類型

一、感生電動(dòng)勢的運(yùn)算

例1．有一面積為S＝100 cm2的金屬環(huán)，電阻為R＝0.1 Ω，環(huán)中磁場變化規(guī)律如圖乙所示，且磁場方向垂直環(huán)面向里，在t1到t2時(shí)間內(nèi)，環(huán)中感應(yīng)電流的方向如何？通過金屬環(huán)的電荷量為多少？

【答案】逆時(shí)針方向 0.01 C 【解析】(1)由楞次定律，可以判斷金屬環(huán)中感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向．(2)由圖可知：磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率為

?BB2?B① ??tt2?t1金屬環(huán)中磁通量的變化率

B?B1?Ф?B?S?2?S

② ?t?tt2?t1環(huán)中形成的感應(yīng)電流

I?E?Ф/?t?Ф??

③ RRR?t通過金屬環(huán)的電荷量

Q?I?t

④ 由①②③④解得

(B2?B1)S(0.2?0.1)?10?2Q??C?0.01C． R0.1

舉一反三:

【變式】在下圖所示的四種磁場情況中能產(chǎn)生恒定的感生電場的是()

【答案】C

例2．在空間出現(xiàn)如圖所示的閉合電場，電場線為一簇閉合曲線，這可能是（）

A．沿AB方向磁場在迅速減弱 B.沿AB方向磁場在迅速增強(qiáng) C.沿AB方向磁場在迅速減弱 D.沿AB方向磁場在迅速增強(qiáng)

【答案】AC

【解析】根據(jù)電磁感應(yīng)，閉合回路中的磁通量變化時(shí)，使閉合回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，該電流可用楞次定律來判斷，根據(jù)麥克斯韋電磁理論，閉合回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，使因?yàn)殚]合回路中受到了電場力的作用，而變化的磁場產(chǎn)生電場，與是否存在閉合回路沒有關(guān)系，故空間磁場變化產(chǎn)生的電場方向，仍可用楞次定律來判斷，四指環(huán)繞方向即感應(yīng)電場的方向，由此可知AC正確。

【總結(jié)升華】已知感應(yīng)電場方向求原磁通量的變化情況的基本思路是：

→右手螺旋定則 →楞次定感應(yīng)電場的方向 感應(yīng)磁場的方向 磁通量的變化情況

←右手螺旋定則 ←楞次定

舉一反三:

【變式1】如圖所示，一個(gè)帶正電的粒子在垂直于勻強(qiáng)磁場的平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增大時(shí)，此粒子的動(dòng)能將()

A．不變

B．增加

C．減少

D．以上情況都可能

【答案】B

【高清課堂：電磁感應(yīng)定律應(yīng)用 例1】

【變式2】下列各種實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，解釋正確的是（）

【答案】ABC

-22例3.一個(gè)面積S?4?10m、匝數(shù)n＝100匝的線圈放在勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直于線圈平面，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖4－5－6所示，則下列判斷正確的是()

A．在開始的2 s內(nèi)穿過線圈的磁通量變化率等于0.08 Wb/s B．在開始的2 s內(nèi)穿過線圈的磁通量的變化量等于零 C．在開始的2 s內(nèi)線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢等于8 V D．在第3 s末線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢等于零

【答案】AC 【解析】磁通量的變化率

?Ф?B?S，?t?t其中磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率以

?B?B=2 T/s，所即為B?t圖象的斜率．由圖知前2 s的?t?t?Ф=2?4?10－2Wb/s＝0.08 Wb/s，?tA選項(xiàng)正確．

在開始的2 s內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度B由2 T減到0，又從0向相反方向的B增加到2 T，所以這2 s內(nèi)的磁通量的變化量

?Ф?B1S?B2S?2BS?2?2?4?10?2Wb?0.16Wb，B選項(xiàng)錯(cuò)． 在開始的2 s內(nèi)

E?n?Ф?100?0.08V?8V，?t4 s內(nèi)的電動(dòng)勢，C選項(xiàng)正確．第3 s末的感應(yīng)電動(dòng)勢等于2 s～ 6

E?n?Ф?B?nS?100?2?4?10?2V?8V.?t?tD選項(xiàng)錯(cuò)．

【總結(jié)升華】正確計(jì)算磁通量的變化量?Ф，是解題的關(guān)鍵。

舉一反三:

【變式1】閉合電路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢大小，跟穿過這一閉合電路的下列哪個(gè)物理量成正比（）A．磁通量

B．磁感應(yīng)強(qiáng)度

C．磁通量的變化率

D．磁通量的變化量

【答案】C

【高清課堂：電磁感應(yīng)定律應(yīng)用 例2】

【變式2】水平桌面上放一閉合鋁環(huán)，在鋁環(huán)軸線上方有一條形磁鐵，當(dāng)條形磁鐵沿軸線豎直向下迅速靠近鋁環(huán)時(shí)，下列判斷正確的是（）

A．鋁環(huán)有收縮的趨勢，對(duì)桌面的壓力增大 B．鋁環(huán)有擴(kuò)張的趨勢，對(duì)桌面的壓力增大 C．鋁環(huán)有收縮的趨勢，對(duì)桌面的壓力減小 D．鋁環(huán)有擴(kuò)張的趨勢，對(duì)桌面的壓力減小

【答案】A

【高清課堂：電磁感應(yīng)定律應(yīng)用 例3】

【變式3】帶正電的小球在水平桌面上的圓軌道內(nèi)運(yùn)動(dòng)，從上方俯視，沿逆時(shí)針方向如圖?？臻g內(nèi)存在豎直向下的勻強(qiáng)磁場，不計(jì)一切摩擦，當(dāng)磁場均勻增強(qiáng)時(shí)，小球的動(dòng)能將（）

A．逐漸增大

B．逐漸減小

C．不變

D．無法判定

【答案】A

類型

二、動(dòng)生電動(dòng)勢的運(yùn)算

例4．如圖所示，三角形金屬導(dǎo)軌EOF上放有一金屬桿AB，在外力作用下，使AB保持與OF垂直，以速度v勻速從O點(diǎn)開始右移，設(shè)導(dǎo)軌與金屬棒均為粗細(xì)相同的同種金屬制成，則下列判斷正確的是()

A．電路中的感應(yīng)電流大小不變 B．電路中的感應(yīng)電動(dòng)勢大小不變 C．電路中的感應(yīng)電動(dòng)勢逐漸增大 D．電路中的感應(yīng)電流逐漸減小

【答案】AC 【解析】導(dǎo)體棒從O開始到如圖所示位置所經(jīng)歷時(shí)間設(shè)為t，?EOF＝?，則導(dǎo)體棒切割磁感線的有效長度

L?＝OBtan?，故

E＝BL?v?＝Bv?vt?tan?＝Bv2tan??t，即電路中電動(dòng)勢與時(shí)間成正比，C選項(xiàng)正確； 電路中電流強(qiáng)度

EBv2tan??t.I??R?L/S而L等于△OAB的周長，L?OB?AB?OA?vt?vt·tan?+所以

vt1=vt(1+tan??)，cos?cos?I?Bvtan??S1????1?tan???cos????恒量．

所以A正確．

【總結(jié)升華】導(dǎo)體棒切割磁感線的有效長度在變化，同時(shí)導(dǎo)軌與金屬棒的長度也在變化。

例5．如圖所示，bacd為靜止于水平面上寬度為L，而長度足夠長的U型金屬滑軌，ac邊接有電阻R，其他部分電阻不計(jì)．ef為一可在滑軌平面上滑動(dòng)，質(zhì)量為m的均勻?qū)w棒．整個(gè)滑軌面處在豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，忽略所有摩擦．

(1)若用恒力F沿水平方向向右拉棒，使其平動(dòng)，求導(dǎo)體棒的最大速度．

(2)若導(dǎo)體棒從開始運(yùn)動(dòng)到獲得最大速度發(fā)生的位移為s，求這一過程中電阻R上產(chǎn)生的熱量Q.FRmF2R2【答案】(1)22(2)Fs－ 44BL2BL【解析】(1)方法1：導(dǎo)體棒受到恒力F后的運(yùn)動(dòng)情況，可用如下式子表示：

F?F安F/mBLvE/RBILF→v↑→E↑→I↑→F安↑→F合↓合→a↓

當(dāng)a＝0時(shí)，速度達(dá)到最大值，即

F?BIL?B解得 BLvL，Rv?FR． B2L2方法2：從能量角度看，當(dāng)棒穩(wěn)定時(shí)P，即 外=P電E2B2L2v2F?v=?，RR解得

v?FR． B2L2

(2)導(dǎo)體棒受到恒力F后的能量轉(zhuǎn)化情況如下：

?系統(tǒng)勻速運(yùn)動(dòng)后的動(dòng)能F做功?克服安培力做功電流做功

―→電能――→內(nèi)能?被轉(zhuǎn)化的動(dòng)能―根據(jù)能量轉(zhuǎn)化與守恒定律得：

Fs?解得 12mv?Q，2mF2R2Q?Fs?． 2B4L4 【總結(jié)升華】用能量角度來思維，會(huì)使問題簡化；用能量轉(zhuǎn)化與守恒定律來解題是學(xué)習(xí)高中物理應(yīng)該具備的能力之一。

例6．如圖所示，小燈泡規(guī)格為“2 V,4 W”，接在光滑水平導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌間距為0.1 m，電阻不計(jì)．金屬棒ab垂直擱在導(dǎo)軌上，電阻為1 Ω，整個(gè)裝置處于B＝1 T的勻強(qiáng)磁場中．求：

(1)為使燈泡正常發(fā)光，ab的滑行速度為多大？(2)拉動(dòng)金屬棒ab的外力的功率有多大？

【答案】(1)40 m/s(2)8 W

【解析】當(dāng)金屬棒在導(dǎo)軌上滑行時(shí)，切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，相當(dāng)于回路的電源，為小燈泡提供電壓．金屬棒在光滑的導(dǎo)軌上滑行過程中，外力克服安培力做功，能量守恒，所以外力的功率與電路上產(chǎn)生的電功率相等．

(1)燈泡的額定電流和電阻分別為

I=P=2 A，UU2R?=1 Ω．

PEBlv?，R?rR?r設(shè)金屬棒的滑行速度為v，則

I感=式中r為棒的電阻． 由

I感＝I，即

Blv=I． R+r得

v=I(R+r)2?(1+1)=m/s=40 m/s． Bl1?0.1(2)根據(jù)能量轉(zhuǎn)換，外力的機(jī)械功率等于整個(gè)電路中的電功率，即

22P)W=8 W.機(jī)=P電=I(R?r)?2?(1+

1【總結(jié)升華】用好“燈泡正常發(fā)光”、“光滑水平導(dǎo)軌”這些條件是這類題的思路基礎(chǔ)。

類型

三、動(dòng)生電動(dòng)勢和感生電動(dòng)勢的區(qū)別與聯(lián)系

例7．如圖所示，兩根平行金屬導(dǎo)軌固定在水平桌面上，每根導(dǎo)軌每米的電阻為導(dǎo)軌的端點(diǎn)P、Q用電阻可以忽略的導(dǎo)線相連，兩導(dǎo)軌間的距離l＝0.20 m．有r0＝0.10 Ω，隨時(shí)間變化的勻強(qiáng)磁場垂直于桌面，已知磁感應(yīng)強(qiáng)度B與時(shí)間t的關(guān)系為B＝kt，比例系數(shù)k＝0.020 T/s.一電阻不計(jì)的金屬桿可在導(dǎo)軌上無摩擦地滑動(dòng)，在滑動(dòng)過程中保持與導(dǎo)軌垂直．在t＝0時(shí)刻，金屬桿緊靠在P、Q端，在外力作用下，桿以恒定的加速度從靜止開始向?qū)к壍牧硪欢嘶瑒?dòng)，求在t＝6.0 s時(shí)金屬桿所受的安培力．

－3【答案】1.44?10N

【解析】以a表示金屬桿運(yùn)動(dòng)的加速度，在t時(shí)刻，金屬桿與初始位置的距離

L?12at． 2此時(shí)桿的速度

v＝at，這時(shí)，桿與導(dǎo)軌構(gòu)成的回路的面積

S＝Ll，回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢

E?S?B+Blv． ?t因B＝kt故

?B?k． ?t回路的總電阻

R＝2Lr0 回路中的感應(yīng)電流

I?E． R作用于桿的安培力

F＝BlI 解得

3k2l2F?t，2r0代入數(shù)據(jù)為

F＝1.44?10－3N．

【總結(jié)升華】在導(dǎo)體棒向左運(yùn)動(dòng)過程中，產(chǎn)生的是動(dòng)生電動(dòng)勢還是感生電動(dòng)勢？兩種電動(dòng)勢是相加還是相減？這是求解電流時(shí)應(yīng)注意的問題。

例8．如圖所示，導(dǎo)體AB在做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，將產(chǎn)生一個(gè)電動(dòng)勢，因而在電路中有電流通過，下列說法中正確的是()

A．因?qū)w運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢稱為動(dòng)生電動(dòng)勢 B．動(dòng)生電動(dòng)勢的產(chǎn)生與洛倫茲力有關(guān) C．動(dòng)生電動(dòng)勢的產(chǎn)生與電場力有關(guān)

D．動(dòng)生電動(dòng)勢和感生電動(dòng)勢產(chǎn)生的原因是一樣的

【答案】AB 【解析】

如圖所示，當(dāng)導(dǎo)體向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，其內(nèi)部的自由電子因受向下的洛倫茲力作用向下運(yùn)動(dòng)，于是在棒的B端出現(xiàn)負(fù)電荷，而在棒的A端出現(xiàn)正電荷，所以A端電勢比B端高．棒AB就相當(dāng)于一個(gè)電源，正極在A端．

【總結(jié)升華】正確判斷洛倫磁力的方向，認(rèn)清電源部分。類型

三、圖像問題

例9．如圖所示，一個(gè)邊長為l的正方形虛線框內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場；一個(gè)邊長也為l的正方形導(dǎo)線框所在平面與磁場方向垂直；虛線框?qū)蔷€ab與導(dǎo)線框的一條邊垂直，ba的延長線平分導(dǎo)線框．在t＝0時(shí)，使導(dǎo)線框從圖示位置開始以恒定速度沿ab方向移動(dòng)，直到整個(gè)導(dǎo)線框離開磁場區(qū)域．以i表示導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的強(qiáng)度，取逆時(shí)針方向?yàn)檎铝斜硎緄—t關(guān)系的圖示中，可能正確的是()

【答案】C 【解析】從正方形線框下邊開始進(jìn)入到下邊完全進(jìn)入過程中，線框切割磁感線的有效長度逐漸增大，所以感應(yīng)電流也逐漸增大，A項(xiàng)錯(cuò)誤．從正方形線框下邊完全進(jìn)入至下邊剛穿出磁場邊界時(shí)，切割磁感線有效長度不變，故感應(yīng)電流不變，B項(xiàng)錯(cuò)．當(dāng)正方形線框下邊離開磁場，上邊未進(jìn)入磁場的過程比正方形線框上邊進(jìn)入磁場過程中，磁通量減少的稍慢，故這兩個(gè)過程中感應(yīng)電動(dòng)勢不相等，感應(yīng)電流也不相等，D項(xiàng)錯(cuò)，故正確選項(xiàng)為C.【總結(jié)升華】進(jìn)入過程中哪一部分相當(dāng)于電源？應(yīng)該怎樣進(jìn)行分析研究？怎樣利用線框的邊長和磁場寬度的關(guān)系？是本題的關(guān)鍵思路。

舉一反三:

【高清課堂：電磁感應(yīng)定律應(yīng)用 例8】

【變式】如圖所示的電路可以用來“研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象”。干電池、開關(guān)、線圈A、滑動(dòng)變阻器串聯(lián)成一個(gè)電路，電流計(jì)、線圈B串聯(lián)成另一個(gè)電路。線圈A、B套在同一個(gè)閉合鐵芯上，且它們的匝數(shù)足夠多。從開關(guān)閉合時(shí)開始計(jì)時(shí)，流經(jīng)電流計(jì)的電流大小i隨時(shí)間t變化的圖象是（）

【答案】B

例10．如圖所示，兩固定的豎直光滑金屬導(dǎo)軌足夠長且電阻不計(jì)。兩質(zhì)量、長度均相同的導(dǎo)體棒c、d，置于邊界水平的勻強(qiáng)磁場上方同一高度h處。磁場寬為3h，方向與導(dǎo)軌平面垂直。先由靜止釋放c，c剛進(jìn)入磁場即勻速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)再由靜止釋放d，兩導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌始終保持良好接觸。

用ac表示c的加速度，Ekd表示d的動(dòng)能，xc、xd分別表示c、d相對(duì)釋放點(diǎn)的位移。下圖中正確的是()

【答案】B D

【解析】c導(dǎo)體棒落入磁場之前做自由落體運(yùn)動(dòng)，加速度恒為g，有

h?12gt，2v?gt，c棒進(jìn)入磁場以速度v做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，d棒開始做自由落體運(yùn)動(dòng)，與c棒做自由落體運(yùn)動(dòng)的過程相同，此時(shí)c棒在磁場中做勻速直線運(yùn)動(dòng)的路程為

h′?vt?gt2?2h，d棒進(jìn)入磁場而c還沒有傳出磁場的過程，無電磁感應(yīng)，兩導(dǎo)體棒僅受到重力作用，加速度均為g，知道c棒穿出磁場，B正確。

c棒穿出磁場，d棒切割磁感線產(chǎn)生電動(dòng)勢，在回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，因此時(shí)d棒速度大于c進(jìn)入磁場是切割磁感線的速度，故電動(dòng)勢、電流、安培力都大于c剛進(jìn)入磁場時(shí)的大小，d棒減速，直到穿出磁場僅受重力，做勻加速運(yùn)動(dòng)，結(jié)合勻變速直線運(yùn)動(dòng)

2v2?v0?2gh，可知加速過程動(dòng)能與路程成正比，D正確。

【總結(jié)升華】在分析電磁感應(yīng)中的圖象問題時(shí)，解決問題時(shí)可從看坐標(biāo)軸表示什么物理量；看具體的圖線，它反映了物理量的狀態(tài)或變化，要看圖象在坐標(biāo)軸上的截距，它反映的是一個(gè)物理量為零時(shí)另一物理量的狀態(tài)等等。在分析這類問題時(shí)除了運(yùn)用右手定則、楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律等規(guī)律外還要注意相關(guān)集合規(guī)律的運(yùn)用。

舉一反三:

【高清課堂：電磁感應(yīng)定律應(yīng)用 例9】

【變式】如圖（甲）所示，一閉合金屬圓環(huán)處在垂直圓環(huán)平面的勻強(qiáng)磁場中。若磁感強(qiáng)度B隨時(shí)間t按如圖（乙）所示的規(guī)律變化，設(shè)圖中磁感強(qiáng)度垂直紙面向里為正方向，環(huán)中感生電流沿順時(shí)針方向?yàn)檎较颉t環(huán)中電流隨時(shí)間變化的圖象可能是下圖中的（）

【答案】C

第四篇：電磁感應(yīng)定律小結(jié)：

電磁感應(yīng)綜合題的特點(diǎn)：

電磁感應(yīng)的綜合題不僅涉及法拉第電磁感應(yīng)定律，他還涉及力學(xué)、熱學(xué)、靜電場、直流電路、磁場等許多內(nèi)容,主要反映在以下幾個(gè)方面：

（1）因?qū)w的切割運(yùn)動(dòng)或電路中磁通量的變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流，使導(dǎo)體受到安培力的作用，從而直接影響到導(dǎo)體或線圈的運(yùn)動(dòng)。

（2）因?qū)w的切割運(yùn)動(dòng)或電路中磁通量的變化，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢等效為電源，與外部電路組成為閉合回路。

（3）以電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電能為核心，綜合著各種不同形式的能（如機(jī)械能、內(nèi)能等）的轉(zhuǎn)化。

電磁感應(yīng)的綜合題有兩種基本類型：一是電磁感應(yīng)與電路電場的綜合；二是電磁感應(yīng)與磁體、導(dǎo)體的受力和運(yùn)動(dòng)的綜合；或是這兩種基本類型的復(fù)合題，題中電場現(xiàn)象、力現(xiàn)象相互聯(lián)系、相互影響和制約。其基本形式如：

2.電磁感應(yīng)現(xiàn)象中能量轉(zhuǎn)化規(guī)律 電磁感應(yīng)現(xiàn)象中出現(xiàn)的電能，一定由其他形式的能轉(zhuǎn)化而來，具體問題中會(huì)涉及多種形式的能之間的轉(zhuǎn)化，機(jī)械能和電能的相互轉(zhuǎn)化、內(nèi)能和電能的相互轉(zhuǎn)化。分析時(shí)應(yīng)當(dāng)牢牢抓住能量守恒這一基本規(guī)律，分析清楚有那些力做功，就可以知道有哪些形式的能量參與了相互轉(zhuǎn)化，如有摩擦力做功，必然有內(nèi)能出現(xiàn)；除了重力以外的力做功，就可能有機(jī)械能參與轉(zhuǎn)化；安培力做負(fù)功就將其他形式能轉(zhuǎn)化為電能，做正功將電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能；然后利用能量守恒列出方程求解。

例1．用均勻?qū)Ь€做成的正方形線框每邊長為0.2m，正方形的一半放在和直面垂直向里的勻前磁場中，如圖所示，當(dāng)磁場以10T/s的變化率增強(qiáng)時(shí)，線框中a、b兩點(diǎn)的電勢差是（）A.Uab=0.1V B.Uab=-0.1V C.Uab=0.2V D.Uab=-0.2V 例2：如圖所示，阻值為R的金屬棒從圖示位置ab分別以v1 ：v2的速度沿光滑導(dǎo)軌（電阻不計(jì)）勻速滑到a/ b/,若v1：v2=1：2，則在這兩次過程中（）A.回路電流I1:I2=1：2 B.L產(chǎn)生的熱量Q1:Q2=1:2 C.通過任一截面的電荷量q1:q2=1:2 D.外力的功率P1:P2=1:2

例3：如圖所示，豎直放置的金屬框架處于水平勻強(qiáng)磁場中，有一長金屬棒ab可以沿框自由滑動(dòng)。當(dāng)ab由靜止開始下滑一段時(shí)間后，合上開關(guān)S，則ab將做（）A．勻速運(yùn)動(dòng)。

B。加速運(yùn)動(dòng)

C.減速運(yùn)動(dòng)

D.無法確定

例4：一個(gè)質(zhì)量m=0.016kg，長L=0.5m，寬d=0.1m，電阻R=0.1Ω的矩形線圈，從h1=5m高處由靜止開始自由下落，如圖所示，然后進(jìn)入勻強(qiáng)磁場。線圈下邊剛進(jìn)入磁場時(shí)，由于磁場力作用，線圈正好做勻速運(yùn)動(dòng)。求：（1）磁場的此感應(yīng)強(qiáng)度B。（g取10m/s2）;(2)如果線圈下邊通過磁場所經(jīng)歷的時(shí)間為Δt=0.15s,求磁場區(qū)域的高度h2(已知h2大于L)。

規(guī)律方法總結(jié)

1楞次定律及其推廣

楞次定律揭示了判定感應(yīng)電流方向的規(guī)律，即“感應(yīng)電流的磁場總要阻礙引起感應(yīng)電流得磁通量的變化”。楞次定律的核心思想是“阻礙”，只有深刻理解“阻礙”的含義，才能掌握定律的實(shí)質(zhì)。

楞次定律說明電磁感應(yīng)現(xiàn)象是符合能量守恒定律的，因此我們可以將楞次定律的含義推廣為：“感應(yīng)電流對(duì)引起它產(chǎn)生的原因都由阻礙作用”。這些原因包括外磁場變化、相對(duì)位置變化、相對(duì)面積變化和導(dǎo)體中電流變化。這樣運(yùn)用推廣的含義解題，特變是判斷閉合導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)要比用楞次定律本身取判斷簡便的多。

例1：如圖所示，水平導(dǎo)軌上放著一根金屬導(dǎo)體棒，外磁場豎直穿過導(dǎo)軌框，當(dāng)B減小時(shí)，金屬棒怎樣運(yùn)動(dòng)（）

A.靜止

B.向右運(yùn)動(dòng)

C.向左運(yùn)動(dòng)

D.以上說法都不對(duì) 2．線框匝數(shù)N在解題中的正確應(yīng)用

在磁場和電磁感應(yīng)習(xí)題中，常遇到線圈是單匝還是N匝的題設(shè)條件，到底什么情況下選用N，什么情況下不要選用N，下面對(duì)其選用技巧進(jìn)行點(diǎn)撥。

（1）不選用匝數(shù)N 凡是直接運(yùn)用公式求磁通量φ=BScosθ.磁通量的變化量Δφ=φ2φ1，磁通量的變化率Δφ/Δt，匝數(shù)N不必選用。因?yàn)榇磐勘硎敬┻^某一面積的磁感線條數(shù)，其大小不受匝數(shù)N的影響。

例2：一個(gè)面積S=4×10-2m2,匝數(shù)N=100的線圈，放在勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直線圈平面，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化規(guī)律為ΔB/Δt=2T/s,則穿過線圈的磁通量的變化率為多少？

例3：如圖所示，矩形線圈長為L，寬為d，質(zhì)量為m，匝數(shù)為N，總電阻為R,放在勻強(qiáng)磁場區(qū)域上方H處，線圈由靜止自由下落，當(dāng)線圈的下邊剛落入磁場時(shí)便開始做勻速運(yùn)動(dòng)，求磁感應(yīng)強(qiáng)度B。

3．兩類電動(dòng)勢：感生電動(dòng)勢、動(dòng)生電動(dòng)勢

電磁感應(yīng)定律解決問題涉及面廣，物理模型種類多，綜合性強(qiáng)，對(duì)能力要求高。求解感應(yīng)電動(dòng)勢時(shí)，一般有兩類問題：（1）磁通量變化型

法拉第電磁感應(yīng)定律是本章核心，它定性說明了電磁感應(yīng)現(xiàn)象的原因，也定量給出了計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢的公式：E=NΔφ/Δt。根據(jù)不同情況，該公式有兩種不同的表達(dá)形式：①如果B不變、S變化時(shí)，有E=NBΔS/Δt ②如果S不變、B變化時(shí)，有E=N SΔB/Δt.(2)切割磁感線型

導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢大小雖然可以由E=N SΔB/Δt.來求解，但應(yīng)用E=Blvsinθ更方便，特別是求瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢更有必要。具體由兩種特殊情況①平動(dòng)切割，公式為E=Blvsinθ；②轉(zhuǎn)動(dòng)切割，E?BLv=

12BL?（此公式適應(yīng)于垂直切割磁感線2的情況）。

例4：如圖所示，兩平行金屬導(dǎo)軌固定在水平桌面上，每根每米的電阻為ro=0.10Ω/m.導(dǎo)軌的端點(diǎn)P、Q用電阻可忽略的導(dǎo)線相連，兩導(dǎo)軌間的距離l=0.20m.。有隨時(shí)間變化的云強(qiáng)磁場垂直于桌面，已知磁感應(yīng)強(qiáng)度B與時(shí)間t的關(guān)系為B=kt，比例系數(shù)k=0.020T/s，一電阻不計(jì)的金屬桿可在導(dǎo)軌上無摩擦地滑動(dòng)，在滑動(dòng)過程中保持與導(dǎo)軌垂直。在t=0時(shí)刻，金屬桿緊靠在PQ端，在外力作用下，桿以恒定的加速度從靜止開始向?qū)к壍牧硪欢嘶瑒?dòng)，求在t=0.60s時(shí)金屬桿所受的安培力。

4．電磁感應(yīng)中的圖象問題。

電磁感應(yīng)中常涉及磁感應(yīng)強(qiáng)度B、磁通量φ、感應(yīng)電動(dòng)勢E和感應(yīng)電流I隨時(shí)間的變化圖像，即B-t圖像，φ-t圖像和I-t圖像。對(duì)于切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢和感應(yīng)電流的情況，還常涉及感應(yīng)電動(dòng)勢E和感應(yīng)電流I隨線圈位移X變化的圖像，即E-x圖像，和I-x圖像。這些圖像問題大體上可分為兩類：由給定的電磁感應(yīng)過程選出或畫出正確的圖像，或由給定的有關(guān)圖像分析電磁感應(yīng)過程，求解相應(yīng)的物理量。不管是何種類型，電磁感應(yīng)中的圖像問題常需要用右手定則、楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律等規(guī)律分析解決/ 例：一個(gè)圓形閉合線圈固定在垂直紙面的勻強(qiáng)磁場中，線圈平面與磁場方向垂直，如圖（1）所示。設(shè)垂直于紙面向內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向?yàn)檎?，垂直于紙面向外的磁感?yīng)強(qiáng)度方向?yàn)樨?fù)。線圈中順時(shí)針方向的感應(yīng)電流為正，逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流為負(fù)。已知圓形線圈中感應(yīng)電流I隨時(shí)間變化的圖像如圖（2）所示，則線圈所在處的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的圖像可能是圖中的（）

5導(dǎo)電滑軌類問題

該類問題有單金屬棒運(yùn)動(dòng)和雙金屬運(yùn)動(dòng)類兩類問題：（1）單金屬棒運(yùn)動(dòng)類

例6：如圖所示，在豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，有兩根水平放置的相距為L且足夠長的平行金屬導(dǎo)軌AB、CD，在]導(dǎo)體的AC端連接一阻值為R的電阻，一根垂直于導(dǎo)軌放置的金屬棒ab，質(zhì)量為m，導(dǎo)軌和金屬棒的電阻及它們間的摩擦不計(jì)，若用恒力F沿水平向右拉棒運(yùn)動(dòng)，求金屬棒的最大速度。

（2）雙金屬棒運(yùn)動(dòng)類

例7：如圖所示，兩金屬棒ab和cd長均為l，電阻均為R，質(zhì)量分別為M和m，用兩根質(zhì)量和電阻均可忽略的不可伸長的柔軟導(dǎo)線將它們連成閉合回路，并懸掛在水平、光滑、不導(dǎo)電的圓棒兩側(cè)。兩金屬棒都處在水平位置，整個(gè)裝置處在一與回路平面相垂直的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。若金屬桿ab正好勻速向下運(yùn)動(dòng)，求其運(yùn)動(dòng)的速度。

6．利用公式q???計(jì)算電荷量。R7．電磁感應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化問題

電磁感應(yīng)過程實(shí)質(zhì)是不同形式的能量轉(zhuǎn)化的過程，電磁感應(yīng)過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電流在磁場中必定受到安培力作用。因此要維持安培力存在，必須有外力克服安培力做功，此過程中，其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能，當(dāng)感應(yīng)電流通過用電器時(shí)]，電能由轉(zhuǎn)化為其他形式的能。

外力克服安培力做多少功，就有多少其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能。同力，安培力做功的過程，是電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的過程，安培力做多少功就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。例 9如圖所示，在光滑絕緣水平面上，有一半徑r=10cm電阻R=0.01Ω、質(zhì)量m=0.02kg的金屬圓環(huán)以vo=10m/s的速度向一足夠大、磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.3T的勻強(qiáng)磁場滑去，當(dāng)圓環(huán)剛好有一半進(jìn)入磁場時(shí)，圓環(huán)的加速度為a=158.4m/s2,求此過程圓環(huán)增加的內(nèi)能。

第五篇：電磁感應(yīng)現(xiàn)象教案

電 磁 感 應(yīng) 現(xiàn) 象

——探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件 【教學(xué)目標(biāo)】

一、知識(shí)目標(biāo)：

1、知道什么是電磁感應(yīng)現(xiàn)象。

2、理解“不論用什么方法，只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化，閉合電路中就有電流產(chǎn)生”。

3、知道能量守恒定律依然適用于電磁感應(yīng)現(xiàn)象。

4、了解生活中的電磁感應(yīng)現(xiàn)象。

二、能力目標(biāo)：

1、通過實(shí)驗(yàn)的觀察和分析，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，分析問題的能力．

2、培養(yǎng)學(xué)生的想象力，鼓勵(lì)學(xué)生在初中已有的知識(shí)基礎(chǔ)上，對(duì)可產(chǎn)生電磁現(xiàn)象進(jìn)行猜想。

三、情感目標(biāo)：

通過磁生成電實(shí)現(xiàn)的曲折道路和對(duì)法拉第歷時(shí)十年不懈努力終于摘取科學(xué)碩果精神的感悟，學(xué)習(xí)科學(xué)家們堅(jiān)韌不拔和持之以恒的科學(xué)探索精神，豐富完善同學(xué)們的世界觀。

【教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)】

教學(xué)重點(diǎn)：電磁感應(yīng)的概念和產(chǎn)生條件。

教學(xué)難點(diǎn)：電磁感應(yīng)的實(shí)驗(yàn)探究以及實(shí)驗(yàn)之間的邏輯關(guān)系。【教學(xué)方法和手段】

教學(xué)方法：實(shí)驗(yàn)探究法、分析法、圖示法。

教學(xué)手段：演示實(shí)驗(yàn)、計(jì)算機(jī)多媒體教學(xué)，PPT課件。【課時(shí)安排】

1課時(shí) 【教具準(zhǔn)備】

條形磁鐵、電流表、原副線圈、滑動(dòng)變阻器、電源、電鍵、導(dǎo)線若干。【教學(xué)過程】

一、復(fù)習(xí)、引入課題 復(fù)習(xí)：

1、電和磁的知識(shí)。磁體周圍存在磁場，如條形磁鐵、U形磁鐵

2、磁感線。

3、磁通量：穿過單位面積上的磁感線條數(shù)。（強(qiáng)調(diào)：磁通量是表示穿過討論面的磁感線條數(shù)的多少．在今后的應(yīng)用中往往根據(jù)穿過面的磁感線條數(shù)的多少定性判斷穿過該面的磁通量的大?。?/p>

4、奧斯特實(shí)驗(yàn) 電————磁 電磁效應(yīng) 引入新課：

奧斯特實(shí)驗(yàn)架起了一座連通電和磁的橋梁，此后人們對(duì)電能生磁已深信不疑，但磁能否生電呢？在這個(gè)問題上，英國物理學(xué)家法拉第堅(jiān)信：自然界的事物都是相互聯(lián)系、相互作用的，電能產(chǎn)生磁，磁也應(yīng)該能產(chǎn)生電，電與磁決不孤立，有著密切的聯(lián)系．為此，他做了許多實(shí)驗(yàn)，把導(dǎo)線放在各種磁場中想得到電流需要一定的條件，他以堅(jiān)韌不拔的意志歷時(shí)10年，終于找到了這個(gè)條件，從而開辟了物理學(xué)又一嶄新天地．

二、講授新課

1、復(fù)習(xí)實(shí) 驗(yàn):閉合電路的一部分導(dǎo)體做切割磁力線運(yùn)動(dòng)。

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析：（課件展示）

提出問題：導(dǎo)體不動(dòng)，磁場改變，會(huì)不會(huì)在電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流呢?

2、通過實(shí)驗(yàn)，探索科學(xué)

［探究實(shí)驗(yàn)1］磁鐵插入、抽出或停留在線圈中時(shí)，電路中是否產(chǎn)生感應(yīng)電流？（書本圖4.2-2實(shí)驗(yàn)）

實(shí)驗(yàn)器材：線圈，電流表，導(dǎo)線。

研究對(duì)象：由線圈，電流表構(gòu)成的閉合回路。

磁場提供：條形磁鐵。

觀察實(shí)驗(yàn)，記錄結(jié)果。

結(jié) 論：條形磁鐵插入或取出時(shí)，可見電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，有感應(yīng)電流產(chǎn)生；磁鐵與線圈相對(duì)靜止時(shí)，可見電流表指針不偏轉(zhuǎn)，無感應(yīng)電流產(chǎn)生。

教 師：磁鐵靠近和離開線圈的過程中，穿過線圈的磁感線發(fā)生了怎樣的變化？ 學(xué) 生：（師生討論）對(duì)線圈回路，S未變，磁鐵的遠(yuǎn)離和靠近，使穿過線圈的磁通量發(fā)生變化。當(dāng)磁鐵靠近線圈的過程中，穿過線圈的磁通量增大；當(dāng)磁鐵離開線圈的過程中，穿過線圈的磁通量減小。

提出問題：實(shí)驗(yàn)當(dāng)磁鐵靠近和離開線圈的過程中，穿過線圈的磁通量發(fā)生了變化。如果“磁場”和“部分導(dǎo)體”不發(fā)生“相對(duì)運(yùn)動(dòng)”，能不能讓穿過線圈的磁通量發(fā)生了變化，在電路中產(chǎn)生電流呢？（學(xué)生思考，繼續(xù)實(shí)驗(yàn)。）

[探究實(shí)驗(yàn)2］原、副線圈。用開關(guān)或滑動(dòng)變阻器控制一個(gè)線圈中的電流，能否在另一個(gè)線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流呢？（書本圖4.2-3實(shí)驗(yàn)）

實(shí)驗(yàn)器材：原、副線圈，電流表，電建，滑動(dòng)變阻器，電源，導(dǎo)線。

研究對(duì)象：線圈B和電流表構(gòu)成的閉合回路。磁場提供：通電線圈A。

結(jié) 論：移動(dòng)變阻器滑片（或通斷開關(guān)），可見，電流表指針偏轉(zhuǎn)，有感應(yīng)電流；當(dāng)A中電流穩(wěn)定時(shí)，電流表指針不偏轉(zhuǎn)，無感應(yīng)電流。

教 師：對(duì)線圈B，滑片移動(dòng)或開關(guān)通斷，引起A中電流變，則磁場變，穿過B的磁通變，故B中產(chǎn)生感應(yīng)電流；當(dāng)A中電流穩(wěn)定時(shí)，磁場不變，磁通不變，則B中無感應(yīng)電流。

介紹實(shí)驗(yàn)：這是法拉第第一次獲得感應(yīng)電流的實(shí)驗(yàn)，他的發(fā)現(xiàn)具有偶然性。他當(dāng)時(shí)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖菫榱讼胱屢桓妼?dǎo)線在磁場作用下，使另一根導(dǎo)線中產(chǎn)生電流。為了加強(qiáng)電流的作用，把兩根直導(dǎo)線繞成螺旋線：為了加強(qiáng)電流的磁場作用，讓兩根螺旋導(dǎo)線，繞在一個(gè)鐵心上。

提出問題：以上實(shí)驗(yàn)中能產(chǎn)生感應(yīng)電流的電路有什么特點(diǎn)？學(xué)生思考。

產(chǎn)生感應(yīng)電流條件之一：閉合的電路。

設(shè) 疑 ：三次實(shí)驗(yàn)用不同的方法都使閉合電路中產(chǎn)生了感應(yīng)電流，使閉合電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件到底是什么呢？ 第三個(gè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)論能否解釋前面兩次實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象？ 教

師：請(qǐng)大家思考以上幾個(gè)產(chǎn)生感應(yīng)電流的實(shí)例，能否從本質(zhì)上概括出產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件？（給予充分的時(shí)間，啟發(fā)學(xué)生積極思考，展開觀察、討論）

引導(dǎo)學(xué)生從磁通量變化分析：

實(shí)驗(yàn)1中，部分導(dǎo)體切割磁感線，磁場不變，但電路面積變化，從而穿過電路的磁通量變化，從而產(chǎn)生感應(yīng)電流；

實(shí)驗(yàn)2中，導(dǎo)體插入、拔出線圈，線圈面積不變，但磁場變化，同樣導(dǎo)致磁通量變化，從而產(chǎn)生感應(yīng)電流；

實(shí)驗(yàn)3中，通斷電的瞬間，滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)片迅速滑動(dòng)的瞬

間，都引起線圈A中電流的變化，最終導(dǎo)致線圈B中磁通量變化，從而產(chǎn)生感應(yīng)電流。

綜上所述，不同的實(shí)驗(yàn)，其共同處在于：產(chǎn)生感應(yīng)電流的前提均為穿過

閉合回路的磁通量的變化，只不過引起磁通量變化的原因各不相同。當(dāng)穿過閉合線圈的磁通量的變化時(shí)，閉合線圈中會(huì)有電流產(chǎn)生。

3、電磁感應(yīng)現(xiàn)象和感應(yīng)電流。

利用磁場產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫做電磁感應(yīng)現(xiàn)象。由電磁感應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生的電流叫做感應(yīng)電流。

結(jié) 論 ：產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件——穿過閉合電路的磁通量發(fā)生了變化，閉合電路中產(chǎn)生了感應(yīng)電流。

教師小結(jié): 只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生了變化，閉合電路中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。

三、隨堂練習(xí)

例1：教材“問題與練習(xí)”第4題（變化）

矩形線圈ABCD位于通電長直導(dǎo)線附近，線圈與導(dǎo)線在一個(gè)平面內(nèi)，線圈的兩個(gè)邊與導(dǎo)線平行。下列哪種情況線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流？ 例2：列舉生活中應(yīng)用的感應(yīng)現(xiàn)象實(shí)例。

發(fā)電機(jī)、話筒、電話機(jī)等，都是利用電磁感應(yīng)原理工作的。

教師補(bǔ)充：發(fā)電機(jī)，麥克風(fēng)，磁帶錄音機(jī)，漏電保護(hù)開關(guān)，電磁灶，高頻焊接，磁懸浮列車，金屬探測器，變壓器，防抱死制動(dòng)系A(chǔ)BS 電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，電磁規(guī)律認(rèn)識(shí)不斷加深，產(chǎn)生了一系列重大的發(fā)明與發(fā)現(xiàn)，如：發(fā)電機(jī)、燈泡，輸電技術(shù)......引發(fā)了第二次工業(yè)革命，開辟了電氣化時(shí)代,給人類文明帶來深刻的影響。改變了人類的生活方式及生活質(zhì)量。在生產(chǎn)和生活有廣泛的應(yīng)用。

例3：教材P7“做一做”──理想實(shí)驗(yàn)：《搖繩能發(fā)電嗎？》（提 示）電流是有能量的。請(qǐng)問“搖繩”中的電能從哪來？

（知識(shí)拓展）電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的能量守恒

能量守恒定律是一個(gè)普遍定律，同樣適合于電磁感應(yīng)現(xiàn)象．電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電能不是憑空產(chǎn)生的，它們或者是其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能，或者是電能在不同電路中的轉(zhuǎn)移．

五、課堂小結(jié)：

法拉第的科學(xué)實(shí)踐告訴我們，任何一位要想獲得成功的科學(xué)家和科學(xué)工作者，要經(jīng)得住連續(xù)失敗的考驗(yàn)，要有百折不撓的堅(jiān)強(qiáng)意志，要堅(jiān)信這樣一條真理：失敗是成功之母。

六、布置作業(yè)：

上網(wǎng)查閱發(fā)電機(jī)的相關(guān)資料。

[課外探究] 閉合電路中有電源就有電流；閉合電路中發(fā)生磁通量變化就有電流。從這兩句話中，我們得到什么啟示？！

板書設(shè)計(jì)

電 磁 感 應(yīng) 現(xiàn) 象

——探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件

一、電磁感應(yīng)現(xiàn)象和感應(yīng)電流

二、產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件：

1、演示實(shí)驗(yàn)

結(jié)論：

2、演示實(shí)驗(yàn) 結(jié)論：

3、演示實(shí)驗(yàn)

結(jié)論：

三、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)

學(xué) 案 電 磁 感 應(yīng) 現(xiàn) 象

——探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件 【教學(xué)目標(biāo)】

一、知識(shí)目標(biāo)：

1、知道什么是電磁感應(yīng)現(xiàn)象。

2、理解“不論用什么方法，只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化，閉合電路中就有電流產(chǎn)生”。

3、知道能量守恒定律依然適用于電磁感應(yīng)現(xiàn)象。

4、了解生活中的電磁感應(yīng)現(xiàn)象。

二、能力目標(biāo)：

1、通過實(shí)驗(yàn)的觀察和分析，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，分析問題的能力．

2、培養(yǎng)學(xué)生的想象力，鼓勵(lì)學(xué)生在初中已有的知識(shí)基礎(chǔ)上，對(duì)可產(chǎn)生電磁現(xiàn)象進(jìn)行猜想。

三、情感目標(biāo)：

通過磁生成電實(shí)現(xiàn)的曲折道路和對(duì)法拉第歷時(shí)十年不懈努力終于摘取科學(xué)碩果精神的感悟，學(xué)習(xí)科學(xué)家們堅(jiān)韌不拔和持之以恒的科學(xué)探索精神，豐富完善同學(xué)們的世界觀。

【教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)】

教學(xué)重點(diǎn)：電磁感應(yīng)的概念和產(chǎn)生條件。

教學(xué)難點(diǎn)：電磁感應(yīng)的實(shí)驗(yàn)探究以及實(shí)驗(yàn)之間的邏輯關(guān)系。［復(fù)習(xí)鞏固］

1、磁體。

2、磁感線。

3、磁通量。

4、奧斯特實(shí)驗(yàn) [隨堂練習(xí)] 例1：教材“問題與練習(xí)”第4題（變化）

矩形線圈ABCD位于通電長直導(dǎo)線附近，線圈與導(dǎo)線在一個(gè)平面內(nèi)，線圈的兩個(gè)邊與導(dǎo)線平行。下列哪種情況線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流？

例2：列舉生活中應(yīng)用電磁感應(yīng)現(xiàn)象實(shí)例。[達(dá)標(biāo)練習(xí)］ 問題與練習(xí): 1、2、5