法拉第电磁感应定律自感和涡流学案.doc

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1、§9.2法拉第电磁感应定律、自感和涡流学案考纲要览内容要求说明法拉动电磁感应定律Ⅱ自感、涡流Ⅰ教学过程一、法拉动电磁感应定律【问题情境1】如图所示，导线全部为裸导线，半径为r的圆内有垂直于圆平面的匀强磁场，磁感应强度为B，一根长度大于2r的导线MN以速度v在圆环上无摩擦地自左端匀速滑到右端，电路的固定电阻为R，其余电阻不计，求MN从圆环的左端滑到右端的过程中电阻R上的电流的平均值和通过电阻R的电荷量。方法点拨：【答案】【变式练习1】有N匝面积为S＝100cm2的金属环，电阻为R＝0.1Ω，环中磁场的变化规律如图所示，且磁场方向垂直于环向里，在t1到t2时间内，通过金属环的电荷量

2、是多少？方法点拨：【答案】abccdV0MOPNO′Q【变式练习2】（2010年山东卷21题）如图所示，空间存在两个磁场，磁感应强度大小均为，方向相反且垂直纸面，、为其边界，OO′为其对称轴。一导线折成边长为的正方形闭合回路，回路在纸面内以恒定速度向右运动，当运动到关于OO′对称的位置时（）A．穿过回路的磁通量为零B．回路中感应电动势大小为C．回路中感应电流的方向为顺时针方向D．回路中边与边所受安培力方向相同方法点拨：【答案】【拓展1】（2009年天津高考物理4题）如图所示，竖直放置的两根平行金属导轨之间接有定值电阻R，质量不能忽略的金属棒与两导轨始终保持垂直并良好接触且无摩擦

3、，棒与导轨的电阻均不计，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直，棒在竖直向上的恒力F作用下加速上升的一段时间内，力F做的功与安培力做的功的代数和等于A.棒的机械能增加量B.棒的动能增加量C.棒的重力势能增加量D.电阻R上放出的热量【解析】【答案】【拓展2】（2009年广东高考物理18题）（15分）如图18（a）所示，一个电阻值为R，匝数为n的圆形金属线与阻值为2R的电阻R1连结成闭合回路。线圈的半径为r1.在线圈中半径为r2的圆形区域存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图18（b）所示。图线与横、纵轴的截距分别为t0和B0.导线的电阻不

4、计。求0至t1时间内（1）通过电阻R1上的电流大小和方向；（2）通过电阻R1上的电量q及电阻R1上产生的热量。【解析】【答案】规律总结：二、互感、自感和涡流【问题情境2】（2010年江苏高考物理4题）如图所示的电路中，电源的电动势为E,内阻为r,电感L的电阻不计，电阻R的阻值大于灯泡D的阻值，在t=0时刻闭合开关S，经过一段时间后，在t=t1时刻断开S。下列表示A、B两点间电压UAB随时间t变化的图像中，正确的是（）tUABUABUABUABOOOOt1A.t1t1t1tttB.C.D.方法点拨：【答案】【变式练习3】（2010年北京高考物理19题）在如图所示的电路中，两个相同

5、的小灯泡L1和L2分别串联一个带铁芯的电感线圈L和一个滑动变阻器R。闭合开关S后，调整R，使L1和L2发光的亮度一样，此时流过两个灯泡的电流为I。然后，断开S。若时刻再闭合S，则在前后的一小段时间内，正确反映流过L1的电流I１、流过L２的电流I２随时间t的变化的图像是（）i1i1i2i2IIIIOOOOtttt′At′t′t′-IBCD方法点拨：【答案】规律总结：跟踪练习1．穿过闭合回路的磁通量Φ随时间t变化的图象分别如图中①～④所示，下列关于回路中产生的感应电动势的论述，正确的是(　　)A．图①中，回路产生的感应电动势恒定不变B．图②中，回路产生的感应电动势一直在变大C．图③

6、中，回路在0～t1时间内产生的感应电动势小于在t1～t2时间内产生的感应电动势D．图④中，回路产生的感应电动势先变小后变大2．(2013·山东卷)将一段导线绕成图甲所示的闭合电路，并固定在水平面（纸面）内，回路的ab边置于垂直纸面向里的匀强磁场Ⅰ中。回路的圆形区域内有垂直纸面的磁场Ⅱ，以向里为磁场Ⅱ的正方向，其磁感应强度B随时间t变化的图像如图乙所示。用F表示ab边受到的安培力，以水平向右为F的正方向，能正确反映F随时间t变化的图像是(　　)3．(14分)(2009·全国卷Ⅱ)如图所示，匀强磁场的磁感应强度方向垂直于纸面向里，大小随时间的变化率＝k，k为负的常量．用电阻率为ρ、

7、横截面积为S的硬导线做成一边长为l的方框，将方框固定于纸面内，其右半部位于磁场区域中．求：(1)导线中感应电流的大小；(2)磁场对方框作用力的大小随时间的变化率．