课外读物板书设计及设计说明

习题课：法拉第电磁感应定律及其应用 教学设计

长沙县九中 刘小芳

【学习目标】

1．掌握法拉第电磁感应定律，会区分Φ、ΔΦ、并理解它们的物理意义。

t2．理解感生电动势与动生电动势，并能解答有关问题。

【知识总结】

一、

感生电动势和动生电动势

1、感生电动势：由于磁场变化而引起的电动势（注意是随时间变化，不是随空间变化）

大小：

EnB 方向： 楞次定律

nStt对应习题1.2.3.4.6.7.10.13 1.在半径为r、电阻为R的圆形导线框内,以直径为界,左、右两侧分别存在着方向如图甲所示的匀强磁场。以垂直纸面向外的磁场为正,两部分磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律分别如图乙所示。则在0~t0时间内,导线框中(

)

A.没有感应电流

C.感应电流大小为

B.感应电流方向为逆时针

D.感应电流大小为

2.(2016·福建质检)如图所示,线圈abcd固定于分布均匀的磁场中,磁场方向垂直线圈平面。当磁场的磁感应强度B随时间t变

化时,该磁场对ab边的安培力大小恒定。下列描述B随t变化的图象中,可能正确的是(

)

3.(2016·江苏泰州期末)如图甲所示,一个圆形线圈的匝数n=100,线圈面积S=200 cm2,线圈的电阻r=1 Ω,线圈外接一个阻值R=4 Ω的电阻。把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中,磁感应强度随时间变化规律如图乙所示。下列说法正确的是(

) A.线圈中的感应电流方向为顺时针方向

B.电阻R两端的电压随时间均匀增大

C.线圈电阻r消耗的功率为4×10-4 W D.前4 s内通过R的电荷量为4×10-4 C 4如图所示,A、B、C是3个完全相同的灯泡,L是一个自感系数较大的线圈(直流电阻可忽略不计)。则(

) A.S闭合时,A灯立即亮,然后逐渐熄灭

B.S闭合时,B灯立即亮,然后逐渐熄灭

C.电路接通稳定后,三个灯亮度相同

D.电路接通稳定后,S再断开时,C灯立即熄灭

6(2016·江西南昌模拟)如图所示的电路中,L是一个自感系数很大、直流电阻不计的线圈,D1、D2和D3是3个完全相同的灯泡,E是内阻不计的电源。在t=0时刻,闭合开关S,电路稳定后在t1时刻断开开关S。规定以电路稳定时流过D1、D2的电流方向为正方向,分别用I1、I2表示流过D1和D2的电流,则下图中能定性描述电流I随时间t变化关系的是(

)

7如图所示,用一根横截面积为S、电阻率为ρ的硬质导线做成一个半径为r的圆环,ab为圆环的一条直径。在ab的左侧存在一个均匀变化的匀强磁场,磁场垂直圆环所在平面,磁感应强度大小随时间的变化率 =k(k<0)。则(

) A.圆环中产生逆时针方向的感应电流

B.圆环具有扩张的趋势

C.圆环中感应电流的大小为

D.图中a、b两点间的电势差Uab=

10.(2016·广东汕头质检)如图所示,正方形线框的边长为L,电容器的电容为C。正方形线框的一半放在垂直于纸面向里的匀强磁场中,当磁感应强度以k为变化率均匀减小时,下列说法正确的是(

) A.线框产生的感应电动势大小为kL2

B.电压表没有读数

C.a点的电势高于b点的电势

D.电容器所带的电荷量为零

13.轻质细线吊着一质量为m=0.42 kg、边长为L=1 m、匝数n=10的正方形线圈,其总电阻为r=1 Ω。在线圈的中间位置以下区域分布着磁场,如图甲所示。磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度大小随时间变化关系如图乙所示,整个过程线圈不翻转。

(1)判断线圈中产生的感应电流的方向是顺时针还是逆时针。

(2)求线圈的电功率。

(3)求在t=4 s时轻质细线上的拉力大小。

2、动生电动势：由于导体在磁场中切割磁感线产生的电动势

大小：ESxBBLBLv

（L为在磁场中的垂直于速度的有效长度）

ttt方向：右手定则（四指指尖是正极）

推论

(1)转动切割：

也可由动生电动势公式推导：EBLvBL0L1BL2

22B o a ω

方向：右手定则（四指指尖是正极）

(2)感应电量：qIt对应习题5.8.9.11.12 5.如图所示,半径为r的金属圆盘在垂直于盘面的匀强磁场B中,绕O轴以角速度ω沿逆时针方向匀速转动,则通过电阻R的电流的大小和方向是(金属圆盘的电阻不计)(

) A.由c到d,I=C.由c到

E

tnRRB.由d到c,I=D.由d到

d,I=

c,I=

8如图所示,水平放置的粗糙U形框架上接一个阻值为R0的电阻,放在垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场中,一个半径为L、质量为m的半圆形硬导体AC在水平向右的恒定拉力F作用下,由静止开始运动距离d后速度达到v,半圆形硬导体AC的电阻为r,其余电阻不计。下列说法正确的是(

) A.此时AC两端电压为UAC=2BLv

B.此时AC两端电压为C.此过程中电路产生的电热为UAC=

Q=Fd-

mv2

D.此过程中通过电阻R0的电荷量为q= 〚导学号

17420358〛

9.如图所示,两根足够长、电阻不计且相距L=0.2 m的平行金属导轨固定在倾角θ=37°的绝缘斜面上,顶端接有一盏额定电压U=4 V的小灯泡,两导轨间有一磁感应强度B=5 T、方向垂直斜面向上的匀强磁场。今将一根长为2L、质量m=0.2 kg、电阻r=1.0 Ω的金属棒垂直于导轨放置在顶端附近无初速度释放,金属棒与导轨接触良好,金属棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.25。已知金属棒下滑到速度稳定时,小灯泡恰能正常发光,重力加速度g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,则(

) A.金属棒刚开始运动时的加速度大小为3 m/s2

B.金属棒刚开始运动时的加速度大小为4 m/s2

C.金属棒稳定下滑时的速度大小为9.6 m/s D.金属棒稳定下滑时的速度大小为4.8 m/s 11(2016·江苏徐州联考)如图所示,宽为L的水平光滑金属轨道上放置一根质量为m的导体棒MN,轨道左端通过一个单刀双掷开关与一个电容器和一个阻值为R的电阻连接,匀强磁场的方向与轨道平面垂直,磁感应强度大小为B,电容器的电容为C,金属轨道和导体棒的电阻不计。现将开关拨向“1”,导体棒MN在水平向右的恒力F作用下由静止开始运动,经时间t0后,将开关S拨向“2”,再经时间t,导体棒MN恰好开始匀速向右运动。下列说法正确的是(

) A.开关拨向“1”时,金属棒做加速度逐渐减小的加速运动

B.t0时刻电容器所带的电荷量为

C.开关拨向“2”后,导体棒匀速运动的速率为

D.开关拨向“2”后t时间内,导体棒通过的位移为为a=

t+

。由于加速度表达式中的各个物理量都不随时间、位移变化,由此可知金

属棒的加速度不变,做匀加速直线运动,故选项A错误;t0时刻导体棒MN速度v=at0,电容器两极板电压U=BLv=BLat0,电荷量Q=CU,则得Q=

,选项B正确;由F安

三、非选择题

12.(2016·北京海淀区期末)如图所示,在光滑水平面上有一长为L1、宽为L2的单匝矩形闭合导体线框abcd,处于磁感应强度为B的有界匀强磁场中,其ab边与磁场的边界重合。线框由同种粗细均匀的导线制成,总电阻为R。现用垂直于线框ab边的水平拉力,将线框以速度v向右沿水平方向匀速拉出磁场,此过程中保持线框平面与磁感线垂直,且ab边与磁场边界平行。在线框被拉出磁场的过程中,求: (1)通过线框的电流大小。

(2)线框中产生的焦耳热。

(3)线框中a、b两点间的电压。