江苏省2017高考物理大一轮复习配套检测：第十章第2讲法拉第电磁感应定律自感涡流 Word版含答案

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物理一轮复习专题11.2 法拉第电磁感应定律、自感和涡流题精讲深剖

专题11。

2 法拉第电磁感应定律、自感和涡流题（一）真题速递1.(2017新课标Ⅱ 20）20．两条平行虚线间存在一匀强磁场,磁感应强度方向与纸面垂直。

边长为0。

1 m、总电阻为0.005 Ω的正方形导线框abcd位于纸面内，cd边与磁场边界平行，如图（a)所示。

已知导线框一直向右做匀速直线运动，cd边于t=0时刻进入磁场。

线框中感应电动势随时间变化的图线如图（b）所示（感应电流的方向为顺时针时，感应电动势取正）.下列说法正确的是A．磁感应强度的大小为0。

5 TB．导线框运动的速度的大小为0。

5m/sC．磁感应强度的方向垂直于纸面向外D．在t=0。

4 s至t=0。

6 s这段时间内，导线框所受的安培力大小为0。

1 N【答案】BC【名师点睛】此题是关于线圈过磁场的问题;关键是能通过给出的E—t图像中获取信息，得到线圈在磁场中的运动情况，结合法拉第电磁感应定律及楞次定律进行解答。

此题意在考查学生基本规律的运用能力以及从图像中获取信息的能力.2．（2017天津卷，3）如图所示，两根平行金属导轨置于水平面内，导轨之间接有电阻R。

金属棒ab与两导轨垂直并保持良好接触，整个装置放在匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面向下.现使磁感应强度随时间均匀减小，ab 始终保持静止，下列说法正确的是A．ab中的感应电流方向由b到aB．ab中的感应电流逐渐减小C．ab所受的安培力保持不变D．ab所受的静摩擦力逐渐减小【答案】D【名师点睛】本题应从电磁感应现象入手，熟练应用法拉第电磁感应定律和楞次定律。

3．（2017海南，10）(多选）如图,空间中存在一匀强磁场区域，磁场方向与竖直面（纸面）垂直，磁场的上、下边界（虚线）均为水平面；纸面内磁场上方有一个正方形导线框abcd，其上、下两边均为磁场边界平行，边长小于磁场上、下边界的间距.若线框自由下落,从ab边进入磁场时开始,直至ab边到达磁场下边界为止，线框下落的速度大小可能A．始终减小 B．始终不变 C．始终增加 D．先减小后增加【答案】CD【解析】导线框开始做自由落体运动,ab边以一定的速度进入磁场,ab边切割磁场产生感应电流,根据左手定则可知ab边受到向上的安培力，当安培力大于重力时，线框做减速运动，当线框完全进入磁场后，线框不产生感应电流，此时只受重力，做加速运动,故先减速后加速运动，故A错误、D正确；当ab边进入磁场后安培力等于重力时,线框做匀速运动，当线框完全进入磁场后,线框不产生感应电流，此时只受重力，做加速运动，故先匀速后加速运动，故A错误;当ab边进入磁场后安培力小于重力时，线框做加速运动，当线框完全进入磁场后,线框不产生感应电流，此时只受重力，做加速增大的加速运动，故加速运动，故C正确；4．（2017海南,13）如图，两光滑平行金属导轨置于水平面（纸面）内，轨间距为l，左端连有阻值为R的电阻。

第2节法拉第电磁感应定律

课前回顾 · 基础速串
(
)
nBa2 B. 2Δt 2nBa2 D. Δt
课堂释疑 · 一站突破课后演练 · 对点设计
法拉第电磁感应定律
结束
ΔB 2B－B B 解析：磁感应强度的变化率 Δt ＝ Δt ＝Δt，法拉第电磁感应定 ΔΦ ΔB 1 2 律公式可写成 E＝n Δt ＝n Δt S，其中磁场中的有效面积 S＝2a ， Ba2 代入得 E＝n 2Δt ，选项 B 正确，A、C、D 错误。答案：B
课前回顾 · 基础速串课堂释疑 · 一站突破课后演练 · 对点设计
(
)
法拉第电磁感应定律
结束
解析：铜不能被磁化，铜质弦不能使电吉他正常工作，选项 A 错误；取走磁体后，金属弦不能被磁化，弦的振动无法通过电磁感应转化为电信号，音箱不能发声，选项 B 正确；增 ΔΦ 加线圈匝数，根据法拉第电磁感应定律 E＝n Δt 知，线圈的感应电动势变大，选项 C 正确；弦振动过程中，线圈中的磁场方向不变，但磁通量一会儿增大，一会儿减小，则产生的感应电流的方向不断变化，选项 D 正确。答案：BCD
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法拉第电磁感应定律
结束
[方法规律] 应用法拉第电磁感应定律应注意的三个问题 ΔΦ (1)公式 E＝n Δt 求解的是一个回路中某段时间内的平均电动势，在磁通量均匀变化时，瞬时值才等于平均值。 ΔB (2)利用公式 E＝nS Δt 求感应电动势时，S 为线圈在磁场范围内的有效面积。 (3)通过回路截面的电荷量 q 仅与 n、ΔΦ 和回路电阻 R nΔΦ nΔΦ 有关，与时间长短无关。推导如下： q＝ I Δt＝ Δt· Δ t ＝ R R 。

第十章+第2讲法拉第电磁感应定律自感现象+讲义

第2讲法拉第电磁感应定律自感现象板块一主干梳理·夯实基础【知识点1】法拉第电磁感应定律 Ⅱ 1．感应电动势(1)概念：在电磁感应现象中产生的电动势。

(2)产生条件：穿过回路的磁通量发生改变，与电路是否闭合无关。

(3)方向判断：感应电动势的方向用楞次定律或右手定则来判断。

2．法拉第电磁感应定律(1)内容：闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。

(2)公式：E ＝n ΔΦΔt，其中n 为线圈匝数。

(3)感应电流与感应电动势的关系：遵守闭合电路欧姆定律，即I ＝E R ＋r。

(4)导体切割磁感线时的感应电动势【知识点2】自感、涡流 Ⅰ 1．互感现象两个互相靠近的线圈，当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的磁场会在另一个线圈中产生感应电动势的现象。

2．自感现象(1)定义：当一个线圈中的电流变化时，它产生的变化的磁场在它本身激发出感应电动势。

(2)自感电动势①定义：由于自感而产生的感应电动势。

②表达式：E ＝L ΔIΔt 。

③自感系数L相关因素：与线圈的大小、形状、圈数以及是否有铁芯有关。

单位：亨利(H)，1 mH＝10－3H,1 μH＝10－6 H。

3．涡流当线圈中的电流发生变化时，在它附近的任何导体中都会产生感应电流，这种电流像水的旋涡，所以叫涡电流，简称涡流。

(1)电磁阻尼：当导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受到安培力，安培力的方向总是阻碍导体的运动。

(2)电磁驱动：如果磁场相对于导体转动，在导体中会产生感应电流使导体受到安培力的作用，安培力使导体运动起来。

交流感应电动机就是利用电磁驱动的原理工作的。

(3)电磁阻尼和电磁驱动的原理体现了楞次定律的推广应用。

板块二考点细研·悟法培优考点1法拉第电磁感应定律的应用[拓展延伸]1．磁通量Φ、磁通量的变化量ΔΦ、磁通量的变化率ΔΦΔt的比较提示：①Φ、ΔΦ、ΔΦΔt 的大小之间没有必然的联系，Φ＝0，ΔΦΔt不一定等于0；②感应电动势E 与线圈匝数n 有关，但Φ、ΔΦ、ΔΦΔt 的大小均与线圈匝数无关。

高考物理复习第十单元电磁感应2法拉第电磁感应定律市赛课公开课一等奖省名师优质课获奖PPT课件

ΔΦt＝(B0lv0＋kS)Δt
⑬
由法拉第电磁感应定律得，回路感应电动势的大小为
Et＝|ΔΔΦt t|
⑭
25/73
由欧姆定律有 I＝ERt
⑮
联立⑦⑧⑬⑭⑮式得 f＝(B0lv0＋kS)BR0l
⑯
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…注意事项… (1)在关系式 B＝kt 和图像 B－t 中，k＝ΔΔBt 是图像的斜率． (2)在公式 E＝nSΔΔBt 中，S 为线圈在磁场范围内的有效面积．
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如图，在水平面(纸面)内有三根相同的均匀金属棒 ab、ac 和 MN，其中 ab、ac 在 a 点接触，构成“V”字型导轨．空间存在垂直于纸面的均匀磁场．用力使 MN 向右匀速运动，从图示位置开始计时，运动中 MN 始终与∠bac 的平分线垂直且和导轨保持良好接触．下列关于回路中电流 i 与时间 t 的关系图线，可能正确的是( )
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考点三自感现象的分析 1．自感现象中“阻碍”的含义 (1)线圈的电流增加时，自感电动势与电流方向相反，使电流缓慢地增加． (2)线圈的电流减小时，自感电动势与电流方向相同，使电流缓慢地减小．
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2．自感现象的四个特点 (1)自感电动势总是阻碍导体中原电流的变化． (2)通过线圈中的电流不能发生突变，只能缓慢变化． (3)电流稳定时，自感线圈就相当于普通导体． (4)自感电动势只是延缓了过程的进行，但它不能使过程停止或反向．
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甲图：l＝cdsinβ；乙图：沿 v1 方向运动时，l＝MN；沿 v2 方向运动时，l＝0. 丙图：沿 v1 方向运动时，l＝ 2R；沿 v2 方向运动时，l＝0；沿 v3 方向运动时，l＝R.
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(2015·海南)如图所示，空间有一匀强磁场，一直金属棒与磁感应强度方向垂直，当它以速度 v 沿与棒和磁感应强度都垂直的方向运动时，棒两端的感应电动势大小为 ε；将此棒弯成两段长度相等且相互垂直的折线，置于与磁感应强度相垂直的平面内，当它沿两段折线夹角平分线的方向

高考物理一轮复习文档：第十章第2讲法拉第电磁感应定律自感现象讲义解析含答案

(2)产生条件：穿过回路的磁通量发生改变，与电路是否闭合无关。

(3)方向判断：感应电动势的方向用楞次定律或右手定则来判断。

2．法拉第电磁感应定律(1)内容：闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。

(2)公式：E ＝nΔΦΔt，其中n 为线圈匝数。

(3)感应电流与感应电动势的关系：遵守闭合电路欧姆定律，即I ＝ER ＋r 。

2．自感现象(1)定义：当一个线圈中的电流变化时，它产生的变化的磁场在它本身激发出感应电动势。

(2)自感电动势①定义：由于自感而产生的感应电动势。

②表达式：E ＝L ΔIΔt。

③自感系数L相关因素：与线圈的大小、形状、圈数以及是否有铁芯有关。

单位：亨利(H)，1 mH ＝10－3H,1 μH ＝10－6H 。

3．涡流当线圈中的电流发生变化时，在它附近的任何导体中都会产生感应电流，这种电流像水的旋涡，所以叫涡电流，简称涡流。

(1)电磁阻尼：当导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受到安培力，安培力的方向总是阻碍导体的运动。

(2)电磁驱动：如果磁场相对于导体转动，在导体中会产生感应电流使导体受到安培力的作用，安培力使导体运动起来。

交流感应电动机就是利用电磁驱动的原理工作的。

(3)电磁阻尼和电磁驱动的原理体现了楞次定律的推广应用。

板块二考点细研·悟法培优考点1法拉第电磁感应定律的应用[拓展延伸]1．磁通量Φ、磁通量的变化量ΔΦ、磁通量的变化率ΔΦΔt的比较提示：①Φ、ΔΦ、ΔΦΔt 的大小之间没有必然的联系，Φ＝0，ΔΦΔt 不一定等于0；②感应电动势E 与线圈匝数n 有关，但Φ、ΔΦ、ΔΦΔt的大小均与线圈匝数无关。

高考物理一轮复习电磁感应《法拉第电磁感应定律》典型题精排版(含答案)

高考物理一轮复习《法拉第电磁感应定律》典型题精排版精品推荐(新)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[来源:学_科_网]C．图③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再变大2．一航天飞机下有一细金属杆，杆指向地心．若仅考虑地磁场的影响，则当航天飞机位于赤道上空( )A．由东向西水平飞行时，金属杆中感应电动势的方向一定由上向下B．由西向东水平飞行时，金属杆中感应电动势的方向一定由上向下C．沿经过地磁极的那条经线由南向北水平飞行时，金属杆中感应电动势的方向一定由下向上D．沿经过地磁极的那条经线由北向南水平飞行时，金属杆中一定没有感应电动势3．一直升机停在南半球的地磁极上空．该处地磁场的方向竖直向上，磁感应强度为B.直升机螺旋桨叶片的长度为l，螺旋桨转动的频率为f，顺着地磁场的方向看螺旋桨，螺旋桨按顺时针方向转动．螺旋桨叶片的近轴端为a，远轴端为b，如图所示．如果忽略了a到转轴中心线的距离，用E表示每个叶片中的感应电动势，则( )A．E＝πfl2B，且a点电势低于b点电势B．E＝2πfl2B，且a点电势低于b点电势C．E＝πfl2B，且a点电势高于b点电势D．E＝2πfl2B，且a点电势高于b点电势4．矩形导线框abcd固定在匀强磁场中(如图甲所示)，磁感线的方向与导线框所在平面垂直，规定磁场的正方向垂直纸面向里，磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示，则( )A．从0到t1时间内，导线框中电流的方向为adcbaB．从0到t1时间内，导线框中电流越来越小C．从t1到t2时间内，导线框中电流越来越大D．从t1到t2时间内，导线框bc边受到安培力大小保持不变5．在如图所示的电路中，两个灵敏电流表和的零点都在刻度盘中央，当电流从“＋”接线柱流入时，指针向右摆；电流从“－”接线柱流入时，指针向左摆．在电路接通后再断开的瞬间，下列说法中符合实际情况的是( )源:A.表指针向左摆，表指针向右摆B.表指针向右摆，表指针向左摆C.、表的指针都向左摆D.、表的指针都向右摆6．如图是法拉第做成的世界上第一台发电机模型的原理图．将铜盘放在磁场中，让磁感线垂直穿过铜盘；图中a 、b 导线与铜盘的中轴线处在同一竖直平面内；转动铜盘，就可以使闭合电路获得电流．若图中铜盘半径为L ，匀强磁场的磁感应强度为B ，回路总电阻为R ，从上往下看逆时针匀速转动铜盘的角速度为ω，则下列说法正确的是( )A ．回路中有大小和方向周期性变化的电流B ．回路中电流大小恒定，且等于BL 2ωRC ．回路中电流方向不变，且从b 导线流进灯泡，再从a 导线流向旋转的铜盘D ．若将匀强磁场改为仍然垂直穿过铜盘的正弦变化的磁场，不转动铜盘，灯泡中也会有电流流过7．如图甲所示，一个电阻为R 、面积为S 的矩形导线框abcd ，水平放置在匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B ，方向与ad 边垂直并与线框平面成45°角，O 、O ′分别是ab 和cd 边的中点．现将线框右半边ObcO ′绕OO ′逆时针旋转90°到图乙所示位置．在这一过程中，导线中通过的电荷量是( )A.2BS2RB.2BSRC.BS RD ．08．如图所示，在空中有一水平方向的匀强磁场区域，区域的上下边缘间距为h，磁感应强度为B.有一宽度为b(b<h)、长度为L、电阻为R、质量为m的矩形导体线圈紧贴磁场区域的上边缘由静止起竖直下落，当线圈的PQ边到达磁场下边缘时，线圈恰好开始做匀速运动．设线圈进入磁场过程中产生的热量为Q1，通过导体截面的电荷量为q1；线圈离开磁场的过程中产生的热量为Q2，通过导体截面的电荷量为q2，则( )A．Q1＝Q2B．Q1<Q2C．q1＝q2D．q1<q29．如图所示的电路中，三个相同的灯泡a、b、c和电感L1、L2与直流电源连接，电感的电阻忽略不计．电键S从闭合状态突然断开时，下列判断正确的有( )A．a先变亮，然后逐渐变暗B．b先变亮，然后逐渐变暗C．c先变亮，然后逐渐变暗D．b、c都逐渐变暗10．如图所示，金属杆ab可在平行金属导轨上滑动，金属杆电阻R0＝0.5 Ω，长L＝0.3 m，其余电阻不计，导轨一端串接一电阻R＝1 Ω，匀强磁场磁感应强度B＝2 T，在ab以v＝5 m/s向右匀速运动过程中，求：(1)ab间感应电动势E和ab间的电压U；(2)所加沿导轨平面的水平外力F的大小；(3)在2 s时间内电阻R上产生的热量Q.11．半径为a的圆形区域内有均匀磁场，磁感应强度为B＝0.2 T，磁场方向垂直纸面向里，半径为b的金属圆环与磁场同心放置，磁场与环面垂直，其中a ＝0.4 m，b＝0.6 m，金属圆环上分别接有灯L1、L2，两灯的电阻均为R0＝2 Ω，一金属棒MN与金属圆环接触良好，棒与环的电阻均忽略不计．(1)若棒以v0＝5 m/s的速率在环上向右匀速滑动，求棒滑过圆环直径OO′的瞬间(如图所示)MN中的电动势和流过灯L1的电流．(2)撤去中间的金属棒MN，将右面的半圆环O L2O′以OO′为轴向上翻转90°，若此时磁场随时间均匀变化，其变化率为ΔBΔt＝4πT/s，求L1的功率．高考物理一轮复习《法拉第电磁感应定律》典型题精排版参考答案1．答案：D2．解析：如图所示，设观察方向为面向北方，左西右东，则地磁场方向平行赤道表面向北，若飞机由东向西飞行时，由右手定则可判断出电动势方向为由上向下，若飞机由西向东飞行时，由右手定则可判断出电动势方向为由下向上，A 项对，B 项错；沿着经过地磁极的那条经线运动时，速度方向平行于磁场，金属杆中一定没有感应电动势，C 项错，D 项对．答案：AD3．解析：本题要考虑两个问题：一是感应电动势的大小，E ＝Blv ＝Bl ω×l 2＝Bl ×2πf ×l2＝Bl 2πf ；二是感应电动势的方向，由右手定则可判断出感应电动势的方向是由a →b ，因此a 点电势低．故正确答案为A.答案：A4．解析：从0到t 1时间内，垂直纸面向里的磁感应强度减小，磁通量减小，根据楞次定律可判断，产生顺时针方向的电流，故A 项正确；由公式E ＝ΔΦΔt ＝S ΔBΔt，I ＝E R ，由于磁场均匀减小，ΔBΔt 为一恒定值，线框中产生的感应电流大小不变，故B 、C 项错误；磁感应强度B 均匀变化，由公式F ＝BIL bc 知；bc 边受的安培力是变化的，故D 项错误．答案：A5．解析：电路接通后线圈中电流方向向右，当电路断开时，线圈中电流减小，线圈中产生与原方向相同的自感电动势，与和电阻组成闭合回路，所以中电流方向向右，中电流方向向左，即指针向右摆，指针向左摆．答案：B6．解析：把铜盘看做若干条由中心指向边缘的铜棒组合而成，当铜盘转动时，每根铜棒都在切割磁感线，相当于电源，由右手定则知，中心为电源正极，盘边缘为负极，若干个相同的电源并联对外供电，电流方向由b 经灯泡再从a 流回铜盘，方向不变，C 对，A 错．回路中感应电动势为E ＝BL v ＝12B ωL 2，所以电流I＝E R ＝B ωL 22R ，B 错．当铜盘不动，磁场按正弦规律变化时，铜盘中形成涡流，但没有电流通过灯泡，D 错．答案：C7．解析：设开始穿过的磁通量为正，开始磁通量为Φ1＝BS sin 45°＝22BS ，则转过90°时穿过aOO ′d ，左边一半线框的磁通量为Φ2′＝B S 2sin 45°＝24BS ①穿过bOO ′c 右边一半线框的磁通量为Φ2″＝－B S 2sin 45°＝－24BS ②因此，转过90°时穿过整个线框的磁通量为 Φ2＝Φ2′＋Φ2″＝0③ 转动过程中磁通量变化量为 ΔΦ＝Φ1－Φ2＝22BS ④ 由法拉第电磁感应定律得E ＝ΔΦΔt⑤ 根据闭合电路的欧姆定律有I ＝E R ⑥该过程通过线框截面的电荷量q ＝I Δt ⑦ 联立④⑤⑥⑦式得q＝2BS 2R答案：A8．解析：线圈进入或离开磁场的过程中，通过导体截面的电荷量为q＝I·Δt而I＝ER，E＝ΔΦΔt，则q＝ΔΦR；因为进入或离开时，ΔΦ相同，所以q1＝q2；b<h，线圈在磁场中有一段加速过程，线圈离开磁场时的速度大于进入时的速度，离开时所受安培力较大．克服安培力做功较多，产生的焦耳热较多，所以Q1<Q2.答案：BC9．解析：设电键S闭合时，通过每个灯泡的电流为I，则流过L1的电流为2I，流过L2的电流为I.当S断开时，通过电感的电流不会发生突变，L1中的电流从2I 减小到零，L2中的电流从I减小到零，灯泡b、c中电流都从I减小到零，故灯泡b、c缓慢变暗，D项正确；两个支路的电流汇合后为2I通过a灯，灯泡a中电流等于L1中电流，其电流从2I反向减小到零，a灯先亮一下然后逐渐变暗，故选项A正确，所以该题正确答案为A、D.答案：AD10．解析：(1)E＝BLv＝3 V，I＝ER＋R＝2 A，U＝IR＝2 V(2)F＝F安＝BIL＝1.2 N.(3)2 s内产生的总热量Q等于安培力做的功．Q＝F安vt＝12 J.电阻R上产热Q R＝RR＋RQ＝8 J.答案：(1)3 V 2 V (2)1.2 N (3)8 J11．解析：(1)棒通过圆环直径时切割磁感线的有效长度L＝2a，棒中产生的感应电动势为E＝BLv＝B·2av＝0.2×0.8×5 V＝0.8 V.当不计棒和圆环的电阻时，直径OO′两端的电压U＝E＝0.8 V，通过灯L1的电流为I1＝UR＝0.82A＝0.4 A.(2)右半圆环上翻90°后，穿过回路的磁场有效面积为原来的一半，S′＝1 2πa2，磁场变化时回路中产生的感应电动势为E′＝ΔΦΔt＝S′·ΔBΔt＝12πa2×4πV＝0.32 V.由于L1、L2两灯相同，圆环电阻不计，所以每个灯的电压均为U′＝12E′，L1的功率为P1＝U′2R＝12E′ 2R＝1.28×10－2 W.答案：(1)0.8 V 0.4 A (2)1.28×10－2 W。

2017版高考物理一轮复习第十章微专题67 法拉第电磁感应定律的理解和应用

法拉第电磁感应定律的理解和应用1．考点及要求：(1)法拉第电磁感应定律(Ⅱ)；(2)自感、涡流(Ⅰ).2.方法与技巧：要灵活利用E ＝n ΔΦΔt 的变形式E ＝nS ΔB Δt 和E ＝nB ΔSΔt求解问题．1．(定律的理解)穿过同一闭合回路的磁通量Φ随时间t 变化的图像分别如图1中的①～④所示，下列关于回路中感应电动势的论述正确的是( )图1A ．图①回路产生恒定不变的感应电动势B ．图②回路产生的感应电动势一直在变大C ．图③回路0～t 1时间内产生的感应电动势小于t 1～t 2时间内产生的感应电动势D ．图④回路产生的感应电动势先变小再变大2．(定律的应用)在半径为r 、电阻为R 的圆形导线框内，以直径为界，左、右两侧分别存在着方向如图2甲所示的匀强磁场．以垂直纸面向外的磁场为正，两部分磁场的磁感应强度B 随时间t 的变化规律分别如图乙所示．则0～t 0时间内，导线框中( )图2A ．没有感应电流B ．感应电流方向为逆时针C ．感应电流大小为πr 2B 0t 0RD ．感应电流大小为2πr 2B 0t 0R3．(自感现象)如图3所示的电路中，L 为自感线圈，其直流电阻与电阻R 相等，C 为电容器，电源内阻不可忽略．当开关S 由闭合变为断开瞬间，下列说法正确的是( )图3A ．通过灯A 的电流由c 到dB ．A 灯突然闪亮一下再熄灭C ．B 灯无电流通过，不可能变亮D ．电容器立即放电4．如图4所示的电路，电源电动势为E ，线圈L 的电阻不计．以下判断正确的是( )图4A ．闭合S ，稳定后，电容器两端电压为EB ．闭合S ，稳定后，电容器的a 极板带正电C ．断开S 的瞬间，电容器的a 极板将带正电D ．断开S 的瞬间，电容器的a 极板将带负电5．(多选)如图5所示，一导线弯成闭合线圈，以速度v 向左匀速进入磁感应强度为B 的匀强磁场，磁场方向垂直平面向外．线圈总电阻为R ，从线圈进入磁场开始到完全进入磁场为止，下列结论正确的是( )图5A ．感应电流一直沿顺时针方向B ．线圈受到的安培力先增大，后减小C ．感应电动势的最大值E ＝BrvD ．穿过线圈某个横截面的电荷量为B r 2＋πr 2R6．(多选)用一根横截面积为S 、电阻率为ρ的硬质导线做成一个半径为r 的圆环，ab 为圆环的一条直径，如图6所示，在ab 的左侧存在一个均匀变化的匀强磁场，磁场垂直圆环所在平面，方向如图，磁感应强度大小随时间的变化率ΔBΔt＝k (k ＜0)，则( )图6A ．圆环中产生逆时针方向的感应电流B ．圆环具有扩张的趋势C ．圆环中感应电流的大小为|krS2ρ|D ．图中a 、b 两点间的电压U ＝|14k πr 2|7．如图7甲所示，质量为2 kg 的绝缘板静止在粗糙水平面上，质量为1 kg 、边长为1 m 、电阻为0.1 Ω的正方形金属框ABCD 位于绝缘板上，E 、F 分别为BC 、AD 的中点．某时刻起在ABEF 区域内有竖直向下的磁场，其磁感应强度B 1的大小随时间变化的规律如图乙所示，AB 边恰在磁场边缘以外；FECD 区域内有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B 2＝0.5 T ，CD 边恰在磁场边缘以内．假设金属框受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，两磁场均有理想边界，取g ＝10 m/s 2.则( )图7A ．金属框中产生的感应电动势大小为1 VB ．金属框受到向左的安培力大小为1 NC ．金属框中的感应电流方向沿ADCB 方向D ．如果金属框与绝缘板间的动摩擦因数为0.3，则金属框可以在绝缘板上保持静止8．如图8所示，边长为a 的导线框ABCD 处于磁感应强度为B 0的匀强磁场中，BC 边与磁场右边界重合，现发生以下两个过程：一是仅让线框以垂直于边界的速度v 匀速向右运动；二是仅使磁感应强度随时间均匀变化．若导线框在上述两个过程中产生的感应电流大小相等，则磁感应强度随时间的变化率为( )图8 A.2B 0v a B.B 0vaC.B 0v 2a D.4B 0v a9．(多选)如图9甲所示，abcd为导体做成的框架，其平面与水平面成θ角，导体棒PQ与ad、bc接触良好，整个装置放在垂直于框架平面的变化磁场中，磁场的磁感应强度B随时间t变化情况如图乙所示(设图甲中B的方向为正方向)，在0～t1时间内导体棒PQ始终静止，下面判断正确的是( )图9A．导体棒PQ中电流方向由Q至PB．导体棒PQ受安培力方向沿框架向下C．导体棒PQ受安培力大小在增大D．导体棒PQ受安培力大小在减小10．(多选)如图10甲所示，光滑绝缘水平面上，虚线MN的右侧存在磁感应强度B＝2 T的匀强磁场，MN的左侧有一质量m＝0.1 kg的矩形线圈abcd，bc边长L1＝0.2 m，电阻R＝2 Ω.t ＝0时，用一恒定拉力F拉线圈，使其由静止开始向右做匀加速运动，经过1 s，线圈的bc 边到达磁场边界MN，此时立即将拉力F改为变力，又经过1 s，线圈恰好完全进入磁场，整个运动过程中，线圈中感应电流i随时间t变化的图像如图乙所示．则( )图10A．恒定拉力大小为0.05 NB．线圈在第2 s内的加速度大小为1 m/s2C．线圈ab边长L2＝0.5 mD．在第2 s内流过线圈的电荷量为0.2 C11．如图11甲所示，电阻不计，间距为l的平行长金属导轨置于水平面内，阻值为R的导体棒ab固定连接在导轨左端，另一阻值也为R的导体棒ef垂直放置在导轨上，ef与导轨接触良好，并可在导轨上无摩擦移动．现有一根轻杆一端固定在ef中点，另一端固定于墙上，轻杆与导轨保持平行，ef、ab两棒间距为d.若整个装置处于方向竖直向下的匀强磁场中，且从某一时刻开始，磁感应强度B随时间t按图乙所示的方式变化．求：图11(1)在0～t0时间内流过导体棒ef的电流的大小与方向；(2)在t0～2t0时间内导体棒ef产生的热量；(3)1.5t0时刻杆对导体棒ef的作用力的大小和方向．12．如图12所示，质量为m＝0.1 kg粗细均匀的导线，绕制成闭合矩形线框，其中长L AC＝50 cm，宽L AB＝20 cm，竖直放置在水平面上．中间有一磁感应强度B＝1.0 T，磁场宽度d ＝10 cm的匀强磁场．线框在水平向右的恒力F＝2 N的作用下，从图示位置由静止开始沿水平方向运动，线框AB边从左侧进入磁场，从磁场右侧以v＝1 m/s的速度匀速运动离开磁场，整个过程中线框始终受到大小恒定的摩擦阻力f＝1 N，且线框不发生转动．求线框的AB边图12(1)离开磁场时感应电流的大小；(2)刚进入磁场时感应电动势的大小；(3)穿越磁场的过程中安培力所做的总功．答案解析 1．D2．C [t ＝0时，通过线圈的磁通量为Φ＝－B 0·πr 22＝－12B 0πr 2，t ＝t 0时，通过线圈的磁通量为Φ′＝B 0·πr 22＝12B 0πr 2，磁通量发生了变化，故一定有感应电流，A 项错；由楞次定律可知，感应电流方向为顺时针方向，B 项错；左侧磁感应强度随时间变化关系为：B 1＝B 0t 0t ，右侧磁感应强度随时间变化关系为：B 2＝－B 0＋B 0t 0t ，通过圆环的磁通量随时间变化关系为：Φ＝(B 1＋B 2)·πr 22＝－B 0·12πr 2＋B 0t 0πr 2t ，由法拉第电磁感应定律，E ＝ΔΦΔt ＝B 0t 0πr 2，由欧姆定律可知，I ＝E R ＝B 0πr 2Rt 0，C 项正确，D 项错．]3．B [S 断开瞬间，线圈L 与A 灯、电阻R 形成闭合回路，通过灯A 的电流由d 到c ，故A错．由于自感提供给A 灯的电流开始时大于电源原来提供的电流，故A 灯闪亮一下再熄灭，B 正确．S 断开瞬间，电源的路端电压增大，将对电容器充电，充电电流通过B 灯，可能会使B 灯闪亮一下再熄灭，故C 、D 均错．]4．C [因线圈L 的电阻不计，因此，闭合S 稳定后，电容器两端的电压为零，极板不带电，选项A 、B 均错误；闭合S 电路稳定时，流过线圈L 的电流由右向左，断开S 的瞬间，线圈中产生与其原电流方向相同的自感电动势，于是电容器将充电，a 极板将带正电，选项C 正确，D 错误．]5．AB [在闭合线圈进入磁场的过程中，通过闭合线圈的磁通量逐渐增大，根据楞次定律可知感应电流的方向一直为顺时针方向，选项A 正确；导体切割磁感线的有效长度先变大后变小，感应电流先变大后变小，安培力也先变大后变小，选项B 正确；导体切割磁感线的有效长度最大值为2r ，感应电动势最大为E ＝2Brv ，选项C 错误；穿过线圈某个横截面的电荷量为Q ＝ΔΦR＝B r 2＋π2r 2R，选项D 错误．]6．BD [磁通量垂直纸面向里逐渐减小，由楞次定律可知，圆环中的感应电流方向为顺时针，故选项A 错误；为了阻碍磁通量的减小，圆环有扩张的趋势，故选项B 正确．由法拉第电磁感应定律可知，E ＝ΔB πr 22Δt ＝|12k πr 2|，感应电流I ＝E R ＝E ρ2πr S＝|kSr 4ρ|，故选项C 错误；由闭合电路欧姆定律可知，ab 两点间的电压U ＝E 2＝|14k πr 2|，故选项D 正确．]7．D [根据法拉第电磁感应定律有E ＝n ΔΦΔt ＝ΔB 1Δt ·L22＝0.5 V ，故选项A 错误；回路中的电流为I ＝E R＝5 A ，所受安培力的大小为F ＝B 2IL ＝2.5 N ，根据楞次定律可知，产生感应电流的方向为逆时针，即ABCD 方向，则由左手定则可知，安培力的方向水平向右，故选项B 、C 错误；若金属框与绝缘板间的动摩擦因数为0.3，则最大静摩擦力f m ＝μN ＝μmg ＝3 N ，大于安培力，金属框可以在绝缘板上保持静止，故选项D 正确．]8．B [第一种情况根据法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律，可得：I ＝B 0avR；同样当磁感应强度随时间均匀变化时，可得：I ＝ΔBa 2ΔtR ，联立可得：ΔB Δt ＝B 0va ，选项B 正确，选项A 、C 、D 错误．]9．AD [根据法拉第电磁感应定律可知在线圈中产生恒定的感应电流，方向由Q 至P ，故A 正确；根据左手定则可知，导体棒PQ 受到沿框架向上的安培力，故B 错误；产生的感应电流不变，但磁感应强度逐渐减小，故受到的安培力逐渐减小，故C 错误，D 正确．]10．ABD [ 在第1 s 末，i 1＝ER，E ＝BL 1v 1，v 1＝a 1t 1，F ＝ma 1，联立得F ＝0.05 N ，A 项正确．在第2 s 内，由图像分析知线圈做匀加速直线运动，第2 s 末i 2＝E ′R，E ′＝BL 1v 2，v 2＝v 1＋a 2t 2，解得a 2＝1 m/s 2，B 项正确．在第2 s 内，v 22－v 21＝2a 2L 2，得L 2＝1 m ，C 项错误．q ＝ΔΦR＝BL 1L 2R＝0.2 C ，D 项正确．] 11．(1)B 0ld 2Rt 0 方向e →f (2)B 20l 2d 2Rt 0 (3)B 20l 2dRt 0方向水平向右解析 (1)在0～t 0时间内，产生感应电动势的大小E 1＝ΔΦΔt ＝ΔB Δt S ＝B 0ldt 0流过导体棒ef 的电流大小I 1＝E 12R ＝B 0ld2Rt 0 由楞次定律可判断电流方向为e →f . (2)在t 0～2t 0时间内，产生感应电动势的大小E 2＝ΔΦ′Δt ＝ΔB ′Δt S ＝2B 0ldt 0流过导体棒ef 的电流大小I 2＝E 22R ＝B 0ldRt 0该时间内导体棒ef 产生的热量Q ＝I 22Rt 0＝B 20l 2d2Rt 0.(3)1.5t 0时刻，磁感应强度B ＝B 0导体棒ef 所受安培力F ＝B 0I 2l ＝B 20l 2dRt 0，方向水平向左，根据导体棒ef 受力平衡可知杆对导体棒的作用力为F ′＝B 20l 2dRt 0，方向水平向右．12．(1)5 A (2)0.4 V (3)－0.25 J 解析 (1)线框离开磁场时已经匀速运动F ＝f ＋BIL ，所以I ＝F －fBL AB＝5 A(2)线框进入磁场前F －f ＝ma ，a ＝F －f m＝10 m/s 2v 20＝2ax ，v 0＝2 m/s线框进入磁场时感应电动势E ＝BL AB v 0＝0.4 V (3)线框在穿越磁场的过程中，根据动能定理有 (F －f )d ＋W ＝12mv 2－12mv 20，解得：W ＝－0.25 J。

高考物理一轮复习讲义：第十章第2讲法拉第电磁感应定律自感现象Word版含答案

第2讲法拉第电磁感到定律自感景象板块一骨干梳理·夯实根底Ⅱ【常识点1】法拉第电磁感到定律1．感到电动势(1)不雅点：在电磁感到景象中发生的电动势。

(2)发生前提：穿过回路的磁通量发作改动，与电路能否闭合有关。

(3)偏向揣摸：感到电动势的偏向用楞次定律或右手定那么来揣摸。

2．法拉第电磁感到定律(1)内容：闭合电路中感到电动势的巨细，跟穿过这一电路的磁通量的变更率成反比。

ΔΦ(2)公式：E＝nΔt ，此中n为线圈匝数。

EI＝R＋r。

(3)感到电流与感到电动势的关联：恪守闭合电路欧姆定律，即(4)导体切割磁感线时的感到电动势Ⅰ【常识点2】自感、涡流1．互感景象两个相互接近的线圈，当一个线圈中的电流变更时，它所发生的变更的磁场会在另一个线圈中发生感到电动势的景象。

2．自感景象(1)界说：当一个线圈中的电流变更时，它发生的变更的磁场在它自身激起出感到电动势。

(2)自感电动势①界说：因为自感而发生的感到电动势。

ΔI②表白式：E＝L。

Δt③自感系数L相干要素：与线圈的巨细、外形、圈数以及能否有铁芯有关。

－3 －6单元：亨利(H)，1mH＝10H,1 ＝10H。

3．涡流当线圈中的电流发作变更时，在它左近的任何导体中都市发生感到电流，这种电流像水的旋涡，因此叫涡电流，简称涡流。

(1)电磁阻尼：当导体在磁场中活动时，感到电流会使导体遭到安培力，安培力的偏向老是障碍导体的活动。

(2)电磁驱动：假如磁场相干于导体滚动，在导体中会发生感到电流使导体遭到安培力的作用，安培力使导体活动起来。

交换感到电念头确实是应用电磁驱动的道理任务的。

(3)电磁阻尼跟电磁驱动的道理表白了楞次定律的推行使用。

板块二考点细研·悟法培优考点1法拉第电磁感到定律的使用[拓展延长]ΔΦ1．磁通量Φ、磁通量的变更量ΔΦ、磁通量的变更率的比拟Δt提醒：①Φ、ΔΦ、ΔΦΔt的巨细之间不必定的联络，Φ＝0，ΔΦΔt不必定即是0；②感到电动势E与线圈匝数n有关，但Φ、ΔΦ、ΔΦΔt的巨细均与线圈匝数有关。

高考物理(江苏专用)一轮复习配套课件：9.2法拉第电磁感应定律自感现象

向，能正确反映F随时间t变化的图像是（）
【解题探究】里后向 (1)0～ T 时间内，回路的圆环区域内磁场方向先向___ 外，大小先_____ 减小后_____ 增大，磁感应强度的变化率 B _____ 不变。 ___ 相等， (2) T ～T时间内，感应电动势与0～ T 时间内，大小_____
t
【题组通关方案】
【典题1】(2013·山东高考)将一段导线绕成图甲所示的闭合回
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。回路的圆环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
考点1
法拉第电磁感应定律的应用
拓展延伸
1.感应电动势大小的决定因素：感应电动势大小由穿过闭合
电路的磁通量的变化率和线圈匝数共同决定，而与磁通
t
量Φ 、磁通量的变化量Δ Φ 的大小没有必然联系，为单匝
t
线圈产生的感应电动势大小。
2.法拉第电磁感应定律的适用范围：法拉第电磁感应定律适用于任何情况下感应电动势的计算。但在中学物理中一般用来计算某段时间内的平均电动势。若所取时间极短，即Δ t趋近于零时，所求感应电动势为该时刻的瞬时感应电动势。
时间内变化量或磁通量变化与所需时间的比值。 (2)在磁通量与时间关系图线中，某时刻的变化率为该时刻图线切线的斜率，显然和该时刻的磁通量无关。
2.关于导体切割磁感线感应电动势E=Blv的几点提醒： (1)对应的磁场应是匀强磁场。 (2)导体棒的长度l应是有效长度，不一定是导体棒本身的长度。 (3)式中的速度v是导体棒相对磁场的速度。

江苏版高考物理一轮复习第10章第2节法拉第电磁感应定律自感涡流课件

到 B′(过程Ⅱ)。在过程Ⅰ、Ⅱ中，流过 OM 的电荷量相等，则BB′
等于( )
5 A.4
B．32
C．74
D．2
审题指导：在电磁感应中计算通过电路的电荷量时要用到电流的平均值，因此在本题中，首先根据法拉第电磁感应定律计算感应电动势的平均值，再利用欧姆定律计算平均电流，最后根据电流的定义式得出电荷量。
1234 5
角度2 穿过线圈的磁感应强度变化 2.(2022·江苏卷)如图所示，半径为r的圆形区域内有垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度B随时间t的变化关系为B＝B0＋kt，B0、k为常量，则图中半径为R的单匝圆形线圈中产生的感应电动势大小为
()
A．πkr2 C．πB0r2
B．πkR2 D．πB0R2
B [由法拉第电磁感应定律可知线圈产生的自感电动势 E＝ nΔΔBt ·L2，故 B 正确。]
2．(导体棒切割磁感线产生感应电动势)两条平行虚线间存在一匀强磁场，磁感应强度方向与纸面垂直。边长为0.1 m、总电阻为 0.005 Ω的正方形导线框abcd位于纸面内，cd边与磁场边界平行，如图甲所示。已知导线框一直向右做匀速直线运动，cd边于t＝0时刻进入磁场。线框中感应电动势随时间变化的图线如图乙所示(感应电流的方向为顺时针时，感应电动势取正)。下列说法正确的是 ()
B [设 OM 的电阻为 R，圆的半径为 l，过程Ⅰ：OM 转动的过程中
产生的平均感应电动势大小为 E1＝ΔΔΦt11＝B·ΔtΔ1 S＝B·Δ14t1πl2＝π4ΔBtl12，流过 OM 的电流为 I1＝ER1＝4πRBΔl2t1，则流过 OM 的电荷量为 q1＝ I1·Δt1＝π4BRl2；过程Ⅱ：磁场的磁感应强度大小均匀增加，则该过程

江苏专用版高考物理大一轮复习第十章电磁感应第二节法拉第电磁感应定律自感涡流检测.doc

第二节法拉第电磁感应定律自感涡流(建议用时：40分钟)一、单项选择题1.如图，空间有一匀强磁场，一直金属棒与磁感应强度方向垂直，当它以速度v 沿与棒与磁感应强度都垂直的方向运动时，棒两端的感应电动势大小为ε；将此棒弯成两段长度相等且相互垂直的折线，置于与磁感应强度相垂直的平面内，当它沿两段折线夹角平分线的方向以速度v 运动时，棒两端的感应电动势大小为ε'.则ε'ε等于( )A.12 B ．22C ．1D ．2解析：选B.设折弯前导体切割磁感线的长度为L ，折弯后，导体切割磁场的有效长度为l ＝ ⎝ ⎛⎭⎪⎫L 22＋⎝ ⎛⎭⎪⎫L 22＝22L ，故产生的感应电动势为ε'＝Blv ＝B ·22Lv ＝22ε，所以ε'ε＝22，B 正确． 2.(2017·高考天津卷)如图所示，两根平行金属导轨置于水平面内，导轨之间接有电阻R .金属棒ab 与两导轨垂直并保持良好接触，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下．现使磁感应强度随时间均匀减小，ab 始终保持静止，下列说法正确的是( )A ．ab 中的感应电流方向由b 到aB ．ab 中的感应电流逐渐减小C ．ab 所受的安培力保持不变D ．ab 所受的静摩擦力逐渐减小解析：选 D.本题考查楞次定律、电磁感应定律、闭合电路欧姆定律、安培力、平衡条件．由于通过回路的磁通量向下减小，则根据楞次定律可知ab 中感应电流的方向由a 到b ，A 错误；因ab 不动，回路面积不变；当B 均匀减小时，由E ＝n ΔΦΔt ＝n ΔB Δt S 知，产生的感应电动势恒定，回路中感应电流I ＝E R ＋r恒定，B 错误；由F ＝BIL 知，F 随B 减小而减小，C 错误；对ab 由平衡条件有f ＝F ，故D 正确．3．(2019·北京昌平一模)图甲为手机及无线充电板，图乙为充电原理示意图．充电板接交流电源，对充电板供电，充电板内的送电线圈可产生交变磁场，从而使手机内的受电线圈产生交变电流，再经整流电路转变成直流电后对手机电池充电．为方便研究，现将问题做如下简化：设受电线圈的匝数为n ，面积为S ，若在t 1到t 2时间内，磁场垂直于受电线圈平面向上穿过线圈，其磁感应强度由B 1均匀增加到B 2.下列说法正确的是( )A ．c 点的电势高于d 点的电势B ．受电线圈中感应电流方向由d 到cC ．c 、d 之间的电势差为 n （B 2－B 1）S t 2－t 1D ．c 、d 之间的电势差为 n （B 2－B 1）t 2－t 1答案：C4．(2019·长沙模拟)如图所示，闭合导线框的质量可以忽略不计，将它从如图所示的位置匀速拉出匀强磁场．若第一次用0.3 s 时间拉出，外力所做的功为W 1，通过导线截面的电荷量为q 1；第二次用0.9 s 时间拉出，外力所做的功为W 2，通过导线截面的电荷量为q 2，则( )A ．W 1<W 2，q 1<q 2B ．W 1<W 2，q 1＝q 2C ．W 1>W 2，q 1＝q 2D ．W 1>W 2，q 1>q 2解析：选C.两次拉出的速度之比v 1∶v 2＝3∶1.电动势之比E 1∶E 2＝3∶1，电流之比I 1∶I 2＝3∶1，则电荷量之比q 1∶q 2＝(I 1t 1)∶(I 2t 2)＝1∶1.安培力之比F 1∶F 2＝3∶1，则外力做功之比W 1∶W 2＝3∶1，故C 正确．5．(2019·江苏靖江模拟)如图所示，abcd 为水平放置的平行“”形光滑金属导轨，间距为l ，导轨间有垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度大小为B ，导轨电阻不计，已知金属杆MN 倾斜放置，与导轨成θ角，单位长度的电阻为r ，保持金属杆以速度v 沿平行于cd 的方向滑动(金属杆滑动过程中与导轨接触良好)．则( )A ．电路中感应电动势的大小为Blv sin θ B ．电路中感应电流的大小为 Bv sin θrC ．金属杆所受安培力的大小为 B 2lv sin θrD ．金属杆的热功率为 B 2lv 2r sin θ解析：选 B.金属杆的运动方向与金属杆不垂直，电路中感应电动势的大小为E ＝Blv (l 为切割磁感线的有效长度)，选项A 错误；电路中感应电流的大小为I ＝E R ＝Blv l sin θr ＝Bv sin θr ，选项B 正确；金属杆所受安培力的大小为F ＝BIl ′＝B ·Bv sin θr ·l sin θ＝B 2lv r ，选项C 错误；金属杆的热功率为P ＝I 2R ＝B2v2sin2θr2·lrsin θ＝B2lv2sin θr，选项D错误．6.如图所示，线圈L的自感系数很大，且其直流电阻可以忽略不计，L1、L2是两个完全相同的小灯泡．开关S闭合和断开的过程中，灯L1、L2的亮度变化情况是(灯丝不会断)()A．S闭合，L1亮度不变，L2亮度逐渐变亮，最后两灯一样亮；S断开，L2立即熄灭，L1逐渐变亮B．S闭合，L1不亮，L2很亮；S断开，L1、L2立即熄灭C．S闭合，L1、L2同时亮，而后L1逐渐熄灭，L2亮度不变；S断开，L2立即熄灭，L1亮一下才熄灭D．S闭合，L1、L2同时亮，而后L1逐渐熄灭，L2则逐渐变得更亮；S断开，L2立即熄灭，L1亮一下才熄灭解析：选D.当S闭合，L的自感系数很大，对电流的阻碍作用较大，L1和L2串联后与电源相连，L1和L2同时亮，随着L中电流的增大，因为L的直流电阻不计，则L的分流作用增大，L1中的电流逐渐减小为零，由于总电阻变小，故电路中的总电流变大，L2中的电流增大，L2灯变得更亮；当S断开，L2中无电流，立即熄灭，而线圈L产生自感电动势，试图维持本身的电流不变，L与L1组成闭合电路，L1要亮一下后再熄灭．综上所述，D正确．二、多项选择题7.(2016·高考全国卷Ⅱ)法拉第圆盘发电机的示意图如图所示．铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触．圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B中．圆盘旋转时，关于流过电阻R的电流，下列说法正确的是()A．若圆盘转动的角速度恒定，则电流大小恒定B．若从上向下看，圆盘顺时针转动，则电流沿a到b的方向流动C．若圆盘转动方向不变，角速度大小发生变化，则电流方向可能发生变化D ．若圆盘转动的角速度变为原来的2倍，则电流在R 上的热功率也变为原来的2倍解析：选AB.设圆盘的半径为r ，圆盘转动的角速度为ω，则圆盘转动产生的电动势为E ＝12Br 2ω，可知，若转动的角速度恒定，电动势恒定，电流恒定，A 项正确；根据右手定则可知，从上向下看，圆盘顺时针转动，圆盘中电流由边缘指向圆心，即电流沿a 到b 的方向流动，B 项正确；圆盘转动方向不变，产生的电流方向不变，C 项错误；若圆盘转动的角速度变为原来的2倍，则电动势变为原来的2倍，电流变为原来的2倍，由P ＝I 2R 可知，电阻R 上的热功率变为原来的4倍，D 项错误．8.如图所示，灯泡A 、B 与定值电阻的阻值均为R ，L 是自感系数较大的线圈，当S 1闭合、S 2断开且电路稳定时，A 、B 两灯亮度相同，再闭合S 2，待电路稳定后将S 1断开，下列说法中正确的是( )A ．B 灯立即熄灭B ．A 灯将比原来更亮一下后熄灭C ．有电流通过B 灯，方向为c →dD ．有电流通过A 灯，方向为b →a解析：选AD.S 1闭合、S 2断开且电路稳定时，A 、B 两灯一样亮，说明两个支路中的电流相等，这时线圈L 没有自感作用，可知线圈L 的电阻也为R ，在S 2、S 1都闭合且稳定时，I A ＝I B ，当S 2闭合、S 1突然断开时，由于线圈的自感作用，流过A 灯的电流方向变为b →a ，但A 灯不会出现比原来更亮一下再熄灭的现象，故选项D 正确，B 错误；由于定值电阻R 没有自感作用，故断开S 1时，B 灯立即熄灭，选项A 正确，C 错误．9.如图，一端接有定值电阻的平行金属轨道固定在水平面内，通有恒定电流的长直绝缘导线垂直并紧靠轨道固定，导体棒与轨道垂直且接触良好．在向右匀速通过M 、N 两区的过程中，导体棒所受安培力分别用F M 、F N 表示．不计轨道电阻．以下叙述正确的是( )A．F M向右B．F N向左C．F M逐渐增大D．F N逐渐减小解析：选BCD.根据直线电流产生磁场的分布情况知，M区的磁场方向垂直纸面向外，N区的磁场方向垂直纸面向里，离导线越远，磁感应强度越小．当导体棒匀速通过M、N两区时，感应电流的效果总是反抗引起感应电流的原因，故导体棒在M、N两区运动时，受到的安培力均向左，故选项A错误，B正确；导体棒在M区运动时，磁感应强度B变大，根据E＝Blv，I＝ER及F＝BIl可知，F M逐渐变大，故选项C正确；导体棒在N区运动时，磁感应强度B变小，根据E＝Blv，I＝ER及F＝BIl可知，F N逐渐变小，故选项D正确．10.(2018·高考江苏卷)如图所示，竖直放置的“”形光滑导轨宽为L，矩形匀强磁场Ⅰ、Ⅱ的高和间距均为d，磁感应强度为B.质量为m的水平金属杆由静止释放，进入磁场Ⅰ和Ⅱ时的速度相等．金属杆在导轨间的电阻为R，与导轨接触良好，其余电阻不计，重力加速度为g.金属杆()A．刚进入磁场Ⅰ时加速度方向竖直向下B．穿过磁场Ⅰ的时间大于在两磁场之间的运动时间C．穿过两磁场产生的总热量为4mgdD．释放时距磁场Ⅰ上边界的高度h可能小于m2gR2 2B4L4解析：选BC.根据题述，由金属杆进入磁场Ⅰ和进入磁场Ⅱ时速度相等可知，金属杆在磁场Ⅰ中做减速运动，所以金属杆刚进入磁场Ⅰ时加速度方向竖直向上，选项A错误；由于金属杆进入磁场Ⅰ后做加速度逐渐减小的减速运动，而在两磁场之间做匀加速运动，所以穿过磁场Ⅰ的时间大于在两磁场之间的运动时间，选项B 正确；根据能量守恒定律，金属杆从刚进入磁场Ⅰ到刚进入磁场Ⅱ过程动能变化量为0，重力做功为2mgd ，则金属杆穿过磁场Ⅰ产生的热量Q 1＝2mgd ，而金属杆在两磁场区域的运动情况相同，产生的热量相等，所以金属杆穿过两磁场产生的总热量为2×2mgd ＝4mgd ，选项C 正确；金属杆刚进入磁场Ⅰ时的速度v ＝2gh ，进入磁场Ⅰ时产生的感应电动势E ＝BLv ，感应电流I ＝E R ，所受安培力F ＝BIL ，由于金属杆刚进入磁场Ⅰ时加速度方向竖直向上，所以安培力大于重力，即F >mg ，联立解得h >m 2gR 22B 4L 4，选项D 错误．三、非选择题11.(2017·高考江苏卷)如图所示，两条相距d 的平行金属导轨位于同一水平面内，其右端接一阻值为R 的电阻．质量为m 的金属杆静置在导轨上，其左侧的矩形匀强磁场区域MNPQ 的磁感应强度大小为B 、方向竖直向下．当该磁场区域以速度v 0匀速地向右扫过金属杆后，金属杆的速度变为v .导轨和金属杆的电阻不计，导轨光滑且足够长，杆在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触．求：(1)MN 刚扫过金属杆时，杆中感应电流的大小I ；(2)MN 刚扫过金属杆时，杆的加速度大小a ；(3)PQ 刚要离开金属杆时，感应电流的功率P .解析：本题考查法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律、牛顿第二定律．(1)感应电动势E ＝Bdv 0感应电流I ＝E R解得I ＝Bdv 0R .(2)安培力F ＝BId牛顿第二定律F ＝ma解得a ＝B 2d 2v 0mR .(3)金属杆切割磁感线的速度v ′＝v 0－v ，则感应电动势E ＝Bd (v 0－v )电功率P ＝E 2R解得P ＝B 2d 2（v 0－v ）2R. 答案：(1)Bdv 0R (2)B 2d 2v 0mR (3)B 2d 2（v 0－v ）2R12．(2019·安徽十校联考)如图甲所示，一个电阻值为R ，匝数为n 的圆形金属线圈与阻值为2R 的电阻R 1连接成闭合回路．线圈的半径为r 1，在线圈中半径为r 2的圆形区域内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乙所示．图线与横、纵轴的截距分别为t 0和B 0，导线的电阻不计．求0至t 1时间内(1)通过电阻R 1的电流大小和方向；(2)通过电阻R 1的电荷量q .解析：(1)穿过闭合线圈的磁场的面积为S ＝πr 22由题图乙可知，磁感应强度B 的变化率的大小为ΔB Δt ＝B 0t 0，根据法拉第电磁感应定律得：E ＝n ΔΦΔt ＝nS ΔB Δt ＝nB 0πr 22t 0由闭合电路欧姆定律可知流过电阻R 1的电流为I ＝E R ＋2R ＝nB 0πr 223Rt 0再根据楞次定律可以判断，流过电阻R 1的电流方向应由b 到a .(2)0至t 1时间内通过电阻R 1的电荷量为q ＝It 1＝nB 0πr 22t 13Rt 0.答案：(1)nB 0πr 223Rt 0 方向从b 到a (2)nB 0πr 22t 13Rt 0。

【三年高考两年模拟】2017年高考物理新课标一轮复习第十章电磁感应第2讲法拉第电磁感应定律

B dL2 天平平衡m'g= N B0 · ⑧ t R
2 2
E R
代入数据可得
B =0.1 T/s⑨ t
应用电磁感应定律应注意的三个问题 (1)利用公式E=n 求解的是一个回路中某段时间内的平均感应电动势,在磁通量均匀变化时,瞬时值等于平均值。 (2)利用公式E=nS 求感应电动势时,S为线圈在磁场范围内的有效面积。 (3)通过回路截面的电荷量q仅与n、ΔΦ和回路电阻R有关,与时间长短无
2-2 (2015课标Ⅱ,15,6分)如图,直角三角形金属框abc放置在匀强磁场中, 磁感应强度大小为B,方向平行于ab边向上。当金属框绕ab边以角速度ω逆
(1)通过电阻R1的电流大小和方向。 (2)通过电阻R1的电荷量q及电阻R1上产生的热量。
答案
nB0 r22 (1) 3Rt 0
方向从b到a
nB0 r22t1 (2) 3Rt0
2n 2 B02 2 r24t1 2 9 Rt0
2
r2 解析 (1)穿过闭合线圈的磁场的面积为S=π
0 由题图乙可知,磁感应强度B的变化率的大小为 = ,
n2 B. n1
答案 B
E1 设导线长度为L,电阻为R,则对线圈A有,L=n1·2πrA,IA= R=
n12 C. 2 n2
2 n2 D. 2 n1
n1B 2 rA rA , I A = LB · LB · t ,解得IA= rA,同理可得对线圈B有IB= rB,联立可得 R I B rB 2Rt 2Rt rA n2 I A n2 又L=n2·2πrB,得 = ,则 = ,B正确。 rB n1 I B n1
nB0 r22t14 2 n 电阻R1上产生的热量为Q=I R1t1= B0 r2 t1 。 2 9 Rt0

第2讲法拉第电磁感应定律自感

1
感线方向匀速转动产生感应电动势E=Bl v=⑨ 2 Bl2ω (平均速度等于
中点位置的线速度 1 lω)。
2
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二、自感现象
1.由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象叫① 自感现象。而产生的感应电动势叫自感电动势。 2.当导体线圈的电流增大时,自感电动势的方向与原来的电流方向 ② 相反 ;当导体线圈的电流减小时,自感电动势的方向与原来的电流方向相同。
A.0.25 V B.0.35 V C.0.375 V D.0.525 V
答案 E= Φt = Bt ·S=0.6 V
设单位长度导线的电阻为R0
线框总电阻R总=4×0.3R0=1.2R0
ab连线右侧线框电阻r= 53 ×0.3R0=0.5R0
Uab=Ir=
E R总
·r= E
1.2R0
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一、法拉第电磁感应定律
1.感应电动势 (1)概念:在① 电磁感应现象中产生的电动势。 (2)产生条件:穿过回路的② 磁通量发生改变,与电路是否闭合③ 无关。 (3)方向判断:感应电动势的方向用④ 楞次定律或⑤ 右手定则判断。
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2.法拉第电磁感应定律 (1)内容:闭合电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路的⑥ 磁通量的变化率成正比。
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A.电源的内阻较大 C.线圈电阻偏大
B.小灯泡电阻偏大 D.线圈的自感系数较大
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答案 C 由自感规律可知在开关断开的瞬间造成灯泡闪亮以及延时熄灭的原因是在线圈中产生了与原电流同向的自感电流且大于稳定时通过灯泡的原电流。由图可知灯泡和线圈构成闭合的自感回路,与电源无关,故A错;造成不闪亮的原因是自感电流不大于稳定时通过灯泡的原电流,当线圈电阻小于灯泡电阻时才会出现闪亮现象,故B错、C正确。自感系数与小灯泡是否闪亮无直接关系,故D错。

高考物理一轮复习第十章电磁感应第二节法拉第电磁感应定律学案新人教版

第二节法拉第电磁感应定律1．电磁感应中产生的电动势叫感应电动势.2．产生感应电动势的条件：无论回路是否闭合,只要穿过线圈的磁通量发生变化,线圈中就有感应电动势产生,产生感应电动势的那部分导体相当于电源.3．右手定则：将右手伸开,磁感线垂直穿过手心,大拇指指向导体运动的方向,四指的指向即为导体内部产生感应电流的方向.4．产生感应电动势的那部分导体相当于电源,在产生感应电动势的导体内部,感应电流总是由低电势流向高电势(即在电源内部电流从电源的负极流向正极).5．电磁感应现象的实质是产生感应电动势,如果回路闭合,则有感应电流,如果回路不闭合,则只能出现感应电动势,而不会形成持续的电流.6．感生电动势是指由磁场的变化而产生的电动势. 7．动生电动势是指由导体的运动而产生的电动势.8．电路中感应电动势(E )的大小,与穿过这一电路的磁通量的变化率成正比,如果一个线圈只有一匝,则E ＝ΔΦ/Δt ,如果一个线圈有n 匝,则E ＝nΔΦ/Δt .(E 指平均电动势,且ΔΦ只能以绝对值代入).9．由于Φ＝BS ,则ΔΦ＝Δ(BS ).当S 不变时,ΔΦ＝ΔB ·S ,E ＝n ΔBΔt·S ,当B 不变时ΔΦ＝B ·ΔS ,E ＝nB ·ΔSΔt(其中Δt 表示时间). 10．当矩形线框中的一边(长度为L )以相对于磁场垂直切割速度v 切割磁场线时,ΔS ＝Lv ,于是E ＝BLv .例1 如图所示,将一条形磁铁插入某一闭合线圈,第一次用0.05 s,第二次用0.1 s,设插入方式相同,试求：(1)两次线圈中平均感应电动势之比； (2)两次线圈之中电流之比； (3)两次通过线圈的电荷量之比.【解析】 (1)根据法拉第电磁感应定律,E ＝N ΔΦΔt ,可以知道,平均感应电动势与时间成反比,则两次线圈中平均感应电动势之比为2∶1.(2)根据欧姆定律可以知道,感应电流与平均感应电动势成正比,两次线圈之中电流之比为2∶1.(3)根据法拉第电磁感应定律分析感应电动势的大小,由欧姆定律分析感应电流的大小,再由q ＝It 可确定导体某横截面的电荷量等于磁通量的变化与电阻的比值,即：q ＝IΔt ＝ΔΦΔt ·R Δt ＝ΔΦR.因为磁通量变化量相同,电阻不变,所以通过导体横截面的电荷量不变,即两次通过线圈的电荷量之比为1∶1.【答案】 (1)2∶1 (2)2∶1 (3)1∶1例2 如图所示,长L 1宽L 2的矩形线圈电阻为R ,处于磁感应强度为B 的匀强磁场边缘,线圈与磁感线垂直.求：将线圈以向右的速度v 匀速拉出磁场的过程中,(1)拉力F 的大小； (2)拉力的功率P ； (3)拉力做的功W ； (4)线圈中产生的电热Q; (5)通过线圈某一截面的电荷量q .【解析】 (1)当线圈以速度v 切割磁感线时,其本身相对当一个电源电动势大小E ＝BL 2vI ＝ER所以受到的安培力F 安＝BIL 2＝B 2L 22vR因为做匀速运动,拉力F ＝F 安＝B 2L 22vR(2)拉力的功率P ＝Fv ＝B 2L 22v2R(3)拉力做的功W ＝FL 1＝B 2L 22L 1vR(4)线圈的动能未发生改变,拉力做的功全部转变成了热,Q ＝W ＝B 2L 22L 1vR(5)通过线圈某一截面的电荷量q ＝I ·Δt ＝E R ·Δt ＝ΔΦR Δt ·Δt ＝ΔΦR ＝BL 1L 2R【答案】 (1)B 2L 22v R (2)B 2L 22v 2R (3)B 2L 22L 1vR(4)B 2L 22L 1v R (5)BL 1L 2R例 3 在竖直向上的匀强磁场中,水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈,规定线圈中感应电流的正方向如图1所示,当磁场的磁感应强度B 随时间t 如图2变化时,图3中正确表示线圈中感应电动势E 变化的是( )【解析】由法拉第电磁感应定律,E ＝nΔΦΔt ＝n ΔB ·S Δt ,在t ＝0～t ＝1s ,B 均匀增大,则ΔBΔt为一恒量,则E 为一恒量,再由楞次定律,可判断感应电动势为顺时针方向,则电动势为正值,在t ＝1～t ＝3s ,B 不变化,则感应电动势为零,在t ＝3～t ＝5s ,B 均匀减小,则ΔBΔt为一恒量,但B变化的较慢,则E 为一恒量,但比t ＝0～t ＝1s 小,再由楞次定律,可判断感应电动势为逆时针方向,则电动势为负值,所以A 选项正确.【答案】 A例4 如图所示,矩形线圈的匝数n ＝100匝,ab 边的边长L 1＝0.4 m,bc 边的边长L 2＝0.2 m,在磁感应强度B ＝0.1T 的匀强磁场中绕OO ′以角速度ω＝100πrad/s 匀速转动,从图示位置开始,转过180°的过程中,线圈中的平均电动势多大？若线圈闭合,回路的总电阻R ＝40 Ω,则此过程中通过线圈导线某一截面的电荷量有多少？【解析】 (1)在转过180°的过程中,磁通量的变化量为ΔΦ＝2BS ＝2BL 1L 2, 所用的时间Δt ＝T 2＝πω.由法拉第电磁感应定律得这一过程中的平均电动势为：E ＝n ΔΦΔt ＝100×2×0.1×0.4×0.2×100ππV＝160V(2)这一过程通过导体某一截面的电荷量为：q ＝I ·Δt ＝ER·Δt＝nΔΦΔt ·R ·Δt ＝nΔΦR＝2nBL 1L 2R＝4×10－2C【答案】 (1)160 V (2)4×10－2C1．关于感应电动势大小的下列说法中,正确的是( ) A ．线圈中磁通量变化越大,线圈中产生的感应电动势一定越大 B ．线圈中磁通量越大,产生的感应电动势一定越大C ．线圈放在磁感应强度越强的地方,产生的感应电动势一定越大D ．线圈中磁通量变化越快,产生的感应电动势越大2．如图所示,两个同心放置的共面金属圆环a 和b ,一条形磁铁穿过圆心且与环面垂直,则穿过两环的磁通量 Φa 和 Φb 大小关系为( )A ．Φa <ΦbB ．Φa ＝ΦbC ．Φa >ΦbD ．无法比较3．闭合回路的磁通量Φ随时间t 的变化图象分别如图所示,关于回路中产生的感应电动势的下列论述,其中正确的是 ( )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中回路在0～t 1时间内产生的感应电动势小于在t 1～t 2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4．如图所示,一正方形线圈的匝数为n ,边长为a ,线圈平面与匀强磁场垂直,且一半处在磁场中.在Δt 时间内,磁感应强度的方向不变,大小由B 均匀地增大到2B .在此过程中,线圈中产生的感应电动势为( )A.Ba 22ΔtB.nBa 22ΔtC.nBa 2ΔtD.2nBa 2Δt5．如图甲所示,圆形线圈处于垂直于线圈平面的匀强磁场中,磁感应强度的变化如图乙所示.在t ＝0时磁感应强度的方向指向纸里,则在0～T 4和T 2～3T4的时间内,关于环中的感应电流i的大小和方向的说法,正确的是( )A ．i 大小相等,方向先是顺时针,后是逆时针B ．i 大小相等,方向先是逆时针,后是顺时针C ．i 大小不等,方向先是顺时针,后是逆时针D ．i 大小不等,方向先是逆时针,后是顺时针6．如图所示,光滑绝缘水平桌面上有一矩形线圈abcd ,当线圈进入一个有明显边界的匀强磁场前以速率v 做匀速运动,当线圈完全进入磁场区域时,其动能恰好等于ab 边进入磁场前时的一半,则( )A ．线圈cd 边刚好离开磁场时恰好停止B ．线圈停止运动时,一部分在磁场中,一部分在磁场外 C. d 边离开磁场后,仍能继续运动D．因条件不足,以上三种情况均有可能7．(多选)如图所示,a、b两个闭合正方形线圈用同样的导线制成,匝数均为7匝,边长l a ＝3l b,图示区域内有垂直纸面向里的匀强磁场,且磁感应强度随时间均匀增大,不考虑线圈之间的相互影响,则( )A．两线圈内产生沿顺时针方向的感应电流B．a、b线圈中感应电动势之比为9∶1C．a、b线圈中感应电流之比为3∶1D．a、b线圈中电功率之比为3∶18．如图所示,在一匀强磁场中有一U形导线框abcd,线框处于水平面内,磁场与线框平面垂直,R为一定值电阻,ef为垂直于ab的一根导体杆,它可以在ab、cd上无摩擦地滑动.杆ef 及线框中导线的电阻都可不计.开始时,给ef一个向右的初速度,则( )A．ef将匀速向右运动B．ef将往返运动C．ef将减速向右运动,但不是匀减速D．ef将加速向右运动9．如图所示,用相同导线绕制的边长为L或2L的四个闭合导体线框,以相同的速度匀速进入右侧匀强磁场,如图所示.在每个线框进入磁场的过程中,M、N两点间的电压分别为U a、U b、U c和U d.下列判断正确的是( )A．U a＜U b＜U c＜U d B．U a＜U b＜U d＜U cC．U a＝U b＜U c＝U d D．U b＜U a＜U d＜U c10．如图所示,长度相等、电阻均为r的三根金属棒AB、CD、EF,用导线相连,不考虑导线电阻.此装置匀速进入匀强磁场的过程中(匀强磁场宽度大于AE间距离),EF两端电压u随时间t变化的图象正确的是( )11．如图所示,同一平面内的三条平行导线串有两个电阻R和r,导体棒PQ与三条导线接触良好；匀强磁场的方向垂直纸面向里.导体棒的电阻可忽略.当导体棒向左滑动时,下列说法正确的是( )A．流过R的电流为由d到c,流过r的电流为由b到aB．流过R的电流为由c到d,流过r的电流为由b到aC．流过R的电流为由d到c,流过r的电流为由a到bD．流过R的电流为由c到d,流过r的电流为由a到b12．如图甲所示,螺线管匝数n＝1 500匝,横截面积S＝20 cm2,螺线管导线电阻r＝1 Ω,电阻R＝4 Ω,磁感应强度B的B－t图象如图乙所示(以向右为正方向),下列说法正确的是( )A．通过电阻R的电流方向是从A到CB．感应电流的大小保持不变为2.4 AC．电阻R两端的电压为6 VD．C点的电势为4.8 V1．当穿过线圈的磁通量发生变化时,下列说法中正确的是( )A．线圈中一定有感应电流B．线圈中一定有感应电动势C．感应电动势的大小跟磁通量的变化成正比D．感应电动势的大小跟线圈的电阻有关2．一种早期发电机原理示意图如图所示,该发电机由固定的圆形线圈和一对用铁芯连接的圆柱形磁铁构成,两磁极相对于线圈平面对称,线圈圆心为O点.在磁极绕转轴匀速转动的过程中,当磁极与O点在同一条直线上时,穿过线圈的( )A．磁通量最大,磁通量变化率最大B．磁通量最大,磁通量变化率最小C．磁通量最小,磁通量变化率最大D．磁通量最小,磁通量变化率最小3．(多选)无线电力传输目前取得重大突破,在日本展出了一种非接触式电源供应系统,这种系统基于电磁感应原理可无线传输电力,两个感应线圈可以放置在左右相邻或上下相对的位置,原理示意图如图所示,下列说法正确的是( )A．若A线圈中输入电流,B线圈中就会产生感应电动势B．只有A线圈中输入变化的电流,B线圈中才会产生感应电动势C．A中电流越大,B中感应电动势越大D．A中电流变化越快,B中感应电动势越大4．(多选)如图所示,在线圈上端放置一盛有冷水的金属杯,现接通交流电源,过了几分钟,杯内的水沸腾起来.若要缩短上述加热时间,下列措施可行的有( )A．增加线圈的匝数B．提高交流电源的频率C．将金属杯换为瓷杯D．取走线圈中的铁芯5．一根直导线长0.1 m,在磁感应强度为0.1 T 的匀强磁场中以10 m/s 的速度匀速运动,则对导线中产生的感应电动势的说法错误的是( )A ．一定为0.1 VB ．可能为零C ．可能为0.01 VD ．最大值为0.1 V6．(多选)单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动,转轴垂直于磁场,若线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如图所示( )A ．线圈中O 时刻感应电动势最大B ．线圈中D 时刻感应电动势为零C ．线圈中D 时刻感应电动势最大D ．线圈中O 至D 时间内平均感电动势为0.4 V7．(多选)一个N 匝圆线圈,放在磁感应强度为B 的匀强磁场中,线圈平面跟磁感应强度方向成30°角,磁感应强度随时间均匀变化,线圈导线规格不变,下列方法中可使线圈中感应电流增加一倍的是( )A ．将线圈匝数增加一倍B ．将线圈面积增加一倍C ．将线圈半径增加一倍D ．适当改变线圈的取向8．如图所示,粗细均匀的电阻为r 的金属圆环,放在图示的匀强磁场中,磁感应强度为B ,圆环直径为L ；长为L 、电阻为r2的金属棒ab 放在圆环上,以v 0向左运动,当ab 棒运动到图示虚线位置时,金属棒两端电势差为( )A ．0B ．BLv 0 C.BLv 02D.BLv 039．(多选)两条平行虚线间存在一匀强磁场,磁感应强度方向与纸面垂直．边长为0.1 m 、总电阻为0.005 Ω的正方形导线框abcd 位于纸面内,cd 边与磁场边界平行,如图甲所示.已知导线框一直向右做匀速直线运动,cd 边于t ＝0时刻进入磁场.线框中感应电动势随时间变化的图线如图乙所示(感应电流的方向为顺时针时,感应电动势取正).下列说法正确的是( )A．磁感应强度的大小为0.5 TB．导线框运动的速度的大小为0.5 m/sC．磁感应强度的方向垂直于纸面向外D．在t＝0.4 s至t＝0.6 s这段时间内,导线框所受的安培力大小为0.1 N10．如图,一载流长直导线和一矩形导线框固定在同一平面内,线框在长直导线右侧,且其长边与长直导线平行.已知在t＝0到t＝t1的时间间隔内,直导线中电流i发生某种变化,而线框中感应电流总是沿顺时针方向；线框受到的安培力的合力先水平向左、后水平向右.设电流i正方向与图中箭头方向相同,则i随时间t变化的图线可能是( )A B C D11．如图所示,处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距1 m,导轨平面与水平面成所成角θ＝37°,下端连接阻值为R的电阻.匀强磁场方向与导轨平面垂直.质量为0.2 kg、电阻不计的金属棒放在两导轨上,棒与导轨垂直并保持良好接触,它们之间的动摩擦因数为0.25.(1)求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小；(2)当金属棒下滑速度达到稳定时,电阻R消耗的功率为8 W,求该速度的大小；(3)在上问中,若R＝2 Ω,金属棒中的电流方向由a到b,求磁感应强度的大小与方向.(g 取10 m/s2, sin 37°＝0.6,cos 37°＝0.8)- 11 -第二节法拉第电磁感应定律课堂练习1．D 2.C 3.D 4.B 5.A 6.C 7.BC 8.B 9.B 10.B 11.B 12.D课后练习1．B 2.B 3.BD 4.AB 5.A 6.ABD 7.CD 8.D 9.BC 10.A11．【答案】(1)4 m/s 2 (2)10 m/s (3)B ＝0.4 T,方向垂直于斜面向上【解析】(1)金属棒开始下滑的初速度为零,根据牛顿第二定律：mg sin θ－μmg cos θ＝ma, 则有a ＝4 m/s 2.(2)设金属棒运动达到稳定时,速度v ,所受安培力为F ,棒在沿导轨方向受力平衡,即mg sin θ－μmg cos θ－F ＝0, 此时金属棒克服安培力做功的功率等于电路中电阻R 消耗的电功率：Fv ＝P, 由以上两式解得v ＝10 m/s.(3)设电路中电流为I ,两导轨间金属棒的长为l ,磁场的磁感应强度为B ,则I ＝Blv R ,P ＝I 2R ,由以上两式解得B ＝PR lv＝0.4 T,磁场方向垂直导轨平面向上.。

(讲练测)2017年高考物理一轮复习专题41法拉第电磁感应定律(含解析)

专题41 法拉第电磁感应定律（讲）1．高考对本专题内容考查较多的是感应电流的产生条件、方向．2．电磁感应现象与磁场、电路、力学、能量等知识联系的综合题以及感应电流（或感应电动势）的图象问题在高考中频繁出现．3．该部分知识与其他学科知识相互渗透也是命题的趋势，同时将该部分知识同生产、生活实际、高科技等相结合，注重考查学生分析、解决实际问题的能力．4．试题题型全面，选择题、解答题都可能出现，且解答题难度较大，涉及知识点多，考查综合能力，从而增加试题的区分度．1．能应用法拉第电磁感应定律、公式E ＝Blv 计算感应电动势． 2．理解自感、涡流的产生，并能分析实际应用．一、法拉第电磁感应定律 1．感应电动势（1）感应电动势：在电磁感应现象中产生的电动势．产生感应电动势的那部分导体就相当于电源，导体的电阻相当于电源内阻．（2）感应电流与感应电动势的关系：遵循闭合电路欧姆定律，即rR EI +=． 2．法拉第电磁感应定律（1）内容：闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比．（2）公式：tnE ∆∆Φ= 3．导体切割磁感线的情形（1）一般情况：运动速度v 和磁感线方向夹角为θ，则E ＝Blv sin_θ．（2）常用情况：运动速度v 和磁感线方向垂直，则E ＝Blv ．（3）导体棒在磁场中转动导体棒以端点为轴，在匀强磁场中垂直于磁感线方向匀速转动产生感应电动势E ＝Bl v ＝21Bl 2ω（平均速度等于中点位置线速度21l ω）．二、自感与涡流 1．自感现象（1）概念：由于导体本身的电流变化而产生的电磁感应现象称为自感，由于自感而产生的感应电动势叫做自感电动势．（2）表达式：tILE ∆∆=E ＝L ΔI Δt ．（3）自感系数L 的影响因素：与线圈的大小、形状、匝数以及是否有铁芯有关． 2．涡流当线圈中的电流发生变化时，在它附近的任何导体中都会产生感应电流，这种电流像水中的旋涡，所以叫涡流．（1）电磁阻尼：当导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受到安培力，安培力的方向总是阻碍导体的相对运动．（2）电磁驱动：如果磁场相对于导体转动，在导体中会产生感应电流使导体受到安培力的作用，安培力使导体运动起来．（3）电磁阻尼和电磁驱动的原理体现了楞次定律的推广应用．考点一法拉第电磁感应定律的应用 1．感应电动势大小的决定因素（1）感应电动势的大小由穿过闭合电路的磁通量的变化率t∆∆Φ和线圈的匝数共同决定，而与磁通量Φ、磁通量的变化量ΔΦ的大小没有必然联系．（2）当ΔΦ仅由B 引起时，则t B S n E ∆∆=；当ΔΦ仅由S 引起时，则tSB n E ∆∆=． 2．磁通量的变化率t∆∆Φ是Φ－t 图象上某点切线的斜率． ★重点归纳★1．应用法拉第电磁感应定律解题的一般步骤（1）分析穿过闭合电路的磁场方向及磁通量的变化情况；（2）利用楞次定律确定感应电流的方向；（3）灵活选择法拉第电磁感应定律的不同表达形式列方程求解．（4）几点注意 ①公式tnE ∆∆Φ=是求解回路某段时间内平均电动势的最佳选择． ②用公式tBnSE ∆∆=求感应电动势时，S 为线圈在磁场范围内的有效面积． ③通过回路截面的电荷量q 仅与n 、ΔΦ和回路总电阻R 总有关，与时间长短无关．推导如下：q ＝I Δt ＝)()(r R n t r R t n+∆Φ=∆∙+∆∆Φ．★典型案例★如图甲所示，正方向导线框abcd 放在绝缘水平面上，导线框的质量m =1kg ，边长L =1m ，电阻R =0．1Ω，mn 为bc 边中垂线，由t=0时刻开始在mn 左侧的线框区域内加一竖直向下的磁场，其感应强度随时间的变化规律如图乙所示，在mn 右侧的线框区域内加竖直向上，磁感应强度为2B =0.5T 的匀强磁场，线框abcd 的四边恰在磁场的边界内，若导线框与水平面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，它们之间的动摩擦因数μ=0.3，210/g m s =，则下列说法正确的是A ．导线框中的感应电动势为0.5VB ．t=0.5s 时刻，导线框中感应电流为零C ．导线框中产生俯视逆时针方向的感应电流D ．导线框一直静止在绝缘水平面上【答案】C【名师点睛】根据法拉第电磁感应定律，结合闭合电路欧姆定律，及安培力表达式，并依据楞次定律与左手定则来判定感应电流方向与安培力方向，从而即可一一求解，注意穿过线圈磁通量的磁场方向不同，则会出现相互抵消现象．★针对练习1★（多选）如图所示，阻值为R 的金属棒从图示位置ab 分别以v 1、v 2的速度沿光滑水平导轨（电阻不计）匀速滑到a ′b ′位置，若v 1∶v 2＝1∶2，则在这两次过程中（）A ．回路电流I 1∶I 2＝1∶2B ．产生的热量Q 1∶Q 2＝1∶4C ．通过任一截面的电荷量q 1∶q 2＝1∶1D ．外力的功率P 1∶P 2＝1∶2 【答案】AC【解析】两种情况下产生的感应电动势分别为11E BLv =，22E BLv =，电阻都为R ，故回路电流为111E BLv I R R ==，122E BLv I R R ==，故电流之比为112212I v I v ==，A 正确；两种情况下所用时间112221/2/1t L v v t L v v ===，故产生热量2111222212Q I Rt Q I Rt ==，B 错误；两种情况下磁通量变化量相同，故有通过任一截面的电荷量q It t tR R∆Φ∆Φ==∆=∆，故通过任一截面的电荷量q 1∶q 2＝1∶1，C 正确；由于棒匀速运动，外力的功率等于回路中的功率，故21122214P I R P I R ==，D 错误；【名师点睛】本题是电磁感应中的电路问题，关键要掌握感应电流与热量、电荷量、热量和功率的关系，难度不大★针对练习2★（多选）在如图4-甲所示的电路中，螺线管匝数n ＝1500匝，横截面积S ＝20cm 2．螺线管导线电阻r ＝1．0Ω，R 1＝4.0Ω，R 2＝5.0Ω，C ＝30μF .在一段时间内，穿过螺线管的磁场的磁感应强度B 按如图4-乙所示的规律变化．则下列说法中正确的是A ．螺线管中产生的感应电动势为1．2VB ．闭合S ，电路中的电流稳定后电容器上极板带正电C ．电路中的电流稳定后，电阻R 1的电功率为5×10－2W D ．S 断开后，流经R 2的电量为1.8×10－5C【答案】AD【名师点睛】本题是电磁感应与电路的综合，知道产生感应电动势的那部分相当于电源，运用闭合电路欧姆定律进行求解．考点二导体切割磁感线产生感应电动势的计算 1．公式E ＝Blv 的使用条件（1）匀强磁场．（2）B 、l 、v 三者相互垂直．（3）如不垂直，用公式E ＝Blv sin θ求解，θ为B 与v 方向间的夹角． 2．“瞬时性”的理解若v 为瞬时速度，则E 为瞬时感应电动势．图4若v为平均速度，则E为平均感应电动势，即E＝Bl v．3．切割的“有效长度”公式中的l为有效切割长度，即导体与v垂直的方向上的投影长度．图中有效长度分别为：甲图：l＝cd sin β；乙图：沿v1方向运动时，l＝MN；沿v2方向运动时，l＝0．丙图：沿v1方向运动时，l＝2R；沿v2方向运动时，l＝0；沿v3方向运动时，l＝R．4．“相对性”的理解E＝Blv中的速度v是相对于磁场的速度，若磁场也运动，应注意速度间的相对关系．★重点归纳★1．导体切割磁感线产生感应电动势的理解（1）公式E＝Blv的使用条件①匀强磁场．②B、l、v三者相互垂直．（2）E＝Blv的“四性”①正交性：本公式是在一定条件下得出的，除磁场为匀强磁场外，还需B、l、v三者互相垂直．②瞬时性：若v为瞬时速度，则E为相应的瞬时感应电动势．③有效性：公式中的L为导体切割磁感线的有效长度．④相对性：E＝Blv中的速度v是导体相对磁场的速度，若磁场也在运动，应注意速度间的相对关系．（3）特别提醒：①公式E＝Blv sin θ求的是瞬时感应电动势，E与某个时刻或某个位置相对应．切割磁感线的那部分导体就相当于电源．②本题中U－t图象实际上可以转化为v－t图象（U＝E＝Blv），因此，此运动类似于机车启动模型．③以图象形式给出题目已知条件的，要竭力挖掘图象中的隐含信息．2．感应电动势两个公式的比较3（1）模型构建“杆＋导轨”模型是电磁感应问题高考命题的“基本道具”，也是高考的热点，考查的知识点多，题目的综合性强，物理情景变化空间大，是我们复习中的难点．“杆＋导轨”模型又分为“单杆”型和“双杆”型（“单杆”型为重点）；导轨放置方式可分为水平、竖直和倾斜；杆的运动状态可分为匀速、匀变速、非匀变速运动等．（2）模型分类及特点①单杆水平式↑↑解决电磁感应中综合问题的一般思路是“先电后力再能量”．★典型案例★（多选）如图所示，光滑金属导轨ab 和cd 构成的平面与水平面成θ角，导轨间距2ac bd L L ==2L ，导轨电阻不计．两金属棒MN 、P Q 垂直导轨放置，与导轨接触良好．两棒质量22PQ MN m m m ==，电阻22PQ MN R R R ==，整个装置处在垂直导轨向上的磁感应强度为B 的匀强磁场中，金属棒MN 在平行于导轨向上的拉力，作用下沿导轨以速度υ向上匀速运动，P Q 棒恰好以速度υ向下匀速运动．则：（）A ．MN 中电流方向是由N 到MB ．匀速运动的速度υ的大小是22sin mgR B L θC ．在MN 、P Q 都匀速运动的过程中，3sin F mg θ=D ．在MN 、P Q 都匀速运动的过程中，2sin F mg θ= 【答案】BD【名师点睛】本题考查了求感应电动势、感应电流、求拉力大小、求电功率问题，应用E=BLv 、欧姆定律、电功率公式即可正确解题；要注意基础知识的学习与运用。

江苏省2017高考物理大一轮复习配套检测：第十章电磁感应中的电路和图象问题含答案

特别策划计算题突破(四)——电磁感应中的电路和图象问题一、单项选择题1.(2016·金陵中学)如图所示,平行水平放置的光滑导轨AB、CD相距0.2 m,电阻不计,导轨的左右两端分别接有阻值为1 Ω的电阻R1和R2,金属圆环的直径为0.2 m,电阻为2 Ω,整个装置放在大小为1T、方向竖直向下的匀强磁场中,M、N为圆环与导轨接触的两点.当圆环以速度10 m/s 向右匀速运动时,下列说法中正确的是()A. 导轨中没有电流B. M、N两点的电压为2 VC. M、N两点的电压为1.57 VD. R1的功率为1 W2.如图所示,两光滑平行金属导轨间距为L,直导线MN垂直跨在导轨上,且与导轨接触良好,整个装置处在垂直于纸面向里的匀强磁场中,磁感应强度为B.电容器的电容为C,除电阻R外,导轨和导线的电阻均不计.现给导线MN一初速度,使导线MN向右运动,当电路稳定后,MN以速度v向右做匀速运动时()A. 电容器两端的电压为零B. 电阻两端的电压为BLvC. 电容器所带电荷量为CBLvD. 为保持MN匀速运动,需对其施加的拉力大小为甲3.(2017·南京一中)如图甲所示,两个垂直于纸面的匀强磁场方向相反,磁感应强度的大小均为B,磁场区域的宽度均为a.高度为a的正三角形导线框ABC从图示位置沿x轴正向匀速穿过两磁场区域,以逆时针方向为电流的正方向,在下列图形中能正确描述感应电流i与线框移动距离x关系的是()A BC D4.(2015·海安、南外、金陵三校联考)如图所示,两条平行导轨所在平面与水平地面的夹角为θ,导轨上端接有一平行板电容器,导轨处于方向垂直于导轨平面的匀强磁场中,在导轨上放置一金属棒,导轨及金属棒的电阻不计.t=0时刻,金属棒由静止释放,金属棒沿导轨下滑,在下滑过程中始终保持与导轨垂直并良好接触,若用x、a、E k、E p分别表示金属棒下滑的位移大小、加速度大小、动能和重力势能(以斜面底端所在水平面为零势面),t表示时间,则下列图象能正确描述这一运动过程的是()二、多项选择题5.(2016·启东中学)如图所示,“V”字形金属导轨固定在水平桌面上,其顶角为90°,图中虚线为顶角∠POQ的角平分线,PM和QN导轨平行且间距是L.水平桌面上方存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度为B.一根长度大于L的光滑金属杆放于导轨上的顶点O处.现使金属杆在沿图中虚线的外力作用下以速度v0从O点匀速向右运动并开始计时.金属杆和金属导轨单位长度的电阻均为R0.则()A. 0<t≤时间内,金属杆中电流保持大小不变B. t>后,金属杆中电流大小不变C. t=时,外力的大小是D. t=时,杆受的安培力大小是6.(2016·淮阴中学)在水平光滑绝缘桌面上有一边长为l的正方形线框abcd,被限制在沿ab方向的水平直轨道自由滑动.bc边右侧有一直角三角形匀强磁场区域efg,直角边ef等于l,边ge小于l,ef边平行ab边,磁场方向竖直向下,其俯视图如图所示,线框在水平拉力F作用下向右匀速穿过磁场区,若图示位置为t=0时刻,设逆时针方向为电流的正方向,水平向右的拉力为正.则感应电流i-t和F-t图象正确的是(时间单位为l/v,A、B、C 图线为线段,D为抛物线)A BC D7.(2015·河北衡水联考)如图甲所示,打开电流和电压传感器,将磁铁置于螺线管正上方距海绵垫高为h处静止释放,磁铁穿过螺线管后掉落到海绵垫上并静止.若磁铁下落过程中受到的磁阻力远小于磁铁重力,且不发生转动,不计线圈电阻.图乙是计算机荧屏上显示的UI-t曲线,其中的两个峰值是磁铁刚进入螺线管内部和刚从内部出来时产生的.下列说法中正确的是()A. 若仅增大h,两个峰值间的时间间隔会增大B. 若仅减小h,两个峰值都会减小C. 若仅减小h,两个峰值可能会相等D. 若仅减小滑动变阻器的值,两个峰值都会增大三、非选择题8.(2016·盐城三模)如图所示,正方形线圈MNPQ边长为L,每条边电阻均为R,M、N两点外接阻值为R的灯泡.磁感应强度为B的匀强磁场与MN 边垂直.线圈以角速度ω绕MN匀速转动,当线圈平面转到与磁场方向平行时,求:(1)感应电动势的瞬时值.(2)PQ边受到的安培力.(3)灯泡的瞬时电功率.9.(2016·苏锡常镇二模)流动的海水蕴藏着巨大的能量.如图为一利用海流发电的原理图,用绝缘材料制成一个横截面为矩形的管道,在管道的上、下两个内表面装有两块电阻不计的金属板M、N,板长为a=2 m,宽为b=1 m,板间的距离d=1 m.将管道沿海流方向固定在海水中,在管道中加—个与前后表面垂直的匀强磁场,磁感应强度B=3T.将电阻R=14.75 Ω的航标灯与两金属板连接(图中未画出).海流方向如图,海流速率v=10 m/s,海水的电阻率为ρ=0.5 Ω·m,海流运动中受到管道的阻力为1 N.(1)求发电机的电动势并判断M、N两板哪个板电势高.(2)求管道内海水受到的安培力的大小和方向.(3)求该发电机的电功率及海流通过管道所消耗的总功率.10.(2016·常州一模)如图甲所示,在水平面上固定有长为L=2 m、宽为d=0.5 m的光滑金属“U”形导轨,导轨右端接有R=1 Ω的电阻,在“U”形导轨右侧l=1 m范围内存在垂直纸面向里的匀强磁场,且磁感应强度随时间变化规律如图乙所示.在t=0时刻,质量为m=0.1 kg、内阻r=1 Ω的导体棒ab以v0=1 m/s的初速度从导轨的左端开始向右运动,导轨的电阻忽略不计,取g=10 m/s2.(1)求第一秒内流过ab电流的大小及方向.(2)求ab棒进入磁场瞬间的加速度大小.(3)导体棒最终停止在导轨上,求全过程回路中产生的热量.甲乙特别策划计算题突破(四)——电磁感应中的电路和图象问题1. D【解析】: 由右手定则可知电源由两个电动势并联,即电势E=BLv=2 V,内阻r=0.5 Ω,外电路R1和R2并联电阻R=0.5 Ω,M、N两点的电压U=R=1 V,故A、B、C错误;R1的功率为P==1 W,故D正确.2. C【解析】: 当导线MN匀速向右运动时,导线MN产生的感应电动势恒定,稳定后,电容器既不充电也不放电,无电流产生,故电阻两端没有电压,电容器两极板间的电压为U=E=BLv,所带电荷量Q=CU=CBLv,故A、B错,C对;MN匀速运动时,因无电流而不受安培力,故拉力为零,D错.3. B4. A5.AD【解析】: 0<t≤时间内,电动势E=Blv0=B(2v0t)v0=2Bt,回路电阻R=(2v0t+2v0t),则电流I==,故A正确;t>后,电动势不变,但电阻在增大,金属杆中电流在减小,故B错误;t=时,外力的大小F=F安=BI(2v0t)=,故C错误;t=时,电流I1=,杆受的安培力大小F安=BI1L=,故D正确.6. BD7.BD【解析】: 由于增大h,从开始进入到完全进入螺线管的时间将变小以及从螺线管到完全出来过程时间也是变小的,故A错误;若仅减小h,从开始进入到完全进入螺线管的时间将变大以及从螺线管到完全出来过程时间也是变大的,由法拉第电磁感应定律E=可得磁通量变化量ΔΦ相等,时间变化Δt变大,所以感应电动势E减小,由闭合电路欧姆定律I=可知I 电流也减小,又由于螺线管电阻为零,所以电压表电压U等于电源电动势E,即P=UI=EI将变小,所以B正确;由于从开始到进入螺线管的时间比从螺线管到完全出来过程时间长,所以两个峰值不可能会相等,故C错误;若仅减小滑动变阻器的值,由闭合电路欧姆定律可知I=可知电流I增大,电压表电压U等于电源电动势E不变,即P=UI=EI将变大,故D正确.8.(1)PQ边切割磁感线产生感应电动势E=Blv,v=ωL,E=BL2ω.(2)通过PQ的电流I=,PQ边受到的安培力F=BIL,解得F=.(3)通过灯泡的电流I灯=,灯泡消耗的电功率P=R,解得P=.9.(1)电动势E=Bdv=30 V,M板的电势高.(2)两板间海水的电阻r=ρ=0.25 Ω,回路中的电流I==2 A,磁场对管道内海水的作用力F=BId=6 N,方向向左(与海流流动方向相反).(3)P1=I2(R+r)=60 W,P2=P1+fv=70 W.10.(1)第一秒内磁场随时间均匀变化,由法拉第电磁感应定律有E1===0.5 V,所以流过ab的电流I1==0.25 A,方向为由a流向b.(2)依题意可知,ab棒在1 s末时刻进入磁场(速度仍为v0),此后磁感应强度保持不变.则E2=Bdv0=0.5 V,I2==0.25 A,F=BI2d,由牛顿第二定律,有BI2d=ma,所以a=1.25 m/s2.(3)Q1=(R+r)t1=0.125 J,Q2=m=0.05 J,全过程回路产生的热量Q=Q1+Q2=0.175 J.。

江苏省2017高考物理大一轮复习配套检测：第十章 第2讲 法拉第电磁感应定律 自感 涡流 Word版含答案

物理一轮复习 专题11.2 法拉第电磁感应定律、自感和涡流题精讲深剖

第2节 法拉第电磁感应定律

第十章+第2讲 法拉第电磁感应定律 自感现象+讲义