【精选】电磁感应定律_自感现象(教师用).doc

法拉第电磁感应定律?自感 【考点透析】 一、本专题考点： 法拉第电磁感应定律是Ⅱ类要求，即能够理解其确切含义及与其他知识的联系，能在实际问题的分析、综合、推理和判断等过程中运用． 二、理解和掌握的内容 1．法拉第电磁感应定律的表达式为ε=n. 注意：⑴严格区分磁通量φ、磁通量的变化量ΔΦ、磁通量的变化率．φ是状态量，是磁场在某时刻（或某位置）穿过回路的磁感线的条数；ΔΦ是过程量，是表示回路从某一时刻变化到另一时刻时磁通量的增量，即ΔΦ=φ2-φ1；表示磁通量的变化快慢．φ、ΔΦ、的大小没有直接关系，如φ很大，可能很小；φ很小，可能很大．⑵当ΔΦ由磁场变化引起时, 常用S来计算，若是恒定的，即磁场是均匀变化的，那么产生的感应电动势是恒定的；当ΔΦ由回路面积变化引起时，常用B来计算．⑶法拉第电磁感应定律常用于计算感应电动势的平均值，也可说明电磁感应现象中的电量问题．如在Δt时间内通过某电路一截面的电量q=I·Δt = ·Δt = n =n,说明电量q仅由磁通量变化和回路电阻来决定，与发生磁通量变化的时间无关． 2．导线平动切割磁感线产生的感应电动势为：ε=BLvsinθ 注意： （1）这是高考考查的热点，在近几年的试卷中总能涉及到，一般情况下考查在匀强磁场中导体上各点速度相同且B、L、v互相垂直的情况，此时上述公式变为ε=BLv．若v取某段时间内速度的平均值，则ε为该段时间内感应电动势的平均值；若v为某时刻的瞬时值，则ε为该时刻感应电动势的瞬时值． （2）从公式中可以看到，当导体运动方向与磁场平行，即θ=0o时，ε=0；当导体运动方向与磁场垂直，即θ=90o时，ε有最大值，即εm=BLv． （3）若导线是弯曲的，则L应取导线的有效切割长度，即取导线两端的连线在垂直速度方向上投影的长度．  【例题精析】 例1 有一面积为S=100cm2的金属环，电阻为R=0.1Ω,环中磁场变化规律如图13-13所示，且磁场方向垂直环面向里，在t1到t2时间内，环中感应电流的方向如何？通过金属环的电量为多少？ 解析：本题考查楞次定律和灵活运用法拉第电磁感应定律的能力 （1）由楞次定律可以判断出金属环中感应电流方向为逆时针方向． （2）根据法拉第电磁感应定律，环中感应电动势的大小为 ε= 通过环中的电量为 q =I·Δt =·Δt =====0.01（C） 小结：法拉第电磁感应定律中的=S，通过图象可求出ΔB，从而解决．这样求得的电动势的平均值，刚好用于电流强度平均值的计算，并最终求出电量． 思考拓宽： 环中的电流是稳定的，还是变化的？（解答：稳定的） 例2（2002年高考题）如图13—14所示，EF、GH为平行的金属导轨，其电阻可不计，R为电阻器，C为电容器，AB为可在EF和GH上滑动的导体横杆．有均匀磁场垂直于导轨平面．若用I1和I2分别表示图中该处导线中的电流，则当横杆AB A．匀速滑动时，I1 = 0 ，I2 = 0 B．匀速滑动时，I1 ≠ 0 ，I2 ≠ 0 C．加速滑动时，I1 = 0 ，I2 = 0 D．加速滑动时，I1 ≠ 0 ，I2 ≠ 0 解析：本题考查公式ε=BLv的应用能力 当横杆AB匀速滑动时，由ε=BLv 可知，会产生稳定的电动势，使电阻R中有电流通过，而电容器上被充得电量后，获得恒定的电压，不会再有电流通过．因此选项A、B均不对．当横杆AB加速滑动时，由ε=BLv 可知，会产生不断增大的电动势，使电阻R中有越来越强的电流通过，电容器上被充得越来越多的电量，不断有电流通过．因此选项C不对，D正确． 小结：横杆AB相当于电源，使电阻R中不断有电流通过；电容器上只有电压不断增加，被连续充电时，才会不断有电流通过．本题中电阻R和电容器C在电路中表现出了不同的特点． 思考拓宽：如图13—15所示，EF、GH为平行的金属导轨，其电阻可不计，R为电阻器，C为电容器，AB为可在EF和GH上滑动的导体横杆．有均匀磁场垂直于导轨平面．若用I1和I2分别表示图中该处通过的电流，为使I1、I2方向与箭头方向一致，则横杆AB应如何运动 （ ） A．加速向右滑动 B．加速向左滑动 C．减速向右滑动 D．减速向左滑动 解答： C 例3 如图13—16所示，匀强磁场竖直向下，将一水平放置的金属棒ab以水平速度v抛出，设棒在下落过程中始终水平，且不计空气阻力，则金属棒在运动过程中产生的感应电动势大小变化情况是（ ） A．越来越大 B．越来越小 C．保持不变 D.无法判断 解析：本题考查运动的合成和分解在感应电动势中的应用，锻炼学生灵活运用知识的能力 ab棒做平抛运动，可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动． 其水平分运