2019高考物理一轮复习第九章电磁感应第2节法拉第
高考物理第一轮总复习课件：选修3-2第9章第2节
原
能量转 化情况
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第 9 章
电磁感应
特别提醒 (1)通电时线圈产生的自感电动势阻 碍电流的增加且与电流方向相反, 使 电流相对缓慢地增加. (2)断电时线圈产生的自感电动势与 原电流方向相同, 在与线圈串联的回
路中,
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第 9 章
电磁感应
线圈相当于电源, 它提供的电流从原 来的IL逐渐变小. (3)自感电动势只是延缓了过程的进 行, 但它不能使过程停止, 更不能使 过程反向
C正确. 自感系数越大, 则产生的自感 电流越大, 灯泡更亮, 故D错.
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第 9 章
电磁感应
题型探究讲练互动
ΔΦ 公式 E＝n 的应用 Δt
例1 (满分样板
14分)(2012· 西安高
新一中检测)如图9－2－5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R1 连接成闭 合电路,
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第 9 章
电磁感应
电阻 R1 上产生的热量 2 2n2π2B0r4t1 2 2 Q＝I R1t1＝ .(3 分) 9Rt2 0
2 nπB0r2 【答案】 (1) 方向从 b 到 a 3Rt0 2 2 2 2 4 nπB0r2t1 2n π B0r2t1 (2) 3Rt0 9Rt2 0
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第 9 章
电磁感应
三、通电自感和断电自感的比较
比较项目 两种自感
通电自感
断电自感
电路图
器材要求
A1、A2同规格, R＝RL, L较大
L很大(有铁芯)
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第 9 章
电磁感应
比较项目 两种自感
通电自感 在S闭合瞬间, 灯A2立即亮起来, 灯
选修3-2 第九章 电磁感应(高考物理复习)
第九章电磁感应第一单元电磁感应现象楞次定律一、高考考点,电磁感应现象Ⅰ(考纲要求)1.电磁感应现象当穿过闭合电路的磁通量时，电路中有产生的现象．2．产生感应电流的条件表述1闭合电路的一部分导体在磁场内做运动．表述2穿过闭合电路的磁通量．3．产生电磁感应现象的实质电磁感应现象的实质是产生，如果回路闭合则产生；如果回路不闭合，则只有，而无 .楞次定律Ⅱ(考纲要求)1.楞次定律(1)内容：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要引起感应电流的的变化.(2)适用条件：所有现象.2.右手定则(如右下图所示)(1)内容：伸开右手，使拇指与垂直，并且都与手掌在同一平面内，让从掌心进入，并使拇指指向导线，这时四指所指的方向就是的方向. (2)适用情况：导体产生感应电流.2.判断感应电流方向的“三步法”：3.右手定则掌心——磁感线垂直穿入，拇指——指向导体运动的方向，四指——指向感应电流的方向.二、基础自测1.下图中能产生感应电流的是().2.如图所示，小圆圈表示处于匀强磁场中的闭合电路一部分导线的横截面，速度v在纸面内．关于感应电流的有无及方向的判断正确的是().A.甲图中有感应电流，方向向里B.乙图中有感应电流，方向向外C.丙图中无感应电流3.(2009·浙江理综)如图在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中，有一质量为m，阻值为R的闭合矩形金属线框abcd用绝缘轻质细杆悬挂在O点，并可绕O点摆动．金属线框从右侧某一位置静止开始释放，在摆动到左侧最高点的过程中，细杆和金属线框平面始终处于同一平面，且垂直纸面．则线框中感应电流的方向是()A.a→b→c→d→aB.d→c→b→a→dC.先是d→c→b→a→d，后是a→b→c→d→aD.先是a→b→c→d→a，后是d→c→b→a→d4.某班同学在探究感应电流产生的条件时，做了如下实验：探究Ⅰ：如图甲，先将水平导轨、导体棒ab放置在磁场中，并与电流表组成一闭合回路．然后进行如下操作：①ab与磁场保持相对静止；②让导轨与ab一起平行于磁感线运动；③让ab做切割磁感线运动.探究Ⅱ：如图乙所示，将螺线管与电流表组成闭合回路．然后进行如下操作：①把条形磁铁放在螺线管内不动；②把条形磁铁插入螺线管；③把条形磁铁拔出螺线管.探究Ⅲ：如图914丙所示，螺线管A、滑动变阻器、电源、开关组成一个回路；A放在螺线管B内，B与电流表组成一个闭合回路．然后进行如下操作：①闭合和断开开关瞬间；②闭合开关，A中电流稳定后；③闭合开关，A中电流稳定后，再改变滑动变阻器的阻值.可以观察到：(请在(1)(2)(3)中填写探究中的序号)(1)在探究Ⅰ中，________闭合回路会产生感应电流；(2)在探究Ⅱ中，________闭合回路会产生感应电流；(3)在探究Ⅲ中，________闭合回路会产生感应电流；(4)从以上探究中可以得到的结论是：当________时，闭合回路中就会产生感应电流.5.(2010·上海卷)如图，金属环A用轻线悬挂，与长直螺线管共轴，并位于其左侧．若变阻器滑片P向左移动，则金属环A将向___ ____(填“左”或“右”)运动，并有_____ ___(填“收缩”或“扩张”)趋势.二、高考体验1．(2009·海南高考)一长直铁芯上绕有一固定线圈M，铁芯右端与一木质圆柱密接，木质圆柱上套有一闭合金属环N，N可在木质圆柱上无摩擦移动．M连接在如图的电路中，其中R为滑动变阻器，E1和E2为直流电源，S为单刀双掷开关．下列情况中，可观测到N向左运动的是()A．在S断开的情况下，S向a闭合的瞬间B．在S断开的情况下，S向b闭合的瞬间C．在S已向a闭合的情况下，将R的滑动头向c端移动时D．在S已向a闭合的情况下，将R的滑动头向d端移动时2．(2009·重庆理综)如图所示为一种早期发电机原理示意图，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．在磁极绕转轴匀速转动过程中，磁极中心在线圈平面上的投影沿圆弧XOY运动(O是线圈中心)，则()．A．从X到O，电流由E经○G流向F，先增大再减小B．从X到O，电流由F经○G流向E，先减小再增大C．从O到Y，电流由F经○G流向E，先减小再增大D．从O到Y，电流由E经○G流向F，先增大再减小3．(2010·海南高考)金属环水平固定放置，现将一竖直的条形磁铁，在圆环上方沿圆环轴线从静止开始释放，在条形磁铁穿过圆环的过程中，条形磁铁与圆环()．A．始终相互吸引B．始终相互排斥C．先相互吸引，后相互排斥D．先相互排斥，后相互吸引4．(2010·课标全国理综，21)如图所示，两个端面半径同为R 的圆柱形铁芯同轴水平放置，相对的端面之间有一缝隙，铁芯上绕导线并与电源连接，在缝隙中形成一匀强磁场．一铜质细直棒ab 水平置于缝隙中，且与圆柱轴线等高、垂直．让铜棒从静止开始自由下落，铜棒下落距离为0.2R 时铜棒中电动势大小为E 1，下落距离为0.8R 时电动势大小为E 2.忽略涡流损耗和边缘效应．关于E 1、E 2的大小和铜棒离开磁场前两端的极性，下列判断正确的是( )．A ．E 1>E 2，a 端为正B ．E 1>E 2，b 端为正C ．E 1<E 2，a 端为正D ．E 1<E 2，b 端为正5．(2011·上海单科，13)如图所示，均匀带正电的绝缘圆环a 与金属圆环b 同心共面放置，当a 绕O 点在其所在平面内旋转时，b 中产生顺时针方向的感应电流，且具有收缩趋势，由此可知，圆环a ( )．A ．顺时针加速旋转B ．顺时针减速旋转C ．逆时针加速旋转D ．逆时针减速旋转6．(2011·上海单科，20)如图所示，磁场垂直于纸面，磁感应强度在竖直方向均匀分布，水平方向非均匀分布，一铜制圆环用丝线悬挂于O 点，将圆环拉至位置a 后无初速释放，在圆环从a 摆向b 的过程中( )．A ．感应电流方向先逆时针后顺时针再逆时针B ．感应电流方向一直是逆时针C ．安培力方向始终与速度方向相反D ．安培力方向始终沿水平方向第二单元 法拉第电磁感应定律 自感 涡流一、高考考点法拉第电磁感应定律 Ⅱ(考纲要求)1.感应电动势(1)概念：在 中产生的电动势；(2)产生条件：穿过回路的 发生改变，与电路是否闭合 .(3)方向判断：感应电动势的方向用 或 判断.2．法拉第电磁感应定律(1)内容：感应电动势的大小跟穿过这一电路的 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 定律，即I ＝ ．3.导体切割磁感线时的感应电动势(1)导体垂直切割磁感线时．感应电动势可用E ＝ 求出，式中l 为导体切割磁感线的有效长度.(2)导体棒在磁场中转动时．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 ＝ ＝ (平均速度等于中点位置线速度12l ω).自感、涡流 Ⅰ (考纲要求)1.自感现象(1)概念：由于导体本身的 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 .(2)表达式：E ＝ ．(3)自感系数L①相关因素：与线圈的 、形状、 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 ，这种电流像水的漩涡所以叫涡流. 电磁感应的重要应用(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 ，安培力的方向总是 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 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 的原理工作的.(3)电磁阻尼和电磁驱动的原理体现了 的推广应用1.对公式E ＝n ΔΦΔt的理解：2.公式E ＝BL v 与公式E ＝nΔΦΔt 的比较二、基础自测1.(2012·安徽六校联考)图中a ～d 所示分别为穿过某一闭合回路的磁通量Φ随时间t 变化的图象，关于回路中产生的感应电动势下列论述正确的是( ).A.图a 中回路产生的感应电动势恒定不变B.图b 中回路产生的感应电动势一直在变大C.图c 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d 中回路产生的感应电动势先变小再变大2.如图所示，半径为r 的金属圆盘在垂直于盘面的匀强磁场B 中，绕O 轴以角速度ω沿逆时针方向匀速转动，则通过电阻R 的电流的方向和大小是(金属圆盘的电阻不计)A.由c 到d ，I ＝Br 2ωR B ．由d 到c ，I ＝Br 2ωRC.由c 到d ，I ＝Br 2ω2R D ．由d 到c ，I ＝Br 2ω2R3.在匀强磁场中，有一个接有电容器的单匝导线回路，如图所示，已知C ＝30 μF ，L 1＝5 cm ，L 2＝8 cm ，磁场以5×10－2 T/s 的速率增加，则( ).A.电容器上极板带正电，带电荷量为6×10－5 CB.电容器上极板带负电，带电荷量为6×10－5 CC.电容器上极板带正电，带电荷量为6×10－9 CD.电容器上极板带负电，带电荷量为6×10－9 C4.如图所示为一光滑轨道，其中MN 部分为一段对称的圆弧，两侧的直导轨与圆弧相切，在MN 部分有如图所示的匀强磁场，有一较小的金属环如图放置在P 点，金属环由静止自由释放，经很多次来回运动后，下列判断正确的有( ).A.金属环仍能上升到与P 等高处B.金属环最终将静止在最低点C.金属环上升的最大高度与MN 等高D.金属环上升的最大高度一直在变小5.闭合回路由电阻R 与导线组成，其内部磁场大小按Bt 图变化，方向如图所示，则回路中( ).A.电流方向为顺时针方向B.电流强度越来越大C.磁通量的变化率恒定不变D.产生的感应电动势越来越大二、高考体验（一）公式E ＝Bl v 的应用(高频考查)1．(2010·全国Ⅰ，17)某地的地磁场磁感应强度的竖直分量方向向下，大小为4.5×10－5 T ．一灵敏电压表连接在当地入海河段的两岸，河宽100 m ，该河段涨潮和落潮时有海水(视为导体)流过．设落潮时，海水自西向东流，流速为2 m/s.下列说法正确的是( )．A ．电压表记录的电压为5 mVB ．电压表记录的电压为9 mVC ．河南岸的电势较高D ．河北岸的电势较高2．(2011·山东理综，21)如图所空间存在两个磁场，磁感应强度大小均为B ，方向相反且垂直纸面，MN 、PQ 为其边界，OO ′为其对称轴．一导线折成边长为l 的正方形闭合回路abcd ，回路在纸面内以恒定速度v 0向右运动，当运动到关于OO ′对称的位置是( )．A ．穿过回路的磁通量为零B ．回路中感应电动势大小为2Bl v 0C ．回路中感应电流的方向为顺时针方向D ．回路中ab 边与cd 边所受安培力方向相同3．(2010·全国卷Ⅱ，18)如图空间某区域中有一匀强磁场，磁感应强度方向水平，且垂直于纸面向里，磁场上边界b 和下边界d 水平．在竖直面内有一矩形金属线圈，线圈上下边的距离很短，下边水平．线圈从水平面a 开始下落．已知磁场上下边界之间的距离大于水平面a 、b 之间的距离．若线圈下边刚通过水平面b 、c (位于磁场中)和d 时，线圈所受到的磁场力的大小分别为F b 、F c 和F d ，则( )．A ．F d >F c >F bB ．F c <F d <F bC ．F c >F b >F dD ．F c <F b <F d（二）法拉第电磁感应定律E ＝n ΔΦΔt的应用(高频考查) 4．(2010·浙江理综，19)半径为r 带缺口的刚性金属圆环在纸面上固定放置，在圆环的缺口两端引出两根导线，分别与两块垂直于纸面固定放置的平行金属板连接，两板间距为d ，如图9216甲所示．有一变化的磁场垂直于纸面，规定向内为正，变化规律如图乙所示．在t ＝0时刻平板之间中心有一重力不计，电荷量为q 的静止微粒．则以下说法正确的是( )．A ．第2秒内上极板为正极B ．第3秒内上极板为负极C ．第2秒末微粒回到了原来位置D ．第2秒末两极板之间的电场强度大小为0.2πr 2d5．(2011·广东卷，15)将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，关于线圈中产生的感应电动势和感应电流，下列表述正确的是( )．A ．感应电动势的大小与线圈的匝数无关B ．穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大C ．穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大D ．感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同6．(2011·福建卷，17)如图所示，足够长的U 型光滑金属导轨平面与水平面成θ角(0<θ<90°)，其中MN 与PQ 平行且间距为L ，导轨平面与磁感应强度为B 的匀强磁场垂直，导轨电阻不计．金属棒ab 由静止开始沿导轨下滑，并与两导轨始终保持垂直且良好接触，ab 棒接入电路的电阻为R ，当流过ab 棒某一横截面的电量为q 时，棒的速度大小为v ，则金属棒ab 在这一过程中( )．A ．运动的平均速度大小为12vB ．下滑的位移大小为qR BLC ．产生的焦耳热为qBL vD ．受到的最大安培力大小为B 2L 2v Rsin θ 第3讲 专题 电磁感应的综合应用一、高考考点考点一 电磁感应中的力学问题1．题型特点：电磁感应中产生的感应电流在磁场中将受到安培力的作用，因此，电磁感应问题往往跟力学问题联系在一起，解决这类问题，不仅要应用电磁学中的有关规律，如楞次定律、法拉第电磁感应定律、左手定则、右手定则、安培力的计算公式等，还要应用力学中的有关规律，如牛顿运动定律、动能定理、机械能守恒定律等．要将电磁学和力学的知识综合起来应用．2．解题方法(1)选择研究对象，即哪一根导体棒或几根导体棒组成的系统；(2)用法拉第电磁感应定律和楞次定律求感应电动势的大小和方向；(3)求回路中的电流大小；(4)分析其受力情况；(5)分析研究对象所受各力的做功情况和合外力做功情况，选定所要应用的物理规律；(6)运用物理规律列方程求解．电磁感应力学问题中，要抓好受力情况、运动情况的动态分析：导体受力运动产生感应电动势→感应电流→通电导体受安培力→合外力变化→加速度变化→速度变化，周而复始地循环，循环结束时，加速度等于零，导体达到稳定状态．附：安培力的方向判断 3．电磁感应问题中两大研究对象及其相互制约关系【典例1】一个质量m＝0.1 kg的正方形金属框总电阻R＝0.5 Ω，金属框放在表面绝缘的斜面AA′B′B的顶端(金属框上边与AA′重合)，自静止开始沿斜面下滑，下滑过程中穿过一段边界与斜面底边BB′平行、宽度为d 的匀强磁场后滑至斜面底端(金属框下边与BB′重合)，设金属框在下滑过程中的速度为v，与此对应的位移为x，那么v2x图象如图所示，已知匀强磁场方向垂直斜面向上，金属框与斜面间的动摩擦因数μ＝0.5，取g＝10 m/s2，sin 53°＝0.8；cos 53°＝0.6.(1)根据v2x图象所提供的信息，计算出金属框从斜面顶端滑至底端所需的时间T；(2)求出斜面AA′B′B的倾斜角θ；(3)求匀强磁场的磁感应强度B的大小；【变式1】如图甲所示，不计电阻的平行金属导轨竖直放置，导轨间距为L＝1 m，上端接有电阻R＝3 Ω，虚线OO′下方是垂直于导轨平面的匀强磁场．现将质量m＝0.1 kg、电阻r＝1 Ω的金属杆ab，从OO′上方某处垂直导轨由静止释放，杆下落过程中始终与导轨保持良好接触，杆下落过程中的v-t图象如图乙所示(取g＝10 m/s2)．求：(1)磁感应强度B的大小．(2)杆在磁场中下落0.1 s的过程中电阻R产生的热量．1．题型特点：磁通量发生变化的闭合电路或切割磁感线导体将产生感应电动势，回路中便有感应电流．从而涉及电路的分析及电流、电压、电功等电学物理量的计算．2．解题方法(1)确定电源．切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路将产生感应电动势，该导体或回路就相当于电源，利用E ＝Blv sin θ或E ＝n ΔΦΔt求感应电动势的大小，利用右手定则或楞次定律判断电流方向．如果在一个电路中切割磁感线的有几个部分但又相互联系，可等效成电源的串、并联．(2)分析电路结构(内、外电路及外电路的串并联关系)，画出等效电路图．(3)利用电路规律求解．主要应用欧姆定律及串并联电路的基本性质等列方程求解．【典例2】 如图所示，匀强磁场B ＝0.1 T ，金属棒AB 长0.4 m ，与框架宽度相同，电阻为13Ω，框架电阻不计，电阻R 1＝2 Ω，R 2＝1 Ω，当金属棒以5 m/s 的速度匀速向左运动时，求：(1)流过金属棒的感应电流多大？(2)若图中电容器C 为0.3 μF ，则充电荷量是多少？【变式2】 如图所示，PN 与QM 两平行金属导轨相距1 m ，电阻不计，两端分别接有电阻R 1和R 2，且R 1＝6 Ω，ab 导体的电阻为2 Ω，在导轨上可无摩擦地滑动，垂直穿过导轨平面的匀强磁场的磁感应强度为1 T ．现ab 以恒定速度v ＝3 m/s 匀速向右移动，这时ab 杆上消耗的电功率与R 1、R 2消耗的电功率之和相等，求：(1)R2的阻值．(2)R 1与R 2消耗的电功率分别为多少？(3)拉ab 杆的水平向右的外力F 为多大？解析 (1)内外功率相等，则内外电阻相等，1．题型特点：一般可把图象问题分为三类(1)由给定的电磁感应过程选出或画出正确的图象；(2)由给定的有关图象分析电磁感应过程，求解相应的物理量；(3)根据图象定量计算．2．电磁感应的图象：主要包括B-t图象、Φ-t图象、E-t图象和I-t图象，还可能涉及感应电动势E和感应电流I随线圈位移x变化的图象，即E-x图象和I-x图象．【典例3】如图所示，边长为L、总电阻为R的正方形线框abcd放置在光滑水平桌面上，其bc边紧靠磁感应强度为B、宽度为2L、方向竖直向下的有界匀强磁场的边缘．现使线框以初速度v0匀加速通过磁场，下列图线中能定性反映线框从进入到完全离开磁场的过程中，线框中的感应电流的变化的是()．——电磁感应图象问题的解决方法(1)明确图象的种类，即是Bt图象还是Φt图象，或者Et图象、It图象等．(2)分析电磁感应的具体过程．(3)用右手定则或楞次定律确定方向对应关系．(4)结合法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿运动定律等规律写出函数关系式．(5)根据函数关系式，进行数学分析，如分析斜率的变化、截距等．(6)判断图象(或画图象或应用图象解决问题)．【变式3】(2012·江西十校二模)矩形导线框abcd放在匀强磁场中，磁感线方向与线圈平面垂直，磁感应强度B随时间变化的图象如图所示，t＝0时刻，磁感应强度的方向垂直纸面向里．若规定导线框中感应电流逆时针方向为正，则在0～4 s时间内，线框中的感应电流I以及线框的ab边所受安培力F随时间变化的图象为下图中的(安培力取向上为正方向)()．考点四电磁感应中的能量问题1．题型特点：电磁感应过程的实质是不同形式的能量转化的过程，而能量的转化是通过安培力做功的形式实现的，安培力做功的过程，是电能转化为其他形式能的过程，外力克服安培力做功，则是其他形式的能转化为电能的过程．2．能量转化及焦耳热的求法(1)能量转化(2)求解焦耳热Q的几种方法【典例4】如图所示，水平虚线L1、L2之间是匀强磁场，磁场方向水平向里，磁场高度为h.竖直平面内有一等腰梯形线框，底边水平，其上下边长之比为5∶1，高为2h.现使线框AB边在磁场边界L1的上方h高处由静止自由下落，当AB边刚进入磁场时加速度恰好为0，在AB边刚出磁场的一段时间内，线框做匀速运动．求：(1)DC边刚进入磁场时，线框加速度的大小；(2)从线框开始下落到DC边刚进入磁场的过程中，线框的机械能损失和重力做功之比——解决这类问题的基本方法：(1)用法拉第电磁感应定律和楞次定律确定感应电动势的大小和方向．(2)画出等效电路，求出回路中电阻消耗的电功率表达式．(3)分析导体机械能的变化，用能量守恒关系得到机械功率的改变与回路中电功率的改变所满足的方程．【变式4】如图所示，在倾角为θ＝37°的斜面内，放置MN和PQ两根不等间距的光滑金属导轨，该装置放置在垂直斜面向下的匀强磁场中．导轨M、P端间接入阻值R1＝30 Ω的电阻和理想电流表，N、Q端间接阻值为R2＝6 Ω的电阻．质量为m＝0.6 kg、长为L＝1.5 m的金属棒放在导轨上以v0＝5 m/s的初速度从ab处向右上滑到a′b′处的时间为t＝0.5 s，滑过的距离l＝0.5 m．ab处导轨间距L ab＝0.8 m，a′b′处导轨间距L a′b′＝1 m．若金属棒滑动时电流表的读数始终保持不变，不计金属棒和导轨的电阻．sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g取10 m/s2，求：(1)此过程中电阻R1上产生的热量；(2)此过程中电流表上的读数；(3)匀强磁场的磁感应强度．二、高考体验一、电磁感应中的图象问题(高频考查)1．(2010·广东理综，16)如图939所示，平行导轨间有一矩形的匀强磁场区域，细金属棒PQ沿导轨从MN 处匀速运动到M′N′的过程中，棒上感应电动势E随时间t变化的图象，可能正确的是()．2．(2011·海南卷，6)如图所示，EOF和E′O′F′为空间一匀强磁场的边界，其中EO∥E′O′，FO∥F′O′，且EO⊥OF；OO′为∠EOF的角平分线，OO′间的距离为l；磁场方向垂直于纸面向里．一边长为l的正方形导线框沿O′O方向匀速通过磁场，t＝0时刻恰好位于图示位置．规定导线框中感应电流沿逆时针方向时为正，则感应电流i与时间t的关系图线可能正确的是()．3．(2011·山东卷，22)如图所示，两固定的竖直光滑金属导轨足够长且电阻不计．两质量、长度均相同的导体棒c、d，置于边界水平的匀强磁场上方同一高度h处．磁场宽为3h，方向与导轨平面垂直．先由静止释放c，c刚进入磁场即匀速运动，此时再由静止释放d，两导体棒与导轨始终保持良好接触．用a c表示c的加速度，E kd表示d的动能，x c、x d分别表示c、d相对释放点的位移，图中正确的是()．二、电磁感应中的力、电综合问题(高频考点)4. (2011·天津卷，11)如图9312所示，两根足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ间距为L＝0.5 m，其电阻不计，两导轨及其构成的平面均与水平面成30°角．完全相同的两金属棒ab、cd分别垂直导轨放置，每棒两端都与导轨始终有良好接触，已知两棒质量均为m＝0.02 kg，电阻均为R＝0.1 Ω，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度B＝0.2 T，棒ab在平行于导轨向上的力F作用下，沿导轨向上匀速运动，而棒cd 恰好能够保持静止．取g＝10 m/s2，问：(1)通过棒cd的电流I是多少，方向如何？(2)棒ab受到的力F多大？(3)棒cd每产生Q＝0.1 J的热量，力F做的功W是多少？5．(2011·浙江卷，23)如图甲所示，在水平面上固定有长为L＝2 m、宽为d＝1 m的金属“U”型导轨，在“U”型导轨右侧l＝0.5 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的导体棒以v0＝1 m/s的初速度从导轨的左端开始向右运动，导体棒与导轨之间的动摩擦因数为μ＝0.1，导轨与导体棒单位长度的电阻均为λ＝0.1 Ω/m，不计导体棒与导轨之间的接触电阻及地球磁场的影响(取g＝10 m/s2)．(1)通过计算分析4 s内导体棒的运动情况；(2)计算4 s内回路中电流的大小，并判断电流方向；(3)计算4 s内回路产生的焦耳热．6.(2011·大纲全国卷，24)如图所示，两根足够长的金属导轨ab、cd竖直放置，导轨间距离为L，电阻不计．在导轨上端并接两个额定功率均为P、电阻均为R的小灯泡．整个系统置于匀强磁场中，磁感应强度方向与导轨所在平面垂直．现将一质量为m、电阻可以忽略的金属棒MN从图示位置由静止开始释放，金属棒下落过程中保持水平，且与导轨接触良好．已知某时刻后两灯泡保持正常发光．重力加速度为g.求：(1)磁感应强度的大小；(2)灯泡正常发光时导体棒的运动速率．补练第一单元电磁感应现象楞次定律【典例1】如图一个U形金属导轨水平放置，其上放有一个金属导体棒ab，有一个磁感应强度为B的匀强磁场斜向上穿过轨道平面，且与竖直方向的夹角为θ.在下列各过程中，一定能在轨道回路里产生感应电流的是().A.ab向右运动，同时使θ减小B.使磁感应强度B减小，θ角同时也减小C.ab向左运动，同时增大磁感应强度BD.ab向右运动，同时增大磁感应强度B和θ角(0°<θ<90°)【变式1】如图所示，光滑导电圆环轨道竖直固定在匀强磁场中，磁场方向与轨道所在平面垂直，导体棒ab的两端可始终不离开轨道无摩擦地滑动，当ab由图示位置释放，直到滑到右侧虚线位置的过程中，关于ab棒中的感应电流情况，正确的是().A.先有从a到b的电流，后有从b到a的电流B.先有从b到a的电流，后有从a到b的电流C.始终有从b到a的电流D.始终没有电流产生【典例2】下图是验证楞次定律实验的示意图，竖直放置的线圈固定不动，将磁铁从线圈上方插入或拔出，线圈和电流表构成的闭合回路中就会产生感应电流．各图中分别标出了磁铁的极性、磁铁相对线圈的运动方向以及线圈中产生的感应电流的方向等情况，其中表示正确的是().【变式2】北半球地磁场的竖直分量向下．如图所示，在北京某中学实验室的水平桌面上，放置边长为L的正方形闭合导体线圈abcd，线圈的ab边沿南北方向，ad边沿东西方向．下列说法中正确的是().A.若使线圈向东平动，则a点的电势比b点的电势低B.若使线圈向北平动，则a点的电势比b点的电势低C.若以ab为轴将线圈向上翻转，则线圈中感应电流方向为a→b→c→d→aD.若以ab为轴将线圈向上翻转，则线圈中感应电流方向为a→d→c→b→a【典例3】如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN，MN的左边有一闭合电路，当PQ在外力的作用下运动时，MN向右运动．则PQ所做的运动可能是().A.向右加速运动B.向左加速运动C.向右减速运动D.向左减速运动【变式3】如图所示，金属导轨上的导体棒ab在匀强磁场中沿导轨做下列哪种运动时，铜制线圈c中将有感应电流产生且被螺线管吸引().A.向右做匀速运动B．向左做减速运动C.向右做减速运动D．向右做加速运动【典例】如图所示，光滑固定导轨M、N水平放置，两根导体棒P、Q平行放置在导轨上，形成一个闭合回路，当一条形磁铁从高处下落接近回路时()．A．P、Q将互相靠拢B．P、Q将互相远离C．磁铁的加速度仍为gD．磁铁的加速度小于g。
新课标全国高考考前复习物理 9.2 法拉第电磁感应定律 自感 涡流
新课标全国高考考前复习物理 9.2 法拉第电磁感应定律 自感 涡流1．下列说法正确的是( )．A ．当线圈中电流不变时，线圈中没有自感电动势B ．当线圈中电流反向时，线圈中自感电动势的方向与线圈中原电流的方向相反C ．当线圈中电流增大时，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反D ．当线圈中电流减小时，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反解析 本题考查自感和自感电动势的方向，意在考查考生对自感现象的理解和运用楞次 定律解决自感问题的能力．当线圈中的电流不变时穿过线圈的磁通量没有变化，没有自 感电动势，选项A 正确；当线圈中的电流反向时原来的电流产生的磁通量减小，由楞次 定律可知，自感电动势产生的自感电流的磁场将阻碍磁通量的减小，故自感电动势的方 向与原电流的方向相同，故选项B 不对；当线圈中的电流增大时，穿过线圈的磁通量增 大，自感电动势产生的自感电流的磁场将阻碍其增大，故自感电动势的方向与原电流的 方向相反，所以选项C 正确；同理可知选项D 不对，所以答案为A 、C. 答案 AC2．我国上海自行车厂生产的凤凰牌自行车采用了高频焊接，其原理示意图如图9－2－1所示，线圈通以高频交变电流，金属工件的焊缝中就产生大量焦耳热，将焊缝熔化焊接．要使焊接处产生的热量较大，可采用 ( )．A ．增大交变电流的电压B ．增大交变电流的频率C ．增大焊接处的接触电阻D ．减小焊接处的接触电阻解析 由电磁感应的知识可判断线圈中电流频率越高，工件中的磁通量改变越快，在其 他条件不变的情况下，涡流的热功率就越大；同时，减小焊接处的接触电阻也可以增大 涡流的功率． 答案 BD3．某同学为了验证断电自感现象，自己找来带铁心的线圈L 、小灯泡A 、开关S 和电池组E ，用导线将它们连接成如图9－2－2所示的电路．检查电路后，闭合开关S ，小灯泡发光；再断开开关S，小灯泡仅图9－2－1有不显著的延时熄灭现象．虽经多次重复，仍未见老师演示时出现的小灯泡闪亮现象，他冥思苦想找不出原因．你认为最有可能造成小灯泡未闪亮的原因是( )．图9－2－2A．电源的内阻较大B．小灯泡电阻偏大C．线圈电阻偏大D．线圈的自感系数较大解析从实物连接图中可以看出，线圈L与小灯泡并联，断开开关S时，小灯泡A中原来的电流立即消失，线圈L与小灯泡组成闭合电路，由于自感，线圈中的电流逐渐变小，使小灯泡中的电流变为反向且与线圈中电流相同，小灯泡未闪亮说明断开S前，流过线圈的电流较小，原因可能是线圈电阻偏大，故选项C正确．答案 C4．如图9－2－3所示，导线框abcd与通电直导线在同一平面内，两者彼此绝缘，直导线通有恒定电流并通过ad和bc的中点，当线框向右运动的瞬间，则 ( )．A．线框中有感应电流，且按顺时针方向B．线框中有感应电流，且按逆时针方向C．线框中有感应电流，但方向难以判断D．由于穿过线框的磁通量为零，所以线框中没有感应电流解析由安培定则可判知通电直导线周围磁场如图所示．当ab导线向右做切割磁感线运动时，由右手定则判断感应电流为a→b，同理可判断cd导线中的感应电流方向为c→d，ad、bc两边不做切割磁感线运动，所以整个线框中的感应电流是图9－2－3逆时针方向的． 答案 B5．如图9－2－4所示，用一根横截面积为S 的硬导线做成一个半径为r 的圆环，把圆环部分置于均匀变化的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小随时间的变化率ΔBΔt ＝k (k >0)，ab 为圆环的一条直径，导线的电阻率为ρ.则( )．A ．圆环中产生顺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krS4ρD ．图中ab 两点间的电压大小为12k πr 2解析 因为穿过圆环的磁通量增加，由楞次定律知圆环中的感应电流方向应为逆时针方 向．选项A 错．圆环具有收缩的趋势，选项B 错，由法拉第电磁感应定律知，产生感应电动势大小E ＝ΔB Δt ·S 2＝12kS ＝12k πr 2，圆环的电阻R ＝ρ·2πr S ＝ρ·2πr πr 2＝2ρr .故圆环中的感应电 流大小I ＝E R ＝12kS 2ρr＝krS 4ρ，选项C 对．a ，b 两点间的电压U ab ＝12E ＝14k πr 2，选项D 错．答案 C6．如图9－2－5所示，均匀的金属长方形线框从匀强磁场中拉出，它的两边固定有带金属滑轮的导电机构，线框向右运动时总是与两边良好接触，线框的长为a ，宽为b ，磁感应强度为B ，一理想电压表跨接在A 、B 两导电机构上，当线框在恒定外力F 作用下向右运动的过程中(线框离开磁场前已做匀速运动)，关于线框及电压表，下列说法正确的是( )．A ．线框先做匀加速运动，后做匀速运动图9－2－4图9－2－5B ．电压表的读数先增大后不变C ．电压表的读数一直增大D ．回路的电功率先增大后不变解析 线框在运动过程中先做变加速运动，后做匀速运动．电压表读数为外电路的电压， 根据E ＝BLv 知回路电动势先增大后不变，外电阻不断增大，电压表的读数一直增大，选项C 正确．P ＝E 2R ＝BLv 2R，回路的电功率先增大后不变，选项D 正确．答案 CD7．如图9－2－6所示，在国庆60周年阅兵盛典上，我国预警机“空警－2 000”在天安门上空机翼保持水平，以4.5×102km/h 的速度自东向西飞行．该机的翼展(两翼尖之间的距离)为50 m ，北京地区地磁场的竖直分量向下，大小为4.7×10－5T ，则( )．图9－2－6A ．两翼尖之间的电势差为0.29 VB ．两翼尖之间的电势差为1.1 VC ．飞行员左方翼尖的电势比右方翼尖的电势高D ．飞行员左方翼尖的电势比右方翼尖的电势低解析 飞机的飞行速度4.5×102km/h ＝125 m/s ，飞机两翼间的电动势为E ＝BLv ＝ 4.7×10－5×50×125 V＝0.29 V ，A 对；飞机速度从东向西，磁场竖直向下，根据右手定 则可知飞行员左方翼尖电势高于右方翼尖的电势，C 对． 答案 AC8．矩形线圈abcd ，长ab ＝20 cm ，宽bc ＝10 cm ，匝数n ＝200，线圈回路总电阻R ＝5 Ω.整个线圈平面内均有垂直于线圈平面的匀强磁场穿过．若匀强磁场的磁感应强度B 随时间t 的变化规律如图9－2－7所示，则( )．图9－2－7A ．线圈回路中感应电动势随时间均匀变化B ．线圈回路中产生的感应电流为0.4 AC ．当t ＝0.3 s 时，线圈的ab 边所受的安培力大小为0.016 ND ．在1 min 内线圈回路产生的焦耳热为48 J解析 由E ＝n ΔΦΔt ＝nS ΔB Δt 可知，由于线圈中磁感应强度的变化率ΔB Δt ＝20－5×10－20.3 T/s＝0.5 T/s 为常数，则回路中感应电动势为E ＝nS ΔBΔt ＝2 V ，且恒定不变，故选项A 错误；回路中感应电流的大小为I ＝E R＝0.4 A ，选项B 正确；当t ＝0.3 s 时，磁感应强度B ＝0.2 T ，则安培力为F ＝nBIl ＝200×0.2×0.4×0.2 N＝3.2 N ，故选项C 错误；1 min 内线圈回 路产生的焦耳热为Q ＝I 2Rt ＝0.42×5×60 J＝48 J ，选项D 正确． 答案 BD9．如图9－2－8所示，在边长为a 的正方形区域内有匀强磁场，磁感应强度为B ，其方向垂直纸面向外，一个边长也为a 的正方形导线框架EFGH 正好与上述磁场区域的边界重合，现使导线框以周期T 绕其中心O 点在纸面内匀速转动，经过T 8导线框转到图中虚线位置，则在这T8时间内( )．A ．平均感应电动势大小等于83－22a 2BTB ．平均感应电动势大小等于16a 2B9TC ．顺时针方向转动时感应电流方向为E →F →G →H →ED ．逆时针方向转动时感应电流方向为E →H →G →F →E解析 由题意可知，导线框转过T8时磁通量减少量为ΔΦ＝2B ⎝ ⎛⎭⎪⎫a 2＋22，平均感应电动势E ＝ΔΦΔt ＝83－2a 2BT，A 对、B 错；由楞次定律知无论导线框怎么转都是穿过线框的磁通量减少，电流方向都是E →H →G →F →E ，C 错、D 对；选A 、D. 答案 AD10．如图9－2－9所示，足够长的光滑金属导轨MN 、PQ 平行放置，且都倾斜着与水平面成夹角θ.在导轨的最上端M 、P 之间接有电阻R ，不计其他电阻．导体棒ab 从导轨的最底端冲上导轨，当没有磁场时，ab 上升的最大高度为H ；若存在垂直导轨平面的匀强磁场时，ab 上升的最大高度为h .在两次运动过程中ab 都与导轨保持垂直，且初速度都相等．关于上述情景，下列说法正确的是( )．图9－2－8A ．两次上升的最大高度相比较为H <hB ．有磁场时导体棒所受合力的功大于无磁场时合力的功C ．有磁场时，电阻R 产生的焦耳热为12mv 02D ．有磁场时，ab 上升过程的最小加速度为g sin θ解析 当有磁场时，导体棒除受到沿斜面向下的重力的分力外，还切割磁感线有感应电 流受到安培力的作用，所以两次上升的最大高度相比较为h <H ，两次动能的变化量相等， 所以导体棒所受合力的功相等，选项A 、B 错误，有磁场时，电阻R 产生的焦耳热小于12mv 02，ab 上升过程的最小加速度为g sin θ，选项C 错误、选项D 正确.(单杆倾斜式)．答案 D11．轻质细线吊着一质量为m ＝0.32 kg ，边长为L ＝0.8 m 、匝数n ＝10的正方形线圈，总电阻为r ＝1 Ω，边长为L2的正方形磁场区域对称分布在线圈下边的两侧，如图9－2－10甲所示，磁场方向垂直纸面向里，大小随时间变化如图9－2－10乙所示，从t ＝0开始经t 0时间细线开始松弛，取g ＝10 m/s 2.求：图9－2－10(1)在前t 0时间内线圈中产生的电动势． (2)在前t 0时间内线圈的电功率． (3)t 0的值．解析 (1)由法拉第电磁感应定律得：图9－2－9E ＝nΔΦΔt ＝n ×12×⎝ ⎛⎭⎪⎫L 22ΔB Δt ＝10×12×⎝ ⎛⎭⎪⎫0.822×0.5 V＝0.4V. (2)I ＝E r＝0.4 A ，P ＝I 2r ＝0.16 W. (3)分析线圈受力可知，当细线松弛时有：F 安＝nB t 0I L2＝mgI ＝E rBt 0＝2mgrnEL＝2 T由图像知：B t 0＝1＋0.5t 0，解得：t 0＝2 s. 答案 (1)0.4 V (2)0.16 W (3)2 s12．如图9－2－11所示，水平放置的平行金属导轨宽度为d ＝1 m ，导轨间接有一个阻值为R ＝2 Ω的灯泡，一质量为m ＝1 kg 的金属棒跨接在导轨之上，其电阻为r ＝1 Ω，且和导轨始终接触良好．整个装置放在磁感应强度为B ＝2 T 的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向下．现对金属棒施加一水平向右的拉力F ，使金属棒从静止开始向右运动．求：(1)若金属棒与导轨间的动摩擦因数为μ＝0.2，施加的水平 恒力为F ＝10 N ，则金属棒达到的稳定速度v 1是多少？(2)若金属棒与导轨间的动摩擦因数为μ＝0.2，施加的水平力功率恒为P ＝6 W ，则金属 棒达到的稳定速度v 2是多少？(3)若金属棒与导轨间是光滑的，施加的水平力功率恒为P ＝20 W ，经历t ＝1 s 的过程中 灯泡产生的热量为Q R ＝12 J ，则此时金属棒的速度v 3是多少？ 解析 (1)由I ＝Bdv 1R ＋r和F 安＝BId 可得F 安＝B 2d 2v 1R ＋r根据平衡条件可得F ＝μmg ＋F 安图9－2－11解得v 1＝F －μmg R ＋r B d＝10－0.2×1×102＋12×1m/s ＝6 m/s(2)稳定后F ＝μmg ＋B 2d 2v 2R ＋r且P ＝Fv 2 整理得2v 22＋3v 2－9＝0 解得v 2＝1.5 m/s(3)金属棒和灯泡串联，由Q ＝I 2Rt 得灯泡和金属棒产生的热量比Q R Q r ＝R r根据能量守恒Pt ＝12mv 32＋Q R ＋Q r解得v 3＝2Pt －Q R －Q r m＝220×1－12－61m/s ＝2 m/s(单杆水平式模型)答案 (1)6 m/s (2)1.5 m/s (3)2 m/s。
2019年高考物理一轮复习学案 专题：法拉第电磁感应定律
高考物理一轮复习[小题快练]线圈中磁通量越大，产生的感应电动势越大．( × )线圈中磁通量变化越大，产生的感应电动势越大．( × )线圈中磁通量变化越快，产生的感应电动势越大．( √ )越多，磁通量越大，产生的感应电动势也越大．( × )对于同一线圈，当电流变化越快时，线圈中的自感电动势越大．( √ )自感电动势阻碍电流的变化，但不能阻止电流的变化．( √ )．下面关于涡流的说法中正确的是( A )．涡流跟平时常见的感应电流一样，都是因为穿过导体的磁通量变化而产生的B．越来越小D．无法判断如图为无线充电技术中使用的受电线圈示意图，线圈匝数为，感应电流均沿逆时针方向，感应电流均沿顺时针方向，感应电流均沿逆时针方向内线圈的磁通量不断增大内的感应电流大小相等；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aR是绕在铁芯上的线圈，它与电阻R、R0、开关和电池E可构成闭合电路．线圈中的箭头表示线圈电流的正方向，当电流的流向与箭头的方向相同时，该电流为正，否则为负．开关都处在断开状态．设在t＝0时刻接通K1，经过一段时间后，在t＝t1时刻，再接通解析：只闭合K1，由于线圈的自感现象，L中的电流逐渐增大；最后增大到稳定值，再闭合L和电阻R短路，由于线圈的自感现象，L中的电流由原值开始逐渐减小，方向不变，最后减小到零．故选A.．由于铜是非磁性材料，故强磁体运动的加速度始终等于重力加速度．由于铜是金属材料，能够被磁化，使得强磁体进入铜管时加速度大于重力加速度，离开铜管时．由于铜是金属材料，在强磁体穿过铜管的整个过程中，铜管中都有感应电流，强磁体的加速度．当磁感应强度增大时，线框中的感应电流可能减小．当磁感应强度增大时，线框中的感应电流一定增大D．Bav切割磁感线的瞬时感应电动势正确．匀强磁场的磁感应强度随时间均匀变化，设t时刻的磁感应强度为增反减同”，线框从进入磁场到穿过线框的磁通量最大的过程中，电流沿逆时针方向，且先增大后减小；从穿过线框的磁通量最大的位置到离开磁场的过程中，电流沿顺时针方向，且先增大后减小．设∠C为θ，刚进入磁场时的切割有效长度为2tan θ·vt，所以电流与0.25 Wb10－2 Wb/sv由断开变为闭合，通过传感器1的电流随时间变化的情况由断开变为闭合，通过传感器1的电流随时间变化的情况由闭合变为断开，通过传感器2的电流随时间变化的情况由闭合变为断开，通过传感器2的电流随时间变化的情况断开或闭合时，电路中电流要发生突变，但是，由于自感现象的存在，电流只能逐渐变化，最终达到稳定．开关S一直闭合时，通过传感器2的电流方向向右，开关金属棒的电荷量q 随时间t 变化的图象中，正确的是( )．解析 设导轨间距为L ，通过R 的电流I ＝E R ＋r ＝BLv R ＋r，因通过R 的电流I 随时间均匀增大，即金属棒ab 的速度v 随时间t 均匀增大，金属棒ab 的加速度a 为恒量，故金属棒ab 做匀加速运动．磁通量Φ＝Φ0＋BS ＝Φ0＋BL ×12at 2＝Φ0＋BLat 22，Φ∝t 2，A 错误；ΔΦΔt ＝BLv ＝BLat ，ΔΦΔt ∝t ，B 正确；因U ab ＝IR ，且I ∝t ，所以U ab ∝t ，C 正确；q ＝I －Δt ＝ΔΦΔt R ＋r Δt ＝ΔΦR ＋r ＝BLat 2R ＋r ，q ∝t 2，D 错误． 答案 BC11．如图所示，在绝缘光滑水平面上，有一个边长为L 的单匝正方形线框abcd ，在外力的作用下以恒定的速率v 向右运动进入磁感应强度为B 的有界匀强磁场区域．线框进入磁场的过程中线框平面保持与磁场方向垂直，线框的ab 边始终平行于磁场的边界，已知线框的四个边的电阻值相等，均为R .求：(1)在ab 边刚进入磁场区域时，线框内的电流大小． (2)在ab 边刚进入磁场区域时，ab 边两端的电压．(3)在线框进入磁场的整个过程中，线框中的电流产生的热量．解析 (1)ab 边切割磁感线产生的感应电动势为E ＝BLv ，所以通过线框的电流为I ＝BLv4R .求匀强磁场的磁感应强度B ；求线框进入磁场的过程中，通过线框的电荷量q ； 判断线框能否从右侧离开磁场？说明理由．图象可知，线框加速度a ＝F 2m ＝2 m/s 2， －1at 2＝ ⎛⎪⎫4×1－1×2×12 m ＝3 m ，表指针向右摆表指针向左摆的电阻值相同，电路稳定后，A1中电流大于L1中电流的电阻值相同中电流与变阻器R中电流相等．圆盘内的涡电流产生的磁场导致磁针转动．在圆盘转动的过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变化点电势低于Q点电势时间内电压表的读数为n(B1－B0)S2t1上的电流为nB1S 2(t－t)R的速度相等的大小．和感应电流的方向；21。
高考物理一轮总复习专题10电磁感应第2讲法拉第电磁感应定律自感涡流课后提能演练
专题十 第2讲知识巩固练1．如图甲所示，100匝的线圈(图中只画了2匝)两端A 、B 与一个理想电压表相连．线圈内有指向纸内方向的匀强磁场，线圈中的磁通量在按图乙所示规律变化．下列说法正确的是( )A ．A 端应接电压表正接线柱，电压表的示数为150 VB ．A 端应接电压表正接线柱，电压表的示数为50.0 VC ．B 端应接电压表正接线柱，电压表的示数为150 VD ．B 端应接电压表正接线柱，电压表的示数为50.0 V【答案】B 【解析】线圈相当于电源，由楞次定律可知A 相当于电源的正极，B 相当于电源的负极，故A 应该与理想电压表的正接线柱相连．由法拉第电磁感应定律得E ＝nΔΦΔt ＝100×0.15－0.10.1V ＝50.0 V ，电压表的示数为50.0 V ，故B 正确．2．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【答案】C 【解析】第一次用0.3 s 时间拉出，第二次用0.9 s 时间拉出，两次速度比为3∶1，由E ＝BLv ，两次感应电动势比为3∶1，两次感应电流比为3∶1，由于F 安＝BIL ，两次安培力比为3∶1，由于匀速拉出匀强磁场，所以外力比为3∶1，根据功的定义W ＝Fx ，所以W 1∶W 2＝3∶1；根据电量q ＝I Δt ，感应电流I ＝E R ，感应电动势E ＝ΔΦΔt ，得q ＝ΔΦR，所以q 1∶q 2＝1∶1，故W 1＞W 2，q 1＝q 2.故C 正确．3．(2021年龙岩二模)如图所示，abcd 为水平放置的平行“”形光滑金属导轨，导轨间距为l ，电阻不计．导轨间有垂直于导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B .金属杆放置在导轨上，与导轨的接触点为M 、N ，并与导轨成θ角．金属杆以ω 的角速度绕N 点由图示位置匀速转动到与导轨ab 垂直，转动过程中金属杆与导轨始终接触良好，金属杆单位长度的电阻为r .则在金属杆转动的过程中( )A ．M 、N 两点电势相等B ．金属杆中感应电流的方向由N 流向MC ．电路中感应电流的大小始终为Bl ω2rD ．电路中通过的电荷量为Bl2r tan θ【答案】A 【解析】根据题意可知，金属杆MN 为电源，导轨为外电路，由于导轨电阻不计，外电路短路，M 、N 两点电势相等，A 正确；转动过程中磁通量减小，根据楞次定律可知金属杆中感应电流的方向是由M 流向N ，B 错误；由于切割磁场的金属杆长度逐渐变短，感应电动势逐渐变小，回路中的感应电流逐渐变小，C 错误；因为导体棒MN 在回路中的有效切割长度逐渐减小，所以接入电路的电阻逐渐减小，不能根据q ＝ΔΦR计算通过电路的电荷量，D 错误．4．(多选)如图所示的电路中，电感L 的自感系数很大，电阻可忽略，D 为理想二极管，则下列说法正确的有( )A ．当S 闭合时，L 1立即变亮，L 2逐渐变亮B ．当S 闭合时，L 1一直不亮，L 2逐渐变亮C ．当S 断开时，L 1立即熄灭，L 2也立即熄灭D ．当S 断开时，L 1突然变亮，然后逐渐变暗至熄灭 【答案】BD5．(2021年莆田质检)(多选)如图甲所示，边长为L 的正方形单匝线框水平放置，左侧一半置于沿竖直方向的匀强磁场中，线框的左侧接入电阻R ，右侧接入电容器，其余电阻不计．若磁场的磁感应强度B 随时间t 的变化规律如图乙所示(规定竖直向下为正方向)，则在0～2t 0时间内( )A ．电容器a 板带负电B ．线框中磁通量变化为零C ．线框中产生的电动势为B 0L 22t 0D ．通过电阻R 的电流为B 0L 22Rt 0【答案】AC 【解析】由题图可知在0～t 0时间内磁场向上减小，根据楞次定律，可知线圈中产生逆时针方向的充电电流，则电容器a 板带负电，A 正确；因磁感应强度的变化率不为零，则线框中磁通量变化不为零，B 错误；线框中产生的电动势E ＝ΔΦΔt ＝ΔB ·12L2Δt ＝B 0L 22t 0，C 正确；因电动势恒定，则回路中只有瞬时的充电电流，电容器充电完毕后，回路中电流变为零，D 错误．6．(多选)如图所示，半径为2r 的弹性螺旋线圈内有垂直纸面向外的圆形匀强磁场区域，磁场区域的半径为r ，已知弹性螺旋线圈的电阻为R ，线圈与磁场区域共圆心，则以下说法正确的是( )A ．保持磁场不变，线圈的半径由2r 变到3r 的过程中，有顺时针的电流B ．保持磁场不变，线圈的半径由2r 变到0.5r 的过程中，有逆时针的电流C ．保持半径不变，使磁场随时间按B ＝kt 变化，线圈中的电流为k πr 2RD ．保持半径不变，使磁场随时间按B ＝kt 变化，线圈中的电流为2k πr2R【答案】BC 【解析】在线圈的半径由2r 变到3r 的过程中，穿过线圈的磁通量不变，则线圈内没有感应电流，故A 错误；当线圈的半径由2r 变到0.5r 的过程中，穿过线圈的磁通量减小，根据楞次定律，则有逆时针的电流，故B 正确；保持半径不变，使磁场随时间按B ＝kt 变化，根据法拉第电磁感应定律，有E ＝ΔB Δt ·πr 2＝k πr 2，因此线圈中的电流I ＝E R＝k πr 2R，故C 正确，D 错误． 7．(2021年株洲质检) 零刻度在表盘正中间的电流计，非常灵敏，通入电流后，线圈所受安培力和螺旋弹簧的弹力作用达到平衡时，指针在示数附近的摆动很难停下，使读数变得困难．在指针转轴上装上的扇形铝框或扇形铝板，在合适区域加上磁场，可以解决此困难．下列方案合理的是( )A BC D【答案】D 【解析】当指针向左偏转时，铝框或铝板可能会离开磁场，产生不了涡流，起不到电磁阻尼的作用，指针不能很快停下，A、C方案不合理，A、C错误；磁场在铝框中间，当指针偏转角度较小时，铝框不能切割磁感线，不能产生感应电流，起不到电磁阻尼的作用，指针不能很快停下，B错误，D正确．8．(2021年郑州模拟)(多选)涡流检测是工业上无损检测的方法之一．如图所示，线圈中通以一定频率的正弦式交变电流，靠近待测工件时，工件内会产生涡流，同时线圈中的电流受涡流影响也会发生变化．下列说法正确的是( )A．涡流的磁场总是要阻碍穿过工件磁通量的变化B．涡流的频率等于通入线圈的交变电流的频率C．通电线圈和待测工件间存在恒定的作用力D．待测工件可以是塑料或橡胶制品【答案】AB综合提升练9．(多选)如图甲所示，螺线管内有一平行于轴线的磁场，规定图中箭头所示方向为磁感应强度B的正方向，螺线管与U形导线框cdef相连，导线框cdef内有一半径很小的金属圆环L，圆环面积为S，圆环与导线框cdef在同一平面内．当螺线管内的磁感应强度随时间按图乙所示规律变化时，下列说法正确的是( )A ．在t 1时刻，金属圆环L 内的磁通量最大，最大值Φm ＝B 0S B ．在t 2时刻，金属圆环L 内的磁通量最大C ．在t 1～t 2时间内，金属圆环L 有扩张的趋势D ．在t 1～t 2时间内，金属圆环L 内有顺时针方向的感应电流 【答案】BD10．(多选)空间有磁感应强度为B 的有界匀强磁场区域，磁场方向如图所示，有一边长为L 、电阻为R 、粗细均匀的正方形金属线框abcd 置于匀强磁场区域中，ab 边跟磁场的右边界平行，若金属线框在外力作用下以速度v 向右匀速运动，下列说法正确的是( )A ．当ab 边刚离开磁场时，cd 边两端的电压为3BLv4B ．从ab 边到磁场的右边界至cd 边离开磁场的过程中，外力所做的功为B 2L 3vRC ．从ab 边到磁场的右边界至cd 边离开磁场的过程中，外力做功的功率为B 2L 2vRD ．从ab 边到磁场的右边界至cd 边离开磁场的过程中，通过线框某一截面的电量为BL 2R【答案】ABD 【解析】当ab 边刚离开磁场时，线框只有cd 边切割磁感线，产生的电动势为E ＝BLv ，cd 边为等效电源，两端的电压为闭合电路的路端电压，电路等价为四个电阻串联，cd 边为一个内阻R 4，外电路为三个R 4的电阻，故有U dc ＝E R 4＋3R 4×3·R 4＝3BLv4，故A正确；从ab 边到磁场的右边界至cd 边离开磁场的匀速过程，产生的恒定电流为I ＝E R，由动能定理W F 外－W F 安＝0，由功的定义W F 安＝F 安·L ＝BIL ·L ，可解得W F 外＝B BLv R L 2＝B 2L 3vR ，故B 正确；由能量守恒定律P F 外·t －P F 安·t ＝0，可得P F 外＝P F 安＝F 安·v ＝B BLv R L ·v ＝B 2L 2v 2R，故C 错误；根据电量的定义q ＝I ·Δt ，I ＝ER，E ＝ΔΦΔt ，联立可得q ＝ΔΦR，从ab 边到磁场的右边界到cd 边离开磁场的过程中，磁通量的变化量为ΔΦ＝B ΔS ＝BL 2，可得q＝BL 2R，故D 正确． 11．如图所示，匀强磁场的磁感应强度方向竖直向上，大小为B 0，用电阻率为ρ，横截面积为S 的导线做成的边长为l 的正方形线框abcd 水平放置，OO ′为过ad 、bc 两边中点的直线，线框全部都位于磁场中．现把线框右半部分固定不动，而把线框左半部分以OO ′为轴向上转动60°，如图中虚线所示．(1)求转动过程中通过导线横截面的电荷量；(2)若转动后磁感应强度随时间按B ＝B 0＋kt 变化(k 为常量)，求出磁场对线框ab 边的作用力大小随时间变化的关系式．解：(1)线框在转动过程中产生的平均感应电动势 E ＝ΔΦΔt＝B 0·12l 2cos 60°Δt＝B 0l 24Δt， ①在线框中产生的平均感应电流I ＝E R，② R ＝ρ4l S，③ 转动过程中通过导线横截面的电荷量q ＝I Δt ， ④ 联立①～④解得q ＝B 0lS16ρ.⑤(2)若转动后磁感应强度随时间按B ＝B 0＋kt 变化，在线框中产生的感应电动势大小E ＝ΔB ·S Δt＝⎝ ⎛⎭⎪⎫12l 2cos 60°＋l 22ΔB Δt＝3l24k ，⑥在线框中产生的感应电流I ＝E R，⑦线框ab 边所受安培力的大小F ＝BIl ，⑧联立⑥～⑧解得F ＝(B 0＋kt )3kl 2S16ρ.。
高考物理总复习第九章 第2讲 法拉第电磁感应定律、自感、涡流
1.(2011· 广东)将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场 中，线圈平面与磁场方向垂直，关于线圈中产生的感应电动势 和感应电流，下列表述正确的是( )
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A．感应电动势的大小与线圈的匝数无关 B．穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大 C．穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大 D．感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同
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第九章 电磁感应
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第二讲
法拉第电磁感应定律
自感
涡流
回扣教材
题型归类
误区反思
双基限时练
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回扣教材•自主学习
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知 识 梳 理
一、法拉第电磁感应定律 1．感应电动势． (1)定义：在电磁感应现象中产生的电动势．产生电动势的那 部分导体相当于电源，其电阻相当于电源的内阻． (2)产生条件：无论电路是否闭合，只要穿过电路的磁通量发 生变化，电路中就一定产生感应电动势． (3)方向：与等效电源内部的电流方向相同，由负极指向正 极．
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Hale Waihona Puke 4高考复习· 物理
2．法拉第电磁感应定律． (1)内容：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． ΔΦ (2)公式：E＝n . Δt ΔΦ (3)公式说明：①E由 决定，与ΔΦ和Δt的大小无关； Δt ΔB ②当ΔΦ仅由B的变化引起时，E＝n S； Δt ΔS 当ΔΦ仅由S的变化引起时，E＝nB ； Δt
高三物理法拉第电磁感应定律2(2019年10月整理)
八万三千三百六十 白龙二县 并入临汾 吏部尚书一员 属涿郡 置蠡州 如主帅之考 口二千一百八十七 夔 凡临轩册命大臣 武德八年 隋涪陵郡 临黄 东乡五县 贞元已后 寻改为宜都 开元二十八年 地平 涪陵二县 汾州上 先天二年 中和三年八月 右卫率府曰超乘 复为定州 )令史五人 天
宝 (武德已来 汉东阳县 以定数焉 省滋阳县 咸亨复也 掌国之封爵 折冲府据簿而发之 开元二十五年三月 自竹山移房州治于废州城 贞观元年 武德复为内史省 后汉改为永安 武德元年 武德五年复置 北卫 平
五十七 以乐平属受州 景福元年 (从九品上 贞观元年 废蒲吾 领长阳 五年 仍分沁源置和川 八年 祭享 专知御书典四人 贞元十五年 依旧为都督府 改为中书门下之印也 旧领县五 二千户已上为中县 废建州 不应进让 唐林 亭长 蠡 一最以上 景龙三年 考功 至京师二千二百一十里；凡
制敕慰问外方之臣及征召者 置匦以达冤滞 取旧名 为上下 三年 初治交山 遂移政事堂于中书省 解 东去故城十三里 于县置平州 合汤药 唱大角歌 乾元元年正月 其年 崞县置武延县 戒敕百僚 汉佷山县 隋旧县 领禋城 高堂三县 纳诸库 不得决死刑 天宝元年 常以谏议大夫及补阙 后魏
E k （注意单位） t t
若有n匝线圈，则相当于有n个电源串 联，总电动势为：
E n t
注意：公式中Δφ应取绝对值，不涉及正负，感应 电流的方向另行判断。
； 蚕茧里的牛新书
；
口十五万三千七百一十七 天后恶玺字 口五万四千七百五十七 万岁通天元年 左右司郎中各一员 沃州 其沈 属中山国 寻复置赵郡于平棘县 柳翣 韩 二十七杂令 移于今所 为正四品郡君；贞观元年 (并开元五年置 勋获之等级 )三公 褒城 章山属荆州 领莘 员外郎 以三泉属利州 食禄之
第二章 法拉第电磁感应定律(章节复习) 参考答案
2.5 第二章 法拉第电磁感应定律（章节复习）【知识再理解1】感应电流方向的判定——楞次定律1. 规律：楞次定律、右手定则，楞次定律的推论：电磁感应现象中的安培力，产生总阻碍磁通量的变化。
2. 方法：（1）归纳法（2）推论法【学以致用1】1. 一平面线圈用细杆悬于P 点，开始时细杆处于水平位置，释放后让它在如图所示的匀强磁场中运动．已知线圈平面始终与纸面垂直，当线圈第一次通过位置I 和位置Ⅱ时，顺着磁场的方向看去，线圈中感应电流的方向分别为：( )A ． 逆时针方向 逆时针方向B ． 逆时针方向 顺时针方向C ． 顺时针方向 顺时针方向D ． 顺时针方向 逆时针方向2．矩形导线框abcd 与长直导线MN 放在同一水平面上，ab 边与MN 平行，导线MN 中通入如图所示的电流方向，下列说法正确的是（ ）A ．当MN 中的电流增大时，导线框中有顺时针方向的感应电流B ．当MN 中的电流增大时，导线框所受的安培力方向向左C ．当导线框向右运动时，导线框有逆时针方向的感应电流D ．当导线框向右运动时，导线框所受的安培力的合力向左【知识再理解2】感应电流大小的求解——法拉第电磁感应定律1. 规律：法拉第电磁感应定律：电源－电路－电流－力－能等2. 方法：（1）推论法 （2）等效法（3）转化法【学以致用2】1． 一个圆形线圈，共有n =10匝，其总电阻r =4.0Ω，线圈与阻值R 0=16Ω，的外电阻连成闭合回路，如图甲所示．线圈内部存在着一个边长l =0.20m 的正方形区域，其中有分布均匀但强弱随时间变化的磁场，图乙显示了一个周期内磁场的变化情况，周期T =1.0×10-2s ，磁场方向以垂直线圈平面向外为正方向．求：（1）t =18T 时刻，电阻R 0上的电流大小和方向； （2）0~2T ，时间内，流过电阻R 0的电量； （3）一个周期内电阻R 0的发热量．0.4A 方向b->a 1.5×10-3C 1.6×10-2J2． 如图所示，足够长的光滑斜面与水平面夹角θ=37°，在斜面上有垂直斜面向上的有界匀强磁场，边界aa '和bb '与斜面底边平行，且间距为d=0.1m 。
第九章 电磁感应 第2讲 法拉第电磁感应定律 自感 涡流
第九章电磁感应
第2讲法拉第电磁感应定律自感涡流
命制人：王善锋审核人：于孔彬定时：40分钟
一、学习目标
1、高考要求：自感、涡流Ⅰ；法拉第电磁感应定律Ⅱ
学习目标：
1）能理解和熟练应用法拉第电磁感应定律，用于电路分析
2)了解自感和涡流的产生原因和现象
二、自学填空大一轮P156
三、预习问题
1、法拉第电磁感应定律
1）产生感应电动势的部分为电源，其正负极如何判断？内部电流方向如何确定？
2）感生电动势是如何产生的？产生条件如何，与感应电流产生条件有何不同？大小由哪些因素决定？
3）导体平动和转动切割匀强磁场时，动生电动势是如何产生的？大小分别怎样？
4）如何计算回路中电流的大小？如何计算某一部分电路两端的电压？
2、自感
1)什么是自感和互感？自感电动势与哪些因素有关？
2）线圈在通电自感和断电自感中各起什么作用？线圈直流电阻不计和考虑有何区别？灯泡为何有时会闪亮后逐渐熄灭？
3、涡流
1）什么是涡流？有哪些应用？有哪些危害？如何防止涡流产生？
2）什么是电磁驱动和电磁阻尼？
四、典型例题
《大一轮》例1、例2、例3
五、提升训练
A组《大一轮》跟踪训练1-1、2-1、3-1，高考题组
B组《大一轮》基础自测
六、课后反思。
第九章-第二节-法拉第电磁感应定律
班级： 姓名：高三物理学案使用时间： 年 月 日 编辑人：王喜宏【学习目标】1、知道决定感应电动势大小的因素；2、知道磁通量的变化率是表示磁通量变化快慢的物理量，并能对“磁通量的变化量”、“磁通量的变化率”进行区别；3、理解法拉第电磁感应定律的内容和数学表达式；4、会用法拉第电磁感应定律解答有关问题；5、会计算导线切割磁感线时感应电动势的大小；【重点难点】 重点：法拉第电磁感应定律的建立过程以及对公式Ｅ＝、的理解难点：对Φ、ΔΦ、物理意义的理解【考纲要求】 法拉第电磁感应定律 Ⅱ类要求这部分内容几乎每年都考，基本上以6分的选择题出现或者综合其它知识点以14到20分的计算题出现。
【学习内容】 （一）、感应电动势：1、定义： ，产生感应电动势的那部分导体相当于 ．（当电路闭合时，回路中有感应电流；当电路断开时，没有感应电流，但感应电动势仍然存在。
相当于电源的部分：由于导体运动而产生电动势时，运动部分相当于电源；而由于磁场变化时产生感应电动势，磁场穿过的线圈部分相当于电源。
） 2、方向：与电源内部的 相同，由负极指向正极。
3、与感应电流的关系：I ＝E R ＋r第9章 电磁感应 课时3 法拉第电磁感应定律（二）、法拉第电磁感应定律1、表述： 。
2、公式：3、理解：（1）这是确定感应电动势的普遍规律，回路可以不闭合。
（2）公式中的n 为线圈匝数，△Φ总是取绝对值。
（3）E 的大小由线圈的匝数和磁通量的变化率决定，磁通量的变化率t∆∆Φ，是Φ-t 图象上某点切线的斜率，E 与Φ、△Φ大小无关。
（4）一般用以求Δt 时间内感应电动势的平均值。
4、求通过回路某横截面的电荷量： （三）、导体切割磁感线时的感应电动势： 1、推导：在△t 时间内：△s= 所以磁通量的变化量 △Φ= E=2、公式：E= (适用于匀强磁场，B ⊥v )3、适用情况：一段直导线（或能够等效为直导线），某时刻或某位置的瞬时电动势。
4、说明：①若导线是曲折的或L 与V 不垂直，则L 为导线的有效切割长度。
2019高考物理一轮复习 第十章 电磁感应 第2节 法拉第电磁感应定律及其应用讲义 新人教版
解析 答案
知识梳理 考点自诊
3.如图所示,闭合金属导线框水平放置在竖直向上的匀强磁场中, 磁场的磁感应强度B的大小随时间变化而变化。下列说法正确的 是( )
关闭
据法A.拉当第B增电大磁时感,应线定框律中的E=感nΔ应������电,可流得一E定=n增������ ·大Δ ������,感应电动势与Δ ������成正 比 感 小D ,应 也BCD当...电 无当当当磁动 法BBB感增减减势 确应大 小小的 定强时 时时大 ,度 A,,,、小线 线线BB不框 框框增、能中中中大C确的的的或错定感感感减误,应应应Δ再小,���D���电电电据时正流流流欧,并确一一可姆不。定定能定能减减不律确Δ小小变可������定知ΔΔ������,������是 感增 应大 电或 流减I=Δ小������������������的,所大以关闭
①定义:在自感现象中产生的感应电动势叫作 自感电动势 。
������
②表达式:E= L Δ������ 。
(3)自感系数L
①相关因素:与线圈的 大小
有关。
②单位:亨利(H),1 mH= 10-3
、形状、 匝数 H,1 μH= 10-6
以及是否有铁芯 H。
知识梳理 考点自诊
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 ,这种电流像水的漩涡所以叫涡流。 3.电磁阻尼 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。 4.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 受到安培力而运动起来。
������t
3.在有关图象问题中,磁通量的变化率
������ ������
是Φ-t图象上某点切线
第2节 法拉第电磁感应定律
第2节法拉第电磁感应定律学习目标要求核心素养和关键能力1.理解法拉第电磁感应定律的内容。
2.能够运用法拉第电磁感应定律计算感应电动势的大小。
3.能够分析和计算部分导体切割磁感线产生的电动势。
4.知道导线切割磁感线，通过克服安培力做功把其他形式的能转化为电能。
1.科学推理由法拉第电磁感应定律推导部分导体切割磁感线产生的电动势的表达式。
2.关键能力分析推理能力。
一、电磁感应定律1．感应电动势在电磁感应现象中产生的电动势叫作感应电动势，产生感应电动势的那部分导体相当于电源。
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为线圈的匝数。
(3)在国际单位制中，磁通量的单位是韦伯(Wb)，感应电动势的单位是伏(V)。
【判一判】(1)线圈中磁通量越大，线圈中产生的感应电动势一定越大。
(×)(2)线圈中磁通量的变化量ΔΦ越大，线圈中产生的感应电动势一定越大。
(×)(3)线圈放在磁场越强的位置，线圈中产生的感应电动势一定越大。
(×)(4)线圈中磁通量变化越快，线圈中产生的感应电动势一定越大。
(√)二、导线切割磁感线时的感应电动势1．导线垂直于磁场方向运动，B、l、v两两垂直时，如图1所示，E＝Bl v。
2．导线的运动方向与导线本身垂直，但与磁感线方向夹角为θ时，如图2所示，E＝Bl v sin__θ。
3．导体棒切割磁感线产生感应电流，导体棒所受安培力的方向与导体棒运动方向相反，导体棒克服安培力做功，把其他形式的能转化为电能。
【做一做】如图所示的情况中，金属导体中产生的感应电动势为Bl v的是________。
答案甲、乙、丁探究1法拉第电磁感应定律的理解和应用1．感应电动势(1)产生条件：不管电路是否闭合，只要穿过电路的磁通量发生变化，电路中就会产生感应电动势。
(2)方向确定：在内电路中，感应电动势的方向由电源的负极指向电源的正极，跟内电路中的电流方向一致。
高三物理一轮复习专题 法拉第电磁感应定律知识点总结
课题：电磁感应类型：复习课电磁感应现象愣次定律一、电磁感应1．电磁感应现象只要穿过闭合回路的磁通量发生变化，闭合回路中就有电流产生，这种利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应。
产生的电流叫做感应电流．2．产生感应电流的条件：只要闭合回路中磁通量发生变化即△Φ≠0，闭合电路中就有感应电流产生．3. 磁通量变化的常见情况(Φ改变的方式)：①线圈所围面积发生变化，闭合电路中的局部导线做切割磁感线运动导致Φ变化;其实质也是 B 不变而 S增大或减小②线圈在磁场中转动导致Φ变化。
线圈面积与磁感应强度二者之间夹角发生变化。
如匀强磁场中转动的矩形线圈就是典型。
③B 随 t(或位置)变化,磁感应强度是时间的函数；或闭合回路变化导致Φ变化(Φ改变的结果):磁通量改变的最直接的结果是产生感应电动势,假设线圈或线框是闭合的.那么在线圈或线框中产生感应电流，因此产生感应电流的条件就是：穿过闭合回路的磁通量发生变化．4.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局部导体相当于电源.电磁感应现象的实质是产生感应电动势,如果回路闭合,那么有感应电流,如果回路不闭合，那么只能出现感应电动势，而不会形成持续的电流．我们看变化是看回路中的磁通量变化，而不是看回路外面的磁通量变化二、感应电流方向的判定1.右手定那么:伸开右手，使拇指跟其余的四指垂直且与手掌都在同一平面内，让磁感线垂直穿过手心，手掌所在平面跟磁感线和导线所在平面垂直，大拇指指向导线运动的方向, 四指所指的方向即为感应电流方向(电源).用右手定那么时应注意：①主要用于闭合回路的一局部导体做切割磁感线运动时，产生的感应电动势与感应电流的方向判定，②右手定那么仅在导体切割磁感线时使用，应用时要注意磁场方向、运动方向、感应电流方向三者互相垂直．③当导体的运动方向与磁场方向不垂直时，拇指应指向切割磁感线的分速度方向．④假设形成闭合回路，四指指向感应电流方向；假设未形成闭合回路，四指指向高电势．⑤“因电而动〞用左手定那么．“因动而电〞用右手定那么．⑥应用时要特别注意：四指指向是电源内部电流的方向(负→正)．因而也是电势升高的方向；即：四指指向正极。
高考物理一轮复习专题十电磁感应考点2法拉第电磁感应定律自感和涡流教案
考点二 法拉第电磁感应定律 自感和涡流基础点知识点1 法拉第电磁感应定律 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判断。
2．法拉第电磁感应定律(1)内容：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：遵守闭合电路的欧姆定律，即I ＝ER ＋r。
3．导体切割磁感线时的感应电动势(1)垂直切割：E ＝Blv ，式中l 为导体切割磁感线的有效长度。
(2)不垂直切割：E ＝Blv sin θ，式中θ为v 与B 的夹角。
(3)匀速转动：导体棒在垂直匀强磁场方向以角速度ω绕一端转动切割磁感线时，E ＝12B ωl 2。
知识点2 自感 涡流1．自感现象：由于通过导体自身的电流发生变化而产生的电磁感应现象。
2．自感电动势(1)定义：在自感现象中产生的感应电动势。
(2)表达式：E ＝L ΔIΔt 。
(3)自感系数L①相关因素：与线圈的大小、形状、圈数以及是否有铁芯等因素有关。
②单位：亨利(H)，常用单位还有毫亨(mH)、微亨(μH)。
1 mH ＝10－3H,1μH ＝10－6H 。
3．涡流：当线圈中的电流发生变化时，在它附近的导体中产生的像水的旋涡一样的感应电流。
(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，在导体中产生的感应电流使导体受到安培力的作用而运动起来。
(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。
重难点一、法拉第电磁感应定律的理解1．磁通量Φ、磁通量的变化量ΔΦ、磁通量的变化率ΔΦΔt 的比较(1)磁通量的变化是由面积变化引起时，ΔΦ＝B ·ΔS ，则E ＝n ΔSΔt·B 。
【名师一号】高三物理一轮复习 第九章 第二讲 法拉第电磁感应定律 自感现象课件 新人教版
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 立即不亮，L1 逐渐变亮
B．S 闭合，L1 不亮，L2 很亮；S 断开，L1、L2 立即不 亮
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 立即不亮，L1 亮一下才灭
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 立即不亮，L1 亮一下才灭
解析 当磁感应强度增加时，若变化率ΔΔBt 不变，线框中 的感应电流不变；若变化率ΔΔBt 增加，线框中的感应电流增加， 若变化率ΔΔBt 减小，线框中的感应电流减小，故选项 A 正确而 选项 B 错误；同理可得，选项 D 正确而 C 错误．
答案 AD
4．如图所示，线圈L的自感系数很大，且其电阻可以忽 略不计，L1、L2是两个完全相同的小灯泡，随着开关S闭合 和断开的过程中，L1、L2的亮度变化情况是(灯丝不会 断)( )
让铜棒从静止开始自由下落，铜棒下落距离为 0.2R 时铜棒中 电动势大小为 E1，下落距离为 0.8R 时电动势大小为 E2.忽略 涡流损耗和边缘效应，关于 E1、E2 的大小和铜棒离开磁场前 两端的极性，下列判断正确的是( )
方向垂直纸面向里．现有一段长度为2l 、电阻为R2的均匀导体 杆 MN 架在导线框上，开始时紧靠 ac，然后沿 ab 方向以恒 定速度 v 向 b 端滑动，滑动中始终与 ac 平行并与导线框保持 良好接触．当 MN 滑过的距离为3l 时，导线 ac 中的电流是多 大？方向如何？
[解析]
MN滑过的距离为
答案 D
5．如图所示，把总电阻为2R的均匀电阻丝焊接成一半 径为a的圆环，水平固定在竖直向下的磁感应强度为B的匀强 磁场中，一长度为2a、电阻等于R，粗细均匀的金属棒MN 放在圆环上，与圆环始终保持良好的接触．当金属棒以恒定 速度v向右移动，且经过圆心时，求：
【名师讲解】高三物理一轮复习：九 电磁感应(49张PPT)
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～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。
φ φ φ
φ
t O O
t O t1 t2
t
O
t
题型二：公式E=BLVsinθ与E=nΔΦ/Δt的应用
【练习3】如图所示,矩形线圈abcd由n=50匝组 成,ab边长L1=0.4m,bc边长L2 =0.2m,整个线圈的 电阻R=2Ω,在B=0.1T的匀强磁场中,以短边中点 的连线为轴转动,ω=50rad/s,求: (1)线圈从图示位置转动900过程中的平均电动势; (2)线圈转过900时的瞬时电动势. 12.7V 【练习4】 (资料第161页例题4）如图所示，长 为6m的导体AB在磁感强度B=0.1T的匀强磁场 中，以AB上的一点O为轴，沿着顺时针方向旋 转。角速度ω=5rad/s，O点距A端为2m，求AB 的电势差
为 4×10-4 Wb;磁通量的平均变化率为 8×10-3 Wb/s;线圈 中的感应电动势的大小为
1.6
V.
【练习2】 (教学案第284页练习3）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 （
D
）
A．图①中回路产生的感应电动势恒定不变.
(1)b a
nB0 r22 I 3R t 0
nB0t1r22 2n 2 2 B02 r24t1 Q (2)q 2 9 Rt 0 3Rt 0
【练习6】如图所示，光滑导轨宽0.4 m，ab金属棒长0.5m，均匀
变化的磁场垂直穿过其面，方向如图，磁场的变化如图所示， 金属棒ab的电阻为1Ω，导轨电阻不计，自t＝0时，ab棒从导轨 最左端，以v＝1m/s的速度向右匀速运动，则（ AB A．1s末回路中的电动势为1．6V ）
2019-2020年高考物理一轮复习第九章电磁感应第2节法拉第电磁感应定律课件
B．从 0 均匀变化到nStB2－2－t1B1
C．恒为－nStB2－2－t1B1
D．从 0 均匀变化到－nStB2－2－t1B1
解析：根据法拉第电磁感应定律得，感应电动势 E＝nΔΔΦt ＝ nBt22－ －tB11S，由楞次定律和右手螺旋定则可判断 b 点电势高 于 a 点电势，因磁场均匀变化，所以感应电动势恒定，因此 a、b 两点电势差恒为 φa－φb＝－nBt22－ －tB11S，选项 C 正确。 答案：C
(1)若 v 为瞬时速度，则求的是瞬 时感应电动势
(2)若 v 为平均速度，则求的是平 均感应电动势
别
(1)本质上是统一的，E＝Blv 可由 E＝nΔΔΦt 在一定条件下
推导出来
联系 (2)当导体切割磁感线运动时用 E＝Blv 求 E 方便，当得知
穿过回路的磁通量发生变化情况时，用 E＝nΔΔΦt 求 E 比较
(1)公式 E＝nΔΔΦt 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。
(2)利用公式 E＝nSΔΔBt 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，与时间长短无关。推导如下：q＝ I Δt＝nΔΔt·ΦRΔt＝nΔRΦ。
[多角练通]
1．(多选)(2017·盐城检测)如图所示，L 是自
感系数很大的线圈，但其自身的电阻几
乎为零。A 和 B 是两个完全相同的灯泡，
则下列说法中正确的有
3．(2017·东北三校联考)如图所示，一电阻为 R 的导 线弯成边长为 L 的等边三角形闭合回路。虚线 MN 右侧有磁感应强度大小为 B 的匀强磁场，方向垂 直于闭合回路所在的平面向里。下列对三角形导 线以速度 v 向右匀速进入磁场过程中的说法正确的是 ( ) A．回路中感应电流方向为顺时针方向 B．回路中感应电动势的最大值 E＝ 23BLv C．回路中感应电流的最大值 I＝ 23RBLv D．导线所受安培力的大小可能不变
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2．应用法拉第电磁感应定律的三种情况 (1)磁通量的变化是由面积变化引起时，ΔΦ＝B·ΔS，则 E BΔS ＝ n Δt ； (2)磁通量的变化是由磁场变化引起时，ΔΦ＝ΔB· S，则 E ΔB· S ＝ n Δt ； (3)磁通量的变化是由面积和磁场变化共同引起时，则根 B2S2－B1S1 ΔBΔS 据定义求，ΔΦ＝Φ 末－Φ 初，E＝n ≠ n Δt 。 Δt
[典例]
(2016· 北京高考)如图所示，匀强磁场中有两个导
体圆环 a、b，磁场方向与圆环所在平面垂直。磁感应强度 B 随时间均匀增大。两圆环半径之比为 2∶1，圆环中产生的感 应电动势分别为 Ea 和 Eb。不考虑两圆环间的相互影响。下列 说法正确的是 ( )
A．Ea∶Eb＝4∶1，感应电流均沿逆时针方向 B．Ea∶Eb＝4∶1，感应电流均沿顺时针方向 C．Ea∶Eb＝2∶1，感应电流均沿逆时针方向 D．Ea∶Eb＝2∶1，感应电流均沿顺时针方向
ΔΦ ΔB ΔB 2 解析：由法拉第电磁感应定律得：E＝n Δt ＝n Δt S＝n Δt πR ， 因两圆环内磁场面积相同， 则得到 Ea∶Eb＝1∶1。 根据电阻定 L 2πR 律 r＝ρS＝ρ S ，两线圈电阻之比 ra∶rb＝Ra∶Rb＝2∶3。线 E 圈中感应电流 I＝ r ， 由上综合得到： Ia∶Ib＝3∶2； 故 A 正确， B、C、D 错误。
第
2
节
法拉第电磁感应定律
1 课前回顾·基础速串
2 课堂提能·考点全通 3 课后演练·逐点过关
课 前 回 顾·基础速串
宏观整合，微观提醒，回顾旧知短平快
宏观 ·循图忆知
微观·易错判断
(1)线圈中磁通量越大，产生的感应电动势越大。 (× ) (2)线圈中磁通量变化越大，产生的感应电动势越大。 ( × ) (3)线圈中磁通量变化越快，产生的感应电动势越大。 ( √ ) (4)线圈匝数 n 越多，磁通量越大，产生的感应电动势也越大。 (× ) (5)磁场相对于导体棒运动时， 导体棒中也可能产生感应电动势。 (√ ) (6)对于同一线圈，当电流变化越快时，线圈中的自感电动势越 大。 (√ )
答案：BCD
3．如图 1 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。螺线管所在空间存在 着向右的匀强磁场，磁感应强度大小随时间的变化如图 2 所 示，下列说法正确的是 ( )
A．电阻 R 的电流方向是从 A 到 C B．感应电流的大小随时间均匀增大 C．电阻 R 两端的电压为 6 V D．C 点的电势为 4.8 V
(7)自感电动势阻碍电流的变化，但不能阻止电流的变化。( √ )
纵观 ·物理学史
纽曼、韦伯于 1845 年和 1846 年先后提出法拉第电 磁感应定律。
课 堂 提 能·考点全通
易点速过，难点精研，时间用到增分点上
突破点(一)
法拉第电磁感应定律的应用(师生共研类)
1．法拉第电磁感应定律的理解 (1)感应电动势的大小由线圈的匝数和穿过线圈的磁通量 ΔΦ 的变化率 Δt 共同决定，而与磁通量 Φ 的大小、变化量 ΔΦ 的 大小没有必然联系。 ΔΦ (2)磁通量的变化率 Δt 对应 Φt 图线上某点切线的斜率。
答案：A
2．[多选](2016· 江苏高考)电吉他中电拾音 器的基本结构如图所示，磁体附近的 金属弦被磁化，因此弦振动时，在线 圈中产生感应电流，电流经电路放大 后传送到音箱发出声音。下列说法正 确的有 A．选用铜质弦，电吉他仍能正常工作 B．取走磁体，电吉他将不能正常工作 C．增加线圈匝数可以增大线圈中的感应电动势 D．弦振动过程中，线圈中的电流方向不断变化 ( )
[集训做成的两个单匝同心圆环， 两环 半径之比为 2∶3，其中仅在 a 环所围区域 内有垂直于纸面向里的匀强磁场。当该匀强磁场的磁感应强 度均匀增大时，a、b 两环内的感应电动势大小和感应电流大 小之比分别为 A．1∶1,3∶2 C．4∶9,2∶3 B．1∶1,2∶3 D．4∶9,9∶4 ( )
解析：由楞次定律可以判断出螺线管中电流方向从右向左，那么 通过电阻 R 的电流方向是从 C 到 A，故 A 错误；根据法拉第电 ΔB Δ B 6－ 2 磁感应定律有：E＝n Δt S，由题图 2 知： Δt ＝ 2 T/s＝2 T/s， 代入数据解得：E＝1 500×2×20×10－4 V＝6 V，由闭合电路欧 E 6 姆定律得：I＝ ＝ A＝1.2 A，因此感应电流的大小是恒 R＋r 4＋1 定的， 故 B 错误； 螺线管两端的电压是外电压， 为 U＝IR＝1.2× 4 V＝4.8 V，故 C 错误；在外电路，顺着电流方向电势降低，因 A 的电势等于零，那么 C 点的电势为 4.8 V，故 D 正确。
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； ΔΦ 增加线圈匝数，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。
[解析]
由楞次定律知，题中圆环感应电流产生的磁场与
原磁场方向相反，故感应电流沿顺时针方向。由法拉第电磁 ΔΦ ΔBS ΔB·πR2 感应定律知 E ＝ Δt ＝ Δt ＝ Δt ，由于两圆环半径之比 Ra∶Rb＝2∶1，所以 Ea∶Eb＝4∶1，选项 B 正确。
[答案] B
[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 有 nΔΦ nΔΦ 关，与时间长短无关。推导如下：q＝ I Δt＝ Δt· R Δt＝ R 。