1．理解感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的概念。2．理解法拉第電磁感應(yīng)定律的內(nèi)容，并能夠 運(yùn)用法拉第電磁感應(yīng)定律定量計(jì)算感應(yīng)電 動(dòng)勢(shì)的大小。3．能夠運(yùn)用E＝Blv或E＝Blvsin θ計(jì)算導(dǎo)體 切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。4．會(huì)用楞次定律或右手定則判斷感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 的方向。
1．感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) (1)定義：在 現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)。 (2)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與感應(yīng)電流的關(guān)系： 產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的部分相當(dāng)于 ，閉合導(dǎo)體回路中有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)就有感應(yīng)電流，若導(dǎo)體回路不閉合，則沒有 ，但仍有 。
3．導(dǎo)線切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) (1)導(dǎo)線垂直于磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)，B、l、v兩兩垂直時(shí)，如圖4－4－1所示，E＝ 。　　 圖4－4－1　　　　圖4－4－2 (2)導(dǎo)線的運(yùn)動(dòng)方向與導(dǎo)線本身垂直，但與磁感線方向夾角為θ時(shí)，如圖4－4－2所示，E＝ 。
4．反電動(dòng)勢(shì) (1)定義：電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線圈中也會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，這個(gè)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)總要削弱電源電動(dòng)勢(shì)的作用，我們稱它為反電動(dòng)勢(shì)。 (2)作用：阻礙線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)。 (3)能量轉(zhuǎn)化：反電動(dòng)勢(shì)阻礙轉(zhuǎn)動(dòng)的過程即為電路中電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的過程。
[關(guān)鍵一點(diǎn)]　反電動(dòng)勢(shì)是電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)線圈切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的，電動(dòng)機(jī)工作時(shí)，因有反電動(dòng)勢(shì)存在，所以歐姆定律不能直接使用。
1. 下列幾種說法正確的是 (　　)A．線圈中磁通量變化越大，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 一定越大B．線圈中磁通量越大，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一定 越大C．線圈放在磁場(chǎng)越強(qiáng)的位置，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng) 勢(shì)一定越大D．線圈中磁通量變化越快，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 一定越大
解析：依據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與磁通量無關(guān)、與磁通量的變化量無關(guān)，與線圈匝數(shù)和磁通量的變化率成正比。因此，選項(xiàng)A、B都是錯(cuò)誤的。磁場(chǎng)的強(qiáng)弱與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也無關(guān)，所以，選項(xiàng)C也是不對(duì)的。線圈中磁通量變化越快意味著線圈的磁通量的變化率越大， 依據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與磁通量的變化率成正比，在此條件下線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大，故選項(xiàng)D是正確的。答案： D
2．穿過一個(gè)單匝線圈的磁通量始終保持每秒均勻地減少2 Wb，則 (　　)A．線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)每秒增加2 VB．線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)每秒減小2 VC．線圈中無感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)D．線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小不變
解析：因線圈的磁通量均勻變化，所以磁通量的變化率ΔΦ/Δt為一定值，又因?yàn)槭菃卧丫€圈，據(jù)E＝ΔΦ/Δt可知選項(xiàng)D正確。答案： D
3．試寫出如圖4－4－3所示的各種情況下，導(dǎo)線中所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式(導(dǎo)線長均為l，速度為v，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，圖丙中導(dǎo)體垂直紙面)。
解析：圖甲中導(dǎo)線的速度與B在同一平面內(nèi)，故圖甲中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E1＝0。圖乙中磁感應(yīng)強(qiáng)度B、導(dǎo)線l、導(dǎo)線的速度v相互垂直，故E2＝Blv。圖丙中導(dǎo)線與B平行，導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)時(shí)不切割磁感線，故E3＝0。答案：甲：E1＝0　乙：E2＝Blv　丙：E3＝0
答案：8×10－2　8
1．一個(gè)200匝、面積為20 cm2的線圈，放在磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的方向與線圈平面成30°角，若磁感應(yīng)強(qiáng)度在0.05 s內(nèi)由0.1 T增加到0.5 T，在此過程中磁通量變化了多少？磁通量的平均變化率是多少？線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小是多少伏？
[答案]　4×10－4 Wb　8×10－3 Wb/s　1.6 V
1．對(duì)公式E＝Blvsin θ的理解 (1)該公式可看成法拉第電磁感應(yīng)定律的一個(gè)推論，通常用來求導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)速度為v時(shí)的瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì)，隨著v的變化，E也相應(yīng)變化；若v為平均速度，則E為平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。 (2)當(dāng)B、l、v三個(gè)量方向互相垂直時(shí)，θ＝90°，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，當(dāng)有任意兩個(gè)量的方向互相平行時(shí)，θ＝0°，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零。
(3)式中的l應(yīng)理解為導(dǎo)線切割磁感線時(shí)的有效長度，如果導(dǎo)線不和磁場(chǎng)垂直，l應(yīng)是導(dǎo)線在磁場(chǎng)垂直方向投影的長度，如果切割磁感線的導(dǎo)線是彎曲的，如圖4－4－4所示，則應(yīng)取與B和v垂直的等效直線長度，即ab的弦長。
公式中的v應(yīng)理解為導(dǎo)線和磁場(chǎng)間的相對(duì)速度，當(dāng)導(dǎo)線不動(dòng)而磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)時(shí)，也有電磁感應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生。
2．(2012·四川高考)半徑為a右端開小口的導(dǎo)體圓環(huán)和長為2a的導(dǎo)體直桿，單位長度電阻均為R0。圓環(huán)水平固定放置，整個(gè)內(nèi)部區(qū)域分布著豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。桿在圓環(huán)上以速度v平行 圖4－4－6于直徑CD向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，桿始終有兩點(diǎn)與圓環(huán)良好接觸，從圓環(huán)中心O開始，桿的位置由θ確定，如圖4－4－6所示，則 (　　)
[思路點(diǎn)撥]　解答本題時(shí)應(yīng)注意以下兩點(diǎn)：(1)導(dǎo)體圓環(huán)右端開小口對(duì)電路的影響；(2)θ取不同值時(shí)桿切割磁感線的有效長度。
[答案]　AD
求解導(dǎo)線切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)時(shí)，首先要弄清B與l是否垂直，并正確運(yùn)用公式，另外要注意對(duì)切割磁感線的有效長度l的理解。
[名師點(diǎn)睛]　 (1)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的導(dǎo)體相當(dāng)于電源，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)等效于電源電動(dòng)勢(shì)，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的導(dǎo)體的電阻等效于電源的內(nèi)阻。 (2)求解電路中通過的電荷量，一定要用平均電動(dòng)勢(shì)和平均電流計(jì)算。
3．如圖4－4－7(a)所示，一個(gè)電阻值為R，匝數(shù)為n的圓形金屬線圈與阻值為2R的電阻R1連接成閉合回路。線圈的半徑為r1。在線圈中半徑為r2的圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直于線圈平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖線如圖4－4－7(b)所示，圖線與橫、縱軸的截距分別為t0和B0。導(dǎo)線的電阻不計(jì)，求0至t1時(shí)間內(nèi)
(1)通過電阻R1上的電流大小及方向。(2)通過電阻R1上的電量q。
[思路點(diǎn)撥]　解答本題時(shí)應(yīng)注意以下兩點(diǎn)：(1)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效面積為πr。(2)該回路中各部分的電阻大小及等效電路圖。
解決與電路相聯(lián)系的電磁感應(yīng)問題時(shí)，關(guān)鍵是求出回路的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，有時(shí)候還要正確畫出等效電路圖。
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