约1610字。
第2课时法拉第电磁感应定律动生和感生电动势
【学习目标】
1.知道磁通量变化率,能区别、、;
2.理解法拉第电磁感应定律的内容及数学表达式;
3.会用公式与解决实际问题。
【要点导学】
1.磁通量、磁通量的变化、磁通量的变化率三者之间的联系和区别是什么?
2.公式与的适用范围?平均感应电动势和瞬时感应电动势的区别是什么?
3.在电磁感应中穿过闭合电路的电量如何计算?
【典型例题】
类型一法拉第电磁感应定律的基本应用
【例1】(2013•江苏卷,13) 如图9-2-1所示, 匀强磁场中有一矩形闭合线圈abcd,线圈平面与磁场垂直.已知线圈的匝数N=100,边长ab=1.0 m、bc=0.5 m,电阻r=2 Ω.磁感应强度B在0~1 s内从零均匀变化到0.2 T.在1~5 s内从0.2 T均匀变化到-0.2 T,取垂直纸面向里为磁场的正方向.求:
(1)0.5 s时线圈内感应电动势的大小E和感应电流的方向;
(2)在1~5 s内通过线圈的电荷量q;
(3)在0~5 s内线圈产生的焦耳热Q.
【审题指导】 (1)0~1 s内什么原因引起线圈中的磁通量发生变化?
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(2)感应电动势的计算公式E=________.
(3)公式q=It中的I应为电路中电流________值,如何计算电流I?
(4)①公式Q=I2rt中的I是恒定的还是变化的?
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②在0~5 s内线圈的电流一样吗?如何计算0~5内线圈产生的焦耳热?
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类型二、导体平动切割磁感线产生感应电动势
【例2】(2013•安徽卷,16)如图9-2-2所示,足够长平行金属导轨倾斜放置,倾角为37 °,宽度为0.5 m,电阻忽略不计,其上端接一小灯泡,电阻为1 Ω.一导体棒MN垂直于导轨放置,质量为0.2 kg,接入电路的电阻为1 Ω,两端与导轨接触良好,与导轨间的动摩擦因数为0.5.在导轨间存在着垂直于导轨平面的匀强磁场,磁感应强度为0.8 T.将导体棒MN由静止释放,运动一段时间后,小灯泡稳定发光,此后导体棒MN的运动速度以及小灯泡消耗的电功率分别为多少?(重力加速度g取10 m/s2,sin 37°=0.6)
【变式训练】如图9-2-3所示,均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框,半圆直径与磁场边缘重合;磁场方向垂直于半圆面(纸面)向里,磁感应强度大小为B0.使该线框从静止开始绕过圆心O、垂直于半圆面的轴以角速度ω匀速转动半周
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