粤教版高中物理选修3-2第一章电磁感应第五节法拉第电磁感应定律应用预习导学案

第五节 法拉第电磁感应定律应用（一） 【思维激活】 观察法拉第电机原理图，分析产生感应电动势的原理。 提示：导体棒在磁场中切割磁感线产生感应电流 【自主整理】 1.法拉第电机是应用导体棒在磁场中切割磁感线而产生感应电流的原理，产生电动势的导体相当于电源，此电源于其他部分的导体或线框构成了闭合电路，遵从闭合电路欧姆定律。 2.在法拉第电机中，产生电动势的那部分导体相当于电源如果它用电器连接就组成 了闭合电路，在电源内部，感应电流方向是从电源的负极流向正极：在外电路中，电流从电源的正极经用电器流向负极。 【高手笔记】 法拉第电磁感应定律是本节课的重点，也是易错点，特别是当导体在匀强磁场中倾斜切割磁感线时，所产生感应电动势E的大小究竟是BLυsinθ还是BLυcosθ的判定。 （1）导体切割磁感线时，所产生的感应电动势不能死记教材中的E=BLυsinθ而是要记住处理问题的方法和普遍适用的公式E=BL υ⊥。 （2）导体小于运动时，其速度υ与磁感线方向平行导体切割磁感线，此时产生的感应电动势E=0。 （3）倒替倾斜切割磁感线时，应把速度υ沿平行磁感线方向和垂直磁感线方向分解。 （4）导体棒的端点为轴，在垂直于磁感线的匀强磁场中匀速转动产生的感应电动势E=BL2W（平均速度取中点位置线速度LW）。 【名师解惑】 如何理解感应电动势 剖析：有电流产生，电路中就一定有点动势，闭合电路中有感应电流产生就一定有感应电动势，要理解感应电动势，则必须先考虑电动势的 产生条件。 如图1-5-1所示，矩形线框向右做切割磁感线运动，闭合路中无感应电路，但线框上下边间有感应电动势，既ab两点有电势差，虽然穿过闭合电路的磁通量没有变化，但线框在切割磁感线。 图1-5-1 可见，产生感应电动势的条件，无论电路是否闭合，只要穿过电路的磁通量发生变化或导体切割磁感线，就会有感应电动产生，产生感应电动势的那部分导体相当于电源，电路中有感应电流则电路中一定有感应电动势，若电路中感应电动势，不一定有感应电流。 【讲练互动】 例1.如图1-5-2所示，在磁感应强度B=0.4T的匀强磁场中放一半径r0=50cm的圆形导轨，上面有四根导体棒，一起以角速度ω=103rad/s，沿逆时针方向匀速运动，圆导轨边缘与圆心处通过电刷与外电路连接，若每根导体棒的有效电阻R0=0.4，外接电阻R=3.9，求： 图1-5-2