微型专题1 法拉第电磁感应定律的应用
[学科素养与目标要求]
物理观念：进一步熟练掌握法拉第电磁感应定律．
科学思维：1.对比公式E＝n和E＝BLv，找到其区别和联系，并会灵活选用这两个公式求解电动势.2.掌握电磁感应电路中感应电荷量求解的基本思路和方法.3.会求解导体棒转动切割磁感线产生的感应电动势．
一、E＝n和E＝BLv的比较应用
|
|
E＝n
|
E＝BLv
|
|
区别
|
研究对象
|
整个闭合回路
|
回路中做切割磁感线运动的那部分导体
|
|
适用范围
|
各种电磁感应现象
|
只适用于导体切割磁感线运动的情况
|
|
计算结果
|
Δt内的平均感应电动势
|
某一时刻的瞬时感应电动势
|
|
联系
|
E＝BLv是由E＝n在一定条件下推导出来的，该公式可看做法拉第电磁感应定律的一个推论
|
例1 如图1所示，导轨OM和ON都在纸面内，导体AB可在导轨上无摩擦滑动，AB⊥ON，若AB以5 m/s的速度从O点开始沿导轨匀速右滑，导体与导轨都足够长，磁场的磁感应强度为0.2 T．问：
图1
(1)3 s末夹在导轨间的导体长度是多少？此时导体切割磁感线产生的感应电动势多大？
(2)3 s内回路中的磁通量变化了多少？此过程中的平均感应电动势为多少？
答案 (1)5 m 5 V (2) Wb V
解析 (1)夹在导轨间的部分导体切割磁感线产生的电动势才是电路中的感应电动势．
3 s末，夹在导轨间导体的长度为：l＝vt·tan 30°＝5×3×tan 30° m＝5 m
此时：E＝Blv＝0.2×5×5 V＝5 V
(2)3 s内回路中磁通量的变化量
ΔΦ＝BS－0＝0.2××15×5 Wb＝ Wb
3 s内电路产生的平均感应电动势为：
＝＝ V＝ V.
[学科素养] 本题通过对瞬时感应电动势和平均感应电动势的计算，加深了学生对公式E＝n和E＝BLv适用条件的理解．知道E＝n研究整个闭合回路，适用于计算各种电磁感应现象中Δt内的平均感应电动势；E＝BLv研究的是闭合回路的一部分，即做切割磁感线运动的导体，只适用于计算导体切割磁感线运动产生的感应电动势，可以是平均感应电动势，也可以是瞬时感应电动势．通过这样的训练，锻炼了学生的综合分析能力，体现了“科学思维”的学科素养．
