高二物理选修3 法拉第电磁感应定律VIP免费

Babcdfe高二物理选修3法拉第电磁感应定律【知识梳理】:1．法拉第电磁感应定律：E=n2．导线切割磁感线时的感应电动势：E=BLvsinθ，当v⊥B时：E=BLv3.公式E=n与E=BLvsinθ的区别与联系（1）研究对象不同：E=n的研究对象是一个回路，而E=BLvsinθ研究对象是磁场中运动的一段导体。（2）物理意义不同：E=n求得是Δt时间内的平均感应电动势，当Δt→0时，则E为瞬时感应电动势；而E=BLvsinθ，如果v是某时刻的瞬时速度，则E也是该时刻的瞬时感应电动势；若v为平均速度，则E为平均感应电动势。（3）E=n求得的电动势是整个回路的感应电动势，而不是回路中某部分导体的电动势。整个回路的电动势为零，其回路中某段导体的感应电动势不一定为零。（4）E=BLvsinθ和E=n本质上是统一的。前者是后者的一种特殊情况。但是，当导体做切割磁感线运动时，用E＝BLvsinθ求E比较方便；当穿过电路的磁通量发生变化，用E=求E比较方便。【名师点拨】:例题1.如图所示，水平固定的光滑金属导轨abcd，处于竖直向下的匀强磁场中。导轨的ad边与be边平行，间距为L1，电阻可忽略不计。一根导体棒ef平行于ab边置于导轨上，与导轨保持良好接触。已知导体棒的电阻为R，与ab相距为L2。(1)如果磁感强度按B＝B0＋kt的规律增大(k为常数），且导体棒在外力作用下保持静止，试求导体棒中的感应电流大小和方向。(2)在（1）的情况下，如果控制棒的是水平且与棒垂直的外力为F，试求F的方向和F的大小随时间t变化的规律。(3)若在t＝0时刻，磁感强度为B0，此时棒以恒定速度v从初位置开始向右匀速运动，为确保棒中不产生感应电流，磁感强度B应按什么规律变化？用心爱心专心“思路分析”首先根据楞次定律判断感应电流方向,决定磁通量的物理量是面积S和磁感强度B及其它们的夹角,物体匀速向右运动面积增大,所以磁感强度要减小“解答”感应电动势感应电流，棒中电流方向从f到e。(2)因棒处于平衡，外力与安培力大小相等，方向水平向右，。(3)为使棒中无感应电流，就要保持穿过abef闭合回路的磁通量不变。即得，即B随t按此规律减小。“解题回顾”本题主要考察法拉第电磁感应定律和楞次定律的内容,抓住回路的磁通量不变是本题的关键例题2如图所示，两根平行金属导端点P、Q用电阻可忽略的导线相连，两导轨间的距离l=0.20m．有随时间变化的匀强磁场垂直于桌面，已知磁感应强度B与时间t的关系为B=kt，比例系数k＝0.020T／s．一电阻不计的金属杆可在导轨上无摩擦地滑动，在滑动过程中保持与导轨垂直．在t=0时刻，轨固定在水平桌面上，每根导轨每米的电阻为r0＝0.10Ω／m，导轨的金属杆紧靠在P、Q端，在外力作用下，杆恒定的加速度从静止开始向导轨的另一端滑动，求在t＝6.0s时金属杆所受的安培力．“思路分析”导体棒除了切割磁感线产生动生电动势以外,由于外界磁场随时间变化同时产生感生电动势,根据法拉第电磁感应定律和楞次定律判断这两个电动势的方向相同“解答”以a示金属杆运动的加速度，在t时刻，金属杆与初始位置的距离L＝at2用心爱心专心此时杆的速度v＝at这时，杆与导轨构成的回路的面积S=Ll回路中的感应电动势E＝S＋Blv而回路的总电阻R＝2Lr0回路中的感应电流，作用于杆的安培力F＝BlI解得代入数据为F＝1.44×10-3N“解题回顾”求解安培力的关键在于正确求出感应电动势和感应电流例题3两根平行的金属导轨，固定在同一水平面上，磁感强度B=0.50T的匀强磁场与导轨所在平面垂直，导轨的电阻很小，可忽略不计，如右图所示.导轨间的距离l=0.20m.两根质量均为m=0.10kg的平行金属杆甲、乙可在导轨上无摩擦地滑动，滑动过程中与导轨保持垂直，每根金属杆的电阻为R=0.50=.在t=0时刻，两杆都处于静止状态。现有一与导轨平行、大小为0.20N的恒力F作用于金属杆甲上.使金属杆在导轨上滑动。经过t=5.0s.金属杆甲的加速度为a=1.37ms2，问此时两金属杆的速度各为多少？“思路分析”设任一时刻t两金属杆甲、乙之间的距离为x，速度分别为v1和v2，经过很短的时间∆t，杆甲移动距离v1∆t，回路面积改变∆S=［（x-v2∆t）+v1∆t］L-Lx=（v1-v2）L∆t由法拉第电磁感应定律，回路中的感应电动势E=B∆S/∆t回路中的电流i=E/2R(杆甲的运动方向F-Bli=ma)由于...