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高考物理法拉第电磁感应定律压轴难题知识归纳总结word
高考物理法拉第电磁感应定律压轴难题知识归纳总结word一、高中物理解题方法：法拉第电磁感应定律1．如图所示,在磁感应强度B =1.0 T 的有界匀强磁场中(MN 为边界)，用外力将边长为L =10 cm 的正方形金属线框向右匀速拉出磁场，已知在线框拉出磁场的过程中，ab 边受到的磁场力F 随时间t 变化的关系如图所示，bc 边刚离开磁场的时刻为计时起点(即此时t =0).求:(1)将金属框拉出的过程中产生的热量Q ; (2)线框的电阻R .【答案】（1）2.0×10-3 J （2）1.0 Ω 【解析】 【详解】(1)由题意及图象可知，当0t =时刻ab 边的受力最大，为：10.02N F BIL ==可得：10.02A 0.2A 1.00.1F I BL ===⨯ 线框匀速运动，其受到的安培力为阻力大小即为1F ，由能量守恒：Q W =安310.020.1J 2.010J F L -==⨯=⨯(2) 金属框拉出的过程中产生的热量：2Q I Rt=线框的电阻：3222.010Ω 1.0Ω0.20.05Q R I t -⨯===⨯2．如图所示，ACD 、EFG 为两根相距L =0.5m 的足够长的金属直角导轨，它们被竖直固定在绝缘水平面上，CDGF 面与水平面夹角θ=300．两导轨所在空间存在垂直于CDGF 平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B`=1T ．两根长度也均为L =0.5m 的金属细杆ab 、cd 与导轨垂直接触形成闭合回路，ab 杆的质量m 1未知，cd 杆的质量m 2=0.1kg ，两杆与导轨之间的动摩擦因数均为μ3R =0.5Ω，导轨电阻不计．当ab 以速度v 1沿导轨向下匀速运动时，cd 杆正好也向下匀速运动，重力加速度g 取10m/s 2．(1)金属杆cd 中电流的方向和大小 (2)金属杆ab 匀速运动的速度v 1 和质量m 1【答案】I =5A 电流方向为由d 流向c; v 1=10m/s m 1=1kg 【解析】 【详解】（1）由右手定则可知cd 中电流方向为由d 流向c对cd 杆由平衡条件可得：μ=+0022安sin 60（cos 60)m g m g F=安F BLI联立可得：I =5A (2) 对ab: 由 =12BLv IR得 110m/s v = 分析ab 受力可得： 0011sin 30cos 30m g BLI m g μ=+解得： m 1=1kg3．如图甲所示，光滑且足够长的平行金属导轨MN 和PQ 固定在同一水平面上，两导轨间距L=0.2m ，电阻R=0.4Ω，导轨上停放一质量m=0.1kg 、电阻r=0.1Ω的金属杆，导轨电阻忽略不计，整个装置处在磁感应强度B=0.5T 的匀强磁场中，磁场的方向竖直向下，现用一外力F 沿水平方向拉杆，使之由静止开始运动，若理想电压表示数U 随时间t 变化关系如图乙所示。
法拉第电磁感应定律压轴难题知识归纳总结word
法拉第电磁感应定律压轴难题知识归纳总结word一、高中物理解题方法：法拉第电磁感应定律1．如图所示，电阻不计的相同的光滑弯折金属轨道MON 与M O N '''均固定在竖直平面内，二者平行且正对，间距为L =1m ，构成的斜面ONN O ''跟水平面夹角均为30α=︒，两侧斜面均处在垂直斜面向上的匀强磁场中，磁感应强度大小均为B =0.1T ．t =0时，将长度也为L =1m ，电阻R =0.1Ω的金属杆ab 在轨道上无初速释放．金属杆与轨道接触良好，轨道足够长．重力加速度g =10m/s 2；不计空气阻力，轨道与地面绝缘． （1）求t =2s 时杆ab 产生的电动势E 的大小并判断a 、b 两端哪端电势高（2）在t =2s 时将与ab 完全相同的金属杆cd 放在MOO'M'上，发现cd 杆刚好能静止，求ab 杆的质量m 以及放上cd 杆后ab 杆每下滑位移s =1m 回路产生的焦耳热Q【答案】(1) 1V ；a 端电势高；(2) 0.1kg ；0.5J 【解析】 【详解】解：(1)只放ab 杆在导轨上做匀加速直线运动，根据右手定则可知a 端电势高；ab 杆加速度为：a gsin α=2s t =时刻速度为：10m/s v at ==ab 杆产生的感应电动势的大小：0.1110V 1V E BLv ==⨯⨯=(2) 2s t =时ab 杆产生的回路中感应电流：1A 5A 220.1E I R ===⨯ 对cd 杆有：30mgsin BIL ︒= 解得cd 杆的质量：0.1kg m = 则知ab 杆的质量为0.1kg放上cd 杆后，ab 杆做匀速运动，减小的重力势能全部产生焦耳热根据能量守恒定律则有：300.11010.5J 0.5J Q mgh mgs sin ==︒=⨯⨯⨯=2．如图甲所示，足够长的光滑平行金属导轨MN 、PQ 竖直放置，其宽度1L m =，一匀强磁场垂直穿过导轨平面，导轨的上端M 与P 之间连接一阻值为0.40R =Ω的电阻，质量为0.01m kg =、电阻为0.30r =Ω的金属棒ab 紧贴在导轨上.现使金属棒ab 由静止开始下滑，下滑过程中ab 始终保持水平，且与导轨接触良好，其下滑距离x 与时间t 的关系如图乙所示，图象中的OA 段为曲线，AB 段为直线，导轨电阻不计，g 取210/(m s 忽略ab 棒运动过程中对原磁场的影响)．()1判断金属棒两端a 、b 的电势哪端高； ()2求磁感应强度B 的大小；()3在金属棒ab 从开始运动的1.5s 内，电阻R 上产生的热量．【答案】(1) b 端电势较高(2)0.1B T = (3) 0.26J 【解析】 【详解】()1由右手定可判断感应电流由a 到b ，可知b 端为感应电动势的正极，故b 端电势较高。
电磁感应中的法拉第电磁感应定律详解
电磁感应中的法拉第电磁感应定律详解电磁感应是电磁学中的重要概念，它描述了磁场和电场之间的相互作用。
其中，法拉第电磁感应定律是电磁感应的基本原理之一。
本文将详解法拉第电磁感应定律的原理和应用。
1. 法拉第电磁感应定律的基本原理法拉第电磁感应定律是英国物理学家迈克尔·法拉第于1831年提出的，它描述了磁场变化引起的感应电动势。
根据法拉第电磁感应定律，当导体中的磁通量发生变化时，导体中将产生感应电动势。
这个电动势的大小与磁通量变化的速率成正比。
具体而言，设一个导体线圈置于磁场中，当磁场的磁通量发生变化时，线圈中将产生感应电动势。
这个电动势可以通过以下公式表示：ε = -N(dΦ/dt)其中，ε表示感应电动势，N表示线圈的匝数，Φ表示磁通量，t表示时间。
负号表示感应电动势的方向与磁通量变化的方向相反。
2. 法拉第电磁感应定律的应用法拉第电磁感应定律在现代科技中有广泛的应用。
以下将介绍几个常见的应用。
2.1 电磁感应发电机电磁感应发电机是利用法拉第电磁感应定律发电的装置。
它由转子和定子组成，转子上有一组线圈，当转子旋转时，线圈中的磁通量发生变化，从而产生感应电动势。
这个感应电动势通过导线输出，供应电力。
2.2 变压器变压器是利用法拉第电磁感应定律调整电压的装置。
它由两个线圈组成，一个为输入线圈，另一个为输出线圈。
当输入线圈中的电流发生变化时，产生的磁场会感应输出线圈中的感应电动势，从而调整输出电压。
2.3 感应加热感应加热是利用法拉第电磁感应定律实现加热的技术。
通过在导体中通电，产生交变电流，从而在导体中产生交变磁场。
当另一个导体置于磁场中时，会感应出电流，从而产生热量。
3. 法拉第电磁感应定律的局限性虽然法拉第电磁感应定律在许多领域有广泛的应用，但它也有一些局限性。
3.1 自感应自感应是指当导体中的电流发生变化时，导体本身会产生感应电动势。
这种感应电动势会阻碍电流的变化，从而产生自感应现象。
自感应的存在会导致电磁设备的能量损耗。
法拉第电磁感应定律
法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律是电磁学中的基本定律之一，由英国科学家麦克斯韦尔于19世纪中叶提出。
它描述了磁场发生变化所导致的感应电流的产生。
本文将详细介绍法拉第电磁感应定律的原理和应用，并探讨其在现代社会中的重要性。
一、法拉第电磁感应定律的原理法拉第电磁感应定律是建立在麦克斯韦尔方程组和洛伦兹力的基础上的。
根据法拉第电磁感应定律，当磁场穿过一个闭合导线圈时，会在导线中产生感应电流。
而这个感应电流的大小与磁场的变化率成正比。
法拉第电磁感应定律可以用数学公式表示为：ε = -dφ/dt其中，ε表示感应电动势，dφ/dt表示磁通量的变化率。
负号表示感应电流的方向满足洛伦兹右手定则。
二、法拉第电磁感应定律的应用法拉第电磁感应定律在生活中有广泛的应用。
其中最常见的就是发电机的原理。
发电机通过旋转磁场线圈，使磁通量发生变化，从而在导线中感应出电流。
这种感应电流通过导线外部的电路，可以产生电能供给使用。
另外，法拉第电磁感应定律还应用于变压器的原理中。
变压器通过感应电磁感应定律将电能从一个电路传输到另一个电路。
当一个变压器的输入端的电流发生变化时，产生的磁场会感应出另一个线圈中的感应电流，并将电能传输给输出端。
此外，在磁浮列车和电磁炮等现代科技装置中也广泛应用了法拉第电磁感应定律。
在磁浮列车中，通过改变轨道上导线的电流，产生的磁场和磁轨上的磁场相互作用，从而使列车悬浮在轨道上。
而电磁炮则是通过在导轨上产生瞬间巨大的感应电流，利用洛伦兹力将物体加速射出。
三、法拉第电磁感应定律的重要性法拉第电磁感应定律在现代社会中具有重要的意义。
首先，法拉第电磁感应定律为我们理解电磁感应现象提供了准确的理论基础。
通过深入研究法拉第电磁感应定律，我们可以更好地理解电磁现象的本质，并且能够应用这一定律解决实际问题。
其次，法拉第电磁感应定律的应用使得电力工业得到了长足的发展。
发电机和变压器等设备的应用使得电能的输送和控制更加高效，为人们的生产和生活提供了便利。
高中物理10大难点之七 法拉第电磁感应定律
难点之七 法拉第电磁感应定律一、难点形成原因1、关于表达式t nE ∆∆=φ此公式在应用时容易漏掉匝数n ，实际上n 匝线圈产生的感应电动势是串联在一起的，其次φ∆是合磁通量的变化，尤其变化过程中磁场方向改变的情况特别容易出错，并且感应电动势E 与φ、φ∆、t ∆∆φ的关系容易混淆不清。
2、应用法拉第电磁感应定律的三种特殊情况E=Blv 、ω221Bl E =、E=nBs ωsin θ（或E=nBs ωcos θ）解决问题时，不注意各公式应用的条件，造成公式应用混乱从而形成难点。
3、公式E=nBs ωsin θ（或E=nBs ωcos θ）的记忆和推导是难点，造成推导困难的原因主要是此情况下，线圈在三维空间运动，不少同学缺乏立体思维。
二、难点突破1、φ、φ∆、t ∆∆φ同v 、△v 、t v∆∆一样都是容易混淆的物理量，如果理不清它们之间的关系，求解感应电动势就会受到影响，要真正掌握它们的区别应从以下几个方面深入理解。
⑴导体切割磁感线产生的感应电动势E=Blv ，应用此公式时B 、l 、v 三个量必须是两两相互垂直，若不垂直应转化成相互垂直的有效分量进行计算，生硬地套用公式会导致错误。
有的注意到三者之间的关系，发现不垂直后，在不明白θ角含义的情况下用E=Blvsin θ求解，这也是不可取的。
处理这类问题，最好画图找B 、l 、v 三个量的关系，如若不两两垂直则在图上画出它们两两垂直的有效分量，然后将有效分量代入公式E=Blv 求解。
此公式也可计算平均感应电动势，只要将v 代入平均速度即可。
⑵导体棒以端点为轴在垂直于磁感线的匀强磁场中匀速转动，计算此时产生的感应电动势须注意棒上各点的线速度不同，应用平均速度（即中点位置的线速度）来计算，所以ω221Bl E =。
⑶矩形线圈在匀强磁场中，绕垂直于磁场的任意轴匀速转动产生的感应电动势何时用E=nBs ωsin θ计算，何时用E=nBs ωcos θ计算，最容易记混。
【精品】高中物理10大难点强行突破之七法拉第电磁感应定律
难点之七 法拉第电磁感应定律一、难点形成原因1、关于表达式tn E ∆∆=φ 此公式在应用时容易漏掉匝数n ，实际上n 匝线圈产生的感应电动势是串联在一起的，其次φ∆是合磁通量的变化，尤其变化过程中磁场方向改变的情况特别容易出错，并且感应电动势E 与φ、φ∆、t∆∆φ的关系容易混淆不清。
2、应用法拉第电磁感应定律的三种特殊情况E=Blv 、ω221Bl E =、E=nBs ωsin θ（或E=nBs ωcos θ）解决问题时，不注意各公式应用的条件，造成公式应用混乱从而形成难点。
3、公式E=nBs ωsin θ（或E=nBs ωcos θ）的记忆和推导是难点，造成推导困难的原因主要是此情况下，线圈在三维空间运动，不少同学缺乏立体思维。
二、难点突破1、φ、φ∆、t ∆∆φ同v 、△v 、tv ∆∆一样都是容易混淆的物理量，如果理不清它们之间的关系，求解感应电动势就会受到影响，要真正掌握它们的区别应从以下几个方面深入理解。
磁通量φ 磁通量变化量φ∆ 磁通量变化率t ∆∆φ物理意义磁通量越大，某时刻穿过磁场中某个面的磁感线条数越多 某段时间穿过某个面的末、初磁通量的差值 表述磁场中穿过某个面的磁通量变化快慢的物理量 大小计算 ⊥=BS φ，⊥S 为与B 垂直的面积 12φφφ-=∆，S B ∆=∆φ或B S ∆=∆φ tS B t ∆∆=∆∆φ 或tB S t ∆∆=∆∆φ 注 意 若穿过某个面有方向相反的磁场，则不能直接用⊥=BS φ，应考虑相反方向的磁通量相互抵消以后所剩余的磁通量开始和转过1800时平面都与磁场垂直，穿过平面的磁通量是不同的，一正一负，△φ=2 BS ，而不是零 既不表示磁通量的大小，也不表示变化的多少，在φ—t图象中用图线的斜率表示 2、明确感应电动势的三种特殊情况中各公式的具体用法及应用时须注意的问题 ⑴导体切割磁感线产生的感应电动势E=Blv ，应用此公式时B 、l 、v 三个量必须是两两相互垂直，若不垂直应转化成相互垂直的有效分量进行计算，生硬地套用公式会导致错误。
高考物理重点难点知识专题讲解：法拉第电磁感应定律 自感现象
1．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 Δ t ．
2．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＝ Blvsin_θ .
(2)常用情况：运动速度 v 和磁感线方向垂直，则 E＝ Blv ． 在 E＝BLv 中(要求 B⊥L、B⊥v、L⊥v，即 B、 L、v 三者两两垂直)，式中的 L 应该取与 B、v 均垂 直的有效长度(所谓导体的有效切割长度， 指的是切割 导体两端点的连线在同时垂直于 v 和 B 的方向上的投 影的长度，下图中的有效长度均为 ab 的长度)．
＝
H)．
4．自感电动势的方向：由楞次定律可知 ，自感 电动势总是 阻碍 原来导体中电流的变化．当回路
中的电流增加时，自感电动势和原来电流的方 向
相反 ；当回路中的电流减小时 ，自感电动势和 相同 ．自感对电路中的电流变化
原来电流的方向 有
阻碍 作用，使电流不能突变．
考点一
法拉第电磁感应定律的应用
(2)若磁感应强度保持 B＝B0 不变，线框以恒 定角速度 ω 绕 OO′匀速转动，求线框从图示位置 转过 90°过程中通过导线横截面的电荷量； (3)第(2)问中线框刚好转过 90°时， 求线框中 的电流强度大小．
【审题指导】
关键词语 获取信息 隐含条件 突破口 用电阻率为ρ， 横截面积为S的 线圈电阻R＝ρ 导线做成的边长 穿过线圈的磁通 为l的正方形线 量Φ＝Bl2 框abcd水平放置 B＝B0＋kt写出 B变→Φ变 磁场对ab边的作 →abcd中有电动 用力大小随时间 势和电流→电流 变化的关系式 受磁场力作用 由 E ＝ l2 · I＝ F＝ BIl可求F.
法拉第电磁感应定律
法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律是电磁学的基础定律之一，它描述了导体中感应电动势与导体上的磁场变化之间的关系。
该定律由英国物理学家迈克尔·法拉第于1831年提出，经过实验证实并被广泛应用。
本文将介绍法拉第电磁感应定律的原理、公式以及实际应用。
一、定律原理法拉第电磁感应定律是指当导体中的磁通量发生变化时，导体中会感应出电动势和感应电流。
磁通量是一个衡量磁场穿过一个给定表面的大小的物理量。
当磁通量改变时，导体中的自由电子会受到磁力的作用而发生运动，从而产生电流。
这种现象被称为电磁感应。
二、定律公式根据法拉第电磁感应定律，感应电动势（ε）与磁通量变化速率（dΦ/dt）成正比。
其数学表达式如下：ε = -dΦ/dt其中，ε表示感应电动势，单位为伏特（V）；dΦ/dt表示磁通量的变化速率，单位为韦伯/秒（Wb/s）。
根据右手定则，可以确定感应电动势的方向。
当磁场的变化导致磁通量增加时，感应电动势的方向与变化的磁场方向垂直且遵循右手定则；当磁通量减少时，感应电动势的方向与变化的磁场方向相反。
三、应用举例1. 电磁感应产生的电动势可用于发电机的工作原理。
发电机通过转动磁场与线圈之间的磁通量变化来产生感应电动势，最终转化为电能供应给电器设备。
2. 感应电动势也可以应用于感应加热。
感应加热是通过变化的磁场产生的感应电流在导体中产生焦耳热，实现对物体进行加热的过程。
这种方法广泛用于工业领域中的加热处理、熔化金属等。
3. 感应电动势还可以实现非接触的测量。
例如，非接触式转速传感器利用感应电动势来实现对机械设备转速的测量。
四、实验验证1831年，法拉第进行了一系列实验来验证他提出的电磁感应定律。
其中最著名的实验是在一个充满磁铁的线圈中将另一个线圈移动。
当第一个线圈移动时，第二个线圈中就会感应出电流。
这一实验结果验证了法拉第的理论，为电磁感应定律的确认提供了强有力的证据。
五、应用发展法拉第电磁感应定律为电磁学的发展奠定了基础。
高三总复习 法拉第电磁感应定律
物理总复习：法拉第电磁感应定律【考点梳理】考点一、法拉第电磁感应定律一、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叫感应电动势。
产生感应电动势的那部分导体相当于电源。
只要穿过回路的磁通量发生改变，在回路中就产生感应电动势。
2、感应电动势与感应电流的关系感应电流的大小由感应电动势和闭合回路的总电阻共同决定，三者的大小关系遵守闭合电路欧姆定律，即E I R r=+。
二、法拉第电磁感应定律要点诠释：1、法拉第电磁感应定律感应电动势的大小跟穿过这一闭合电路的磁通量的变化率成正比。
E nt φ∆=∆，其中n 为线圈匝数。
2、法拉第电磁感应定律内容的理解（1）感应电动势的大小：E nt φ∆=∆。
公式适用于回路磁通量发生变化的情况，回路不一定要闭合。
（2）φ∆不能决定E 的大小，t φ∆∆才能决定E 的大小，而t φ∆∆与φ∆之间没有大小上的联系。
（3）当φ∆仅由B 的变化引起时，则B E nSt ∆=∆； 当φ∆仅由S 的变化引起时，则S E nBt ∆=∆。
（4）公式E n tφ∆=∆中，若t ∆取一段时间，则E 为t ∆这段时间内的平均值。
当磁通量不是均匀变化的，则平均电动势一般不等于初态与末态电动势的算术平均值。
三、导体切割磁感线时的感应电动势要点诠释：1、导体垂直切割磁感线时, 感应电动势可用E BLv =求出，式中L 为导体切割磁感线的有效长度。
若导线是曲折的，则L 应是导线的有效切割长度。
2、导体不垂直切割磁感线时，即v 与B 有一夹角θ，感应电动势可用sin E BLv θ=求出。
四、磁通量φ、磁通量变化量φ∆、磁通量变化率tφ∆∆的比较 要点诠释：1、φ是状态量，是某时刻穿过闭合回路的磁感线条数，当磁场与回路平面垂直时，BS φ=。
2、φ∆是过程量，它表示回路从某一时刻变化到另一时刻回路的磁通量的增量，即21φφφ∆=-。
3、 tφ∆∆表示磁通量变化的决慢，即单位时间内磁通量的变化，又称为磁通量的变化率。
法拉第电磁感应定律的内容
法拉第电磁感应定律的内容
法拉第电磁感应定律是电磁学中的一条基本定律，描述了磁场变化引起电场的感应现象。
该定律的发现是电磁学发展史上的重大里程碑之一，对电磁学的发展产生了深远的影响。
本文将详细介绍法拉第电磁感应定律的内容和应用。
法拉第电磁感应定律是描述电磁感应现象的基本定律之一，该定律由英国物理学家迈克尔·法拉第于1831年发现。
该定律的内容可以用如下的数学公式来表示：
ε = -dΦ/dt
其中，ε是感应电动势，Φ是磁通量，t是时间，d/dt表示对时间的导数。
根据这个定律，当磁通量随时间发生变化时，就会在电路中产生感应电动势。
该电动势的方向遵循楼德定则，即感应电动势的方向总是使得它所引起的电流的磁场与原有磁场相反。
在实际应用中，法拉第电磁感应定律可以被用于制造电机和发电机。
例如，在一个旋转的磁场中，通过一个线圈，就可以产生感应电动势，从而产生电流，实现发电。
同样地，利用感应电动势的产生原理，电机也可以被制造出来。
此外，法拉第电磁感应定律还有许多其他的应用。
例如，在变压器中，将电流在一个线圈中变化，可以产生变化的磁场，进而在另一个线圈中产生感应电动势，实现电压的升降。
在磁测量中，也可以利用该定律测量磁场的强度。
总之，法拉第电磁感应定律是电磁学中的一条重要定律，具有广泛的应用价值。
无论在电力工业、通信领域还是在科学研究中，该定律都起着不可替代的作用。
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难点之七 法拉第电磁感应定律一、难点形成原因1、关于表达式t n E ∆∆=φ此公式在应用时容易漏掉匝数n ，实际上n 匝线圈产生的感应电动势是串联在一起的，其次φ∆是合磁通量的变化，尤其变化过程中磁场方向改变的情况特别容易出错，并且感应电动势E 与φ、φ∆、t ∆∆φ的关系容易混淆不清。
2、应用法拉第电磁感应定律的三种特殊情况E=Blv 、ω221Bl E =、E=nBs ωsin θ（或E=nBs ωcos θ）解决问题时，不注意各公式应用的条件，造成公式应用混乱从而形成难点。
3、公式E=nBs ωsin θ（或E=nBs ωcos θ）的记忆和推导是难点，造成推导困难的原因主要是此情况下，线圈在三维空间运动，不少同学缺乏立体思维。
二、难点突破1、φ、φ∆、t ∆∆φ同v 、△v 、t v ∆∆一样都是容易混淆的物理量，如果理不清它们之间的关系，求解感应电动势就会受到影响，要真正掌握它们的区别应从以下几个方面深入理解。
磁通量φ磁通量变化量φ∆磁通量变化率t ∆∆φ物理意义磁通量越大，某时刻穿过磁场中某个面的磁感线条数越多某段时间穿过某个面的末、初磁通量的差值表述磁场中穿过某个面的磁通量变化快慢的物理量大小计算⊥=BS φ，⊥S 为与B 垂直的面积12φφφ-=∆，S B ∆=∆φ或B S ∆=∆φt S B t ∆∆=∆∆φ或t B S t ∆∆=∆∆φ注意若穿过某个面有方向相反的磁场，则不能直接用⊥=BS φ，应考虑相反方向的磁通量相互抵消以后所剩余的磁通量开始和转过1800时平面都与磁场垂直，穿过平面的磁通量是不同的，一正一负，△φ=2 BS ，而不是零既不表示磁通量的大小，也不表示变化的多少，在φ—t 图象中用图线的斜率表示2、明确感应电动势的三种特殊情况中各公式的具体用法及应用时须注意的问题⑴导体切割磁感线产生的感应电动势E=Blv ，应用此公式时B 、l 、v 三个量必须是两两相互垂直，若不垂直应转化成相互垂直的有效分量进行计算，生硬地套用公式会导致错误。
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法拉第电磁感应定律『夯实基础知识』1、法拉第电磁感应定律：在电磁感应现象中，电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变率成正比。
公式： tn E ∆∆ϕ＝，其中为线圈的匝。
法拉第电磁感应定律的解（1）tn ∆∆ϕ＝E 的两种基本形式：①当线圈面积S 不变，垂直于线圈平面的磁场B 发生变时，t B S n E ∆∆＝；②当磁场B 不变，垂直于磁场的线圈面积S 发生变时，tS B n E ∆∆＝。
（2）感应电动势的大小取决于穿过电路的磁通量的变率t∆∆ϕ，与φ的大小及△φ的大小没有必然联系。
（3）若t ∆∆ϕ为恒定（如：面积S 不变，磁场B 均匀变，k tB =∆∆，或磁场B 不变，面积S 均匀变，'=∆∆k t S），则感应电动势恒定。
若t ∆∆ϕ为变量，则感应电动势E 也为变量，t n E ∆∆ϕ＝计算的是△时间内平均感应电动势，当△→0时，tn E ∆∆ϕ＝的极限值才等于瞬时感应电动势。
2、磁通量ϕ、磁通量的变ϕ∆、磁通量的变率t∆∆ϕ （1）磁通量ϕ是指穿过某面积的磁感线的条，计算式为θϕsin BS ＝，其中θ为磁场B 与线圈平面S 的夹角。
（2）磁通量的变ϕ∆指线圈中末状态的磁通量2ϕ与初状态的磁通量1ϕ之差，12ϕϕϕ－＝∆，计算磁通量以及磁通量变时，要注意磁通量的正负。
（3）磁通量的变率。
磁通量的变率t∆∆ϕ是描述磁通量变快慢的物量。
表示回路中平均感应电动势的大小，是t -ϕ图象上某点切线的斜率。
t∆∆ϕ与ϕ∆以及ϕ没有必然联系。
3、对公式E =Bv 的研究（1）公式的推导取长度为1的导体棒b ，强度垂直于磁场方向放在磁感强度为B 的匀强磁场中，当棒以速度v 做垂直切割磁感线运动时，棒中自由电子就将受到洛仑兹力f b =vB 的作用，这将使的、b 两端分别积累起正、负电荷而在棒中形成电场，于是自由电子除受f b 作用外又将受到电场力f c =E ，开始、b 两端积累的电荷少，电场弱，f c 小，棒两端积累的电荷继续增加，直至电场力与洛仑兹力平衡：f c =f B 。
法拉第电磁感应定律
法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律是描述变化磁场引起感应电动势和感应电流产生的物理规律。
该定律由英国物理学家迈克尔·法拉第于1831年发现并提出。
它在电磁学、电动机、发电机和变压器等领域有着广泛的应用。
本文将对法拉第电磁感应定律的原理、应用和相关实验进行详细介绍。
一、法拉第电磁感应定律的原理法拉第电磁感应定律主要包括两个方面的内容：磁通量的变化引起感应电动势，感应电动势的大小与磁通量变化率成正比。
下面将对这两个方面进行详细阐述。
1. 磁通量的变化引起感应电动势当磁场的磁通量通过一个线圈时，如果磁场的强度发生变化，即磁通量发生变化，线圈中就会产生感应电动势。
感应电动势的方向由勒沃瓦定律决定，即感应电动势的方向使得通过线圈的电流的磁场的方向抵消原磁场的变化。
如果磁通量的变化率为Φ/t，线圈的匝数为N，根据法拉第电磁感应定律可得感应电动势：ε = -NΦ/t其中，ε表示感应电动势，N表示线圈的匝数，Φ表示磁通量，t表示时间。
2. 感应电动势的大小与磁通量变化率成正比当磁通量变化率较大时，所产生的感应电动势也相应增大。
根据法拉第电磁感应定律，感应电动势的大小与磁通量变化率成正比。
即感应电动势的大小为Φ/t的导数。
当磁通量以一定的速率改变时，线圈中产生的感应电动势也以相同的速率改变。
二、法拉第电磁感应定律的应用法拉第电磁感应定律在许多领域有着广泛的应用，尤其是在发电、电动机和变压器等设备中。
1. 发电机发电机是运用法拉第电磁感应定律制造的。
利用机械能驱动导线在磁场中运动，使得磁通量发生变化，从而产生感应电动势。
通过外部电路连接，感应电动势驱动电子流动，最终转化为电能。
2. 变压器变压器是利用法拉第电磁感应定律制造的。
变压器通过磁场感应来实现电能的传递和变换。
当交流电通过变压器的一侧线圈时，由于电流的改变引起磁场的改变，从而在另一侧线圈中感应出电动势，实现电能的输送和变压。
3. 电磁感应传感器电磁感应传感器是利用法拉第电磁感应定律制造的。
最新高中物理10大难点强行突破之七法拉第电磁感应定律
难点之七 法拉第电磁感应定律一、难点形成原因1、关于表达式tn E ∆∆=φ 此公式在应用时容易漏掉匝数n ，实际上n 匝线圈产生的感应电动势是串联在一起的，其次φ∆是合磁通量的变化，尤其变化过程中磁场方向改变的情况特别容易出错，并且感应电动势E 与φ、φ∆、t∆∆φ的关系容易混淆不清。
2、应用法拉第电磁感应定律的三种特殊情况E=Blv 、ω221Bl E =、E=nBs ωsin θ（或E=nBs ωcos θ）解决问题时，不注意各公式应用的条件，造成公式应用混乱从而形成难点。
3、公式E=nBs ωsin θ（或E=nBs ωcos θ）的记忆和推导是难点，造成推导困难的原因主要是此情况下，线圈在三维空间运动，不少同学缺乏立体思维。
二、难点突破1、φ、φ∆、t∆∆φ同v 、△v 、t v ∆∆一样都是容易混淆的物理量，如果理不清它们之间的关系，求解感应电动势就会受到影响，要真正掌握它们的区别应从以下几个方面深入理解。
磁通量φ 磁通量变化量φ∆ 磁通量变化率t ∆∆φ 物理意义 磁通量越大，某时刻穿过磁场中某个面的磁感线条数越多某段时间穿过某个面的末、初磁通量的差值 表述磁场中穿过某个面的磁通量变化快慢的物理量 大小计算⊥=BS φ，⊥S 为与B 垂直的面积12φφφ-=∆，S B ∆=∆φ或B S ∆=∆φ t S B t ∆∆=∆∆φ 或t B S t ∆∆=∆∆φ注意 若穿过某个面有方向相反的磁场，则不能直接用⊥=BS φ，应考虑相反方向的磁通量相互抵消以后所剩余的磁通量开始和转过1800时平面都与磁场垂直，穿过平面的磁通量是不同的，一正一负，△φ=2 BS ，而不是零 既不表示磁通量的大小，也不表示变化的多少，在φ—t 图象中用图线的斜率表示 2、明确感应电动势的三种特殊情况中各公式的具体用法及应用时须注意的问题⑴导体切割磁感线产生的感应电动势E=Blv ，应用此公式时B 、l 、v 三个量必须是两两相互垂直，若不垂直应转化成相互垂直的有效分量进行计算，生硬地套用公式会导致错误。
法拉第的电磁感应定律专题(高中)
法拉第的电磁感应定律专题（高中）
高中物理中，谈到电磁感应定律，就不得不提到法拉第的电磁感应定律。
法拉第的电磁感应定律是由法国物理学家安东尼·法拉第在1820年发现的，它描述了电磁感应的原理，是电磁学的基础。
法拉第的电磁感应定律指出，当一个电流通过一个导线时，会在导线周围产生一个磁场，而当一个磁场通过一个导线时，会在导线内产生一个电流。
这就是电磁感应的原理，也就是电磁感应定律。
法拉第的电磁感应定律可以用数学表达式来表示：电流I通过一个导线时，磁感应强度B与电流I的关系为：B=μI，其中μ为磁导率，单位为Tm/A。
法拉第的电磁感应定律的应用非常广泛，它是电磁学的基础，是电动机、发电机、电磁铁、电磁线圈等电磁设备的基础。
它也是电磁波传播的基础，是电磁辐射的基础，是电磁兼容性的基础。
法拉第的电磁感应定律是物理学中重要的定律，它的发现和研究对物理学的发展有着重要的意义。
它的发现使人们更加深入地理解了电磁学，为电磁学的发展奠定了基础。
最新精编高中人教版高中物理高考必备知识点法拉第电磁感应定律
法拉第电磁感应定律『夯实基础知识』1、法拉第电磁感应定律： 在电磁感应现象中，电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变率成正比。
公式： t n E ∆∆ϕ＝，其中为线圈的匝。
法拉第电磁感应定律的解（1）tn ∆∆ϕ＝E 的两种基本形式：①当线圈面积S 不变，垂直于线圈平面的磁场B 发生变时，t BS nE ∆∆＝；②当磁场B 不变，垂直于磁场的线圈面积S 发生变时，t SB n E ∆∆＝。
（2）感应电动势的大小取决于穿过电路的磁通量的变率t ∆∆ϕ，与φ的大小及△φ的大小没有必然联系。
（3）若t ∆∆ϕ为恒定（如：面积S 不变，磁场B 均匀变，k tB =∆∆，或磁场B 不变，面积S 均匀变，'=∆∆k t S ），则感应电动势恒定。
若t ∆∆ϕ为变量，则感应电动势E 也为变量，t n E ∆∆ϕ＝计算的是△时间内平均感应电动势，当△→0时，t n E ∆∆ϕ＝的极限值才等于瞬时感应电动势。
2、磁通量ϕ、磁通量的变ϕ∆、磁通量的变率t∆∆ϕ （1）磁通量ϕ是指穿过某面积的磁感线的条，计算式为θϕsin BS ＝，其中θ为磁场B 与线圈平面S 的夹角。
（2）磁通量的变ϕ∆指线圈中末状态的磁通量2ϕ与初状态的磁通量1ϕ之差，12ϕϕϕ－＝∆，计算磁通量以及磁通量变时，要注意磁通量的正负。
（3）磁通量的变率。
磁通量的变率t∆∆ϕ是描述磁通量变快慢的物量。
表示回路中平均感应电动势的大小，是t -ϕ图象上某点切线的斜率。
t ∆∆ϕ与ϕ∆以及ϕ没有必然联系。
3、对公式E =Bv 的研究（1）公式的推导取长度为1的导体棒b ，强度垂直于磁场方向放在磁感强度为B 的匀强磁场中，当棒以速度v 做垂直切割磁感线运动时，棒中自由电子就将受到洛仑兹力f b =vB 的作用，这将使的、b 两端分别积累起正、负电荷而在棒中形成电场，于是自由电子除受f b 作用外又将受到电场力f c =E ，开始、b 两端积累的电荷少，电场弱，f c 小，棒两端积累的电荷继续增加，直至电场力与洛仑兹力平衡：f c =f B 。
高考物理法拉第电磁感应定律压轴题知识归纳总结word
高考物理法拉第电磁感应定律压轴题知识归纳总结word一、高中物理解题方法：法拉第电磁感应定律1．如图，水平面（纸面）内同距为l 的平行金属导轨间接一电阻，质量为m 、长度为l 的金属杆置于导轨上，t ＝0时，金属杆在水平向右、大小为F 的恒定拉力作用下由静止开始运动．0t 时刻，金属杆进入磁感应强度大小为B 、方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域，且在磁场中恰好能保持匀速运动．杆与导轨的电阻均忽略不计，两者始终保持垂直且接触良好，两者之间的动摩擦因数为μ．重力加速度大小为g ．求（1）金属杆在磁场中运动时产生的电动势的大小； （2）电阻的阻值．【答案】0F E Blt g m μ⎛⎫=- ⎪⎝⎭ ； R =220B l t m【解析】 【分析】 【详解】（1）设金属杆进入磁场前的加速度大小为a ，由牛顿第二定律得：ma=F-μmg ① 设金属杆到达磁场左边界时的速度为v ，由运动学公式有：v =at 0 ②当金属杆以速度v 在磁场中运动时，由法拉第电磁感应定律，杆中的电动势为:E=Blv ③ 联立①②③式可得:0F E Blt g m μ⎛⎫=-⎪⎝⎭④ （2）设金属杆在磁场区域中匀速运动时，金属杆的电流为I ，根据欧姆定律：I=ER⑤ 式中R 为电阻的阻值．金属杆所受的安培力为：f BIl = ⑥ 因金属杆做匀速运动，由牛顿运动定律得：F –μmg–f=0 ⑦联立④⑤⑥⑦式得: R =220B l t m2．如图所示，两根相距为L 的光滑平行金属导轨CD 、EF 固定在水平面内，并处在竖直向下的匀强磁场中，导轨足够长且电阻不计．在导轨的左端接入阻值为R 的定值电阻，将质量为m 、电阻可忽略不计的金属棒MN 垂直放置在导轨上，可以认为MN 棒的长度与导轨宽度相等，且金属棒运动过程中始终与导轨垂直并接触良好，不计空气阻力．金属棒MN 以恒定速度v 向右运动过程中，假设磁感应强度大小为B 且保持不变，为了方便，可认为导体棒中的自由电荷为正电荷．（1）请根据法拉第电磁感应定律，推导金属棒MN 中的感应电动势E ；（2）在上述情景中，金属棒MN 相当于一个电源，这时的非静电力与棒中自由电荷所受洛伦兹力有关．请根据电动势的定义，推导金属棒MN 中的感应电动势E ．（3）请在图中画出自由电荷所受洛伦兹力示意图．我们知道，洛伦兹力对运动电荷不做功．那么，金属棒MN 中的自由电荷所受洛伦兹力是如何在能量转化过程中起到作用的呢？请结合图中自由电荷受洛伦兹力情况，通过计算分析说明．【答案】（1）E BLv =；（2）v E BL =（3）见解析 【解析】 【分析】(1)先求出金属棒MN 向右滑行的位移,得到回路磁通量的变化量∆Φ ,再由法拉第电磁感应定律求得E 的表达式;(2)棒向右运动时,电子具有向右的分速度,受到沿棒向下的洛伦兹力，1v f e B =,棒中电子在洛伦兹力的作用下,电子从M 移动到N 的过程中,非静电力做功v W e Bl =,根据电动势定义WE q=计算得出E. （3）可以从微观的角度求出水平和竖直方向上的洛伦兹力做功情况，在比较整个过程中做功的变化状况． 【详解】（1）如图所示，在一小段时间∆t 内，金属棒MN 的位移 x v t ∆=∆这个过程中线框的面积的变化量S L x Lv t ∆=∆=∆ 穿过闭合电路的磁通量的变化量B S BLv t ∆Φ=∆=∆根据法拉第电磁感应定律 E t∆Φ=∆ 解得 E BLv =（2）如图所示，棒向右运动时，正电荷具有向右的分速度，受到沿棒向上的洛伦兹力1v f e B =，f 1即非静电力在f 的作用下，电子从N 移动到M 的过程中，非静电力做功v W e BL =根据电动势定义 W E q= 解得 v E BL =（3）自由电荷受洛伦兹力如图所示．设自由电荷的电荷量为q ，沿导体棒定向移动的速率为u ．如图所示，沿棒方向的洛伦兹力1f q B =v ，做正功11ΔΔW f u t q Bu t =⋅=v 垂直棒方向的洛伦兹力2f quB =，做负功22ΔΔW f v t quBv t =-⋅=-所以12+=0W W ，即导体棒中一个自由电荷所受的洛伦兹力做功为零．1f 做正功，将正电荷从N 端搬运到M 端，1f 相当于电源中的非静电力，宏观上表现为“电动势”，使电源的电能增加；2f 做负功，宏观上表现为安培力做负功，使机械能减少．大量自由电荷所受洛伦兹力做功的宏观表现是将机械能转化为等量的电能，在此过程中洛伦兹力通过两个分力做功起到“传递”能量的作用． 【点睛】本题较难，要从电动势定义的角度上去求电动势的大小，并学会从微观的角度分析带电粒子的受力及做功情况．3．如图(a )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(b )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(1) 0~t0时间内圆形金属线圈产生的感应电动势的大小E；(2) 0~t1时间内通过电阻R1的电荷量q．【答案】（1）202n B rEtπ=（2）20123n B t rqRtπ=【解析】【详解】（1）由法拉第电磁感应定律E ntφ∆=∆有202n B rBE n St tπ∆==∆①（2）由题意可知总电阻R总=R+2R=3 R②由闭合电路的欧姆定律有电阻R1中的电流EIR=总③0~t1时间内通过电阻R1的电荷量1q It=④由①②③④式得20123n B t rqRtπ=4．如图所示，在水平面上固定一光滑金属导轨HGDEF，EF∥GH，DE=EF=DG=GH=EG=L．一质量为m足够长导体棒AC垂直EF方向放置于在金属导轨上，导轨与导体棒单位长度的电阻均为r．整个装置处在方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中．现对导体棒AC施加一水平向右的外力，使导体棒从D位置开始以速度v0沿EF方向做匀速直线运动，导体棒在滑动过程中始终保持与导轨良好接触．(1)求导体棒运动到FH位置，即将离开导轨时，FH两端的电势差．(2)关于导体棒运动过程中回路产生感应电流，小明和小华两位同学进行了讨论．小明认为导体棒在整个运动过程中是匀速的，所以回路中电流的值是恒定不变的；小华则认为前一过程导体棒有效切割长度在增大，所以电流是增大的，后一过程导体棒有效切割长度不变，电流才是恒定不变的．你认为这两位同学的观点正确吗?请通过推算证明你的观点．(3)求导体棒从D位置运动到EG位置的过程中，导体棒上产生的焦耳热．【答案】(1)045FH U BLv = (2)两个同学的观点都不正确 (3)220336B L v Q '= 【解析】 【分析】 【详解】(1)导体棒运动到FH 位置，即将离开导轨时，由于切割磁感线产生的电动势为E =BLv 0在电路中切割磁感线的那部分导体相当于电源，则此时可将电路等效为：可以将切割磁感线的FH 棒看成电动势为E ，内阻为r 的电源， 根据题意知，外电路电阻为R =4r ，再根据闭合电路欧姆定律得FH 间的电势差：004445FH R r U E BLv BLv R r r r ===++ (2)两个同学的观点都不正确取AC 棒在D 到EG 运动过程中的某一位置，MN 间距离设为x ，则由题意有：DM =NM =DN =x则此时切割磁感线的有效长度为x ，则回路中产生的感应电动势E =Bxv 0 回路的总电阻为R =3rx 据欧姆定律知电路中电流为0033Bxv Bv E I R rx r===，即此过程中电流是恒定的； 当导体棒由EG 棒至FH 的过程中，由于切割磁感线的导体长度一定，故产生的感应电动势恒定，但电路中电阻是随运动而增加的据欧姆定律可得，电路中的电流是减小的． (3)设任意时刻沿运动方向的位移为s ,如图所示：则32s x =安培力与位移的关系为22002339A B v x B v sF BIx r r===AC 棒在DEG 上滑动时产生的电热，数值上等于克服安培力做的功，又因为A F s ∝，所以2203032212AB L v F Q L +=⨯=因为导体棒从D 至EG 过程中，导体棒的电阻始终是回路中电阻的13， 所以导体棒中产生的焦耳热22033B L v QQ '==5．如图所示，两足够长的平行光滑的金属导轨MN 、PQ 相距为d ，导轨平面与水平面的夹角30θ=︒，导轨电阻不计，磁感应强度为B 的匀强磁场垂直于导轨平面向上．长为的金属棒ab 垂直于MN 、PQ 放置在导轨上，且始终与导轨接触良好，金属棒的质量为m 、电阻为r R =．两金属导轨的上端连接一个灯泡，灯泡的电阻L R R =，重力加速度为g ．现闭合开关S ，给金属棒施加一个方向垂直于杆且平行于导轨平面向上的、大小为F mg =的恒力，使金属棒由静止开始运动，当金属棒达到最大速度时，灯泡恰能达到它的额定功率．求：（1）金属棒能达到的最大速度v m ；（2）灯泡的额定功率P L ；（3）若金属棒上滑距离为L 时速度恰达到最大，求金属棒由静止开始上滑4L 的过程中，金属棒上产生的电热Q r ．【答案】(1) 22mgR B d ；(2) 22224m g RB d；(3) 322444m g R mgL B d - 【解析】 【详解】解：(1)金属棒先做加速度逐渐减小的加速运动，当加速度为零时，金属棒达到最大速度，此后开始做匀速直线运动；设最大速度为m v ，当金属棒达到最大速度时，做匀速直线运动，由平衡条件得：30F BId mgsin =+︒ 又：F mg = 解得：2mg I Bd= 由2L E EI R r R==+，m E Bdv = 联立解得：22m mgRv B d =； (2)灯泡的额定功率：222222()24L L mg m g RP I R R Bd B d=== (3)金属棒由静止开始上滑4L 的过程中，由能量守恒定律可知：2144302m Q F L mg Lsin mv =•-•︒-金属棒上产生的电热：32244124r m g R Q Q mgL B d==-6．如图(a)所示，足够长的光滑平行金属导轨JK 、PQ 倾斜放置，两导轨间距离为L=l.0 m ，导轨平面与水平面间的夹角为θ=30°，磁感应强度为B 的匀强磁场垂直于导轨平面向上，导轨的J 、P 两端连接阻值为R=3.0Ω的电阻，金属棒ab 垂直于导轨放置并用细线通过光滑定滑轮与重物相连，金属棒ab 的质量m=0.20 kg ，电阻r=0.50 Ω，重物的质量M=0.60 kg ，如果将金属棒和重物由静止释放，金属棒沿斜面上滑距离与时间的关系图像如图(b)所示，不计导轨电阻， g=10 m/s 2 。
简述法拉第电磁感应定律
简述法拉第电磁感应定律
法拉第电磁感应定律是物理学发展史中一项重要的成就，它将电场和磁场密不可分地统一起来，是物理学家们对电磁现象的总结和解释。
它的研究可以说是当今科技发展的基础。
法拉第电磁感应定律也称法拉第定律，是德国物理学家艾司塔法拉第在1850年发现的。
他发现，当某一点电荷发生动作时，在它周围会产生一股新的电磁场，而电磁场又会导致点电荷的移动，现象就是“电磁感应”。
根据他的发现，法拉第提出了这个定律，即“电流线圈内感应电动势和线圈内通过电流的强度成正比”，加上了现在熟知的高斯定则，就形成了法拉第电磁感应定律。
它是电磁场的主要基础，对它的研究可以深入地掌握电磁学的主要内容，例如电磁场的特性，电磁感应的原理，磁通量的概念模型等等。
它的发现在各个领域的应用也是极其重要的，最为重要的是，它促进了电机的发明和电力的发展，是当今工业化发展的基础之一。
实际上，法拉第电磁感应定律也是一个具体条件下对电磁场及其变化的定义，它将电磁场视为磁力线，即磁通量线，磁通量线是由电磁力线及磁矩而形成。
法拉第电磁感应定律指出，通过磁力线的磁通量强度变化，将引起电流线圈周围的磁场发生变化，而本身的磁力线形成电流源，并在空间中引导电流的流动。
它的另一重要特性是，它表明，任何一个物体周围的任何变化，例如磁场的强弱和方向的变化，都会引起另外一方的变化。
总的来说，法拉第电磁感应定律是一个重要而精确的物理定律，它统一了电场和磁场，使物理学家们能够更加清楚地认识和描述电磁运动，使得电机等电气设备的发明和开发成为可能，为现代科技的发展提供了重要基础。
它的研究和应用也是当今科技发展的基础。
高考物理法拉第电磁感应定律知识点汇总word
高考物理法拉第电磁感应定律知识点汇总word一、高中物理解题方法：法拉第电磁感应定律1．如图所示，足够长的光滑平行金属导轨MN 、PQ 竖直放置，其宽度L ＝1 m ，一匀强磁场垂直穿过导轨平面，导轨的上端M 与P 之间连接阻值为R ＝0.40 Ω的电阻，质量为m ＝0.01 kg 、电阻为r ＝0.30 Ω的金属棒ab 紧贴在导轨上．现使金属棒ab 由静止开始下滑，下滑过程中ab 始终保持水平，且与导轨接触良好，其下滑距离x 与时间t 的关系如图所示，图象中的OA 段为曲线，AB 段为直线，导轨电阻不计，g ＝10 m/s 2(忽略ab 棒运动过程中对原磁场的影响)，求：(1) ab 棒1.5 s-2.1s 的速度大小及磁感应强度B 的大小； (2)金属棒ab 在开始运动的1.5 s 内，通过电阻R 的电荷量； (3)金属棒ab 在开始运动的1.5 s 内，电阻R 上产生的热量。
【答案】(1) v ＝7 m/s B ＝0.1 T (2) q ＝0.67 C (3)0.26 J 【解析】 【详解】(1)金属棒在AB 段匀速运动，由题中图象得：v ＝xt ∆∆＝7 m/s 根据欧姆定律可得：I ＝BLvr R+ 根据平衡条件有mg ＝BIL解得：B ＝0.1T(2)根据电量公式：q ＝I Δt根据欧姆定律可得：I ＝()R r t∆Φ+∆ 磁通量变化量ΔΦ＝S t∆∆B 解得：q ＝0.67 C(3)根据能量守恒有：Q ＝mgx －12mv 2 解得：Q ＝0.455 J所以Q R ＝Rr R+Q ＝0.26 J 答：(1) v ＝7 m/s B ＝0.1 T (2) q ＝0.67 C (3)0.26 J2．如图()a ，平行长直导轨MN 、PQ 水平放置，两导轨间距0.5L m =，导轨左端MP 间接有一阻值为0.2R =Ω的定值电阻，导体棒ab 质量0.1m kg =，与导轨间的动摩擦因数0.1μ=，导体棒垂直于导轨放在距离左端 1.0d m =处，导轨和导体棒电阻均忽略不计.整个装置处在范围足够大的匀强磁场中，0t =时刻，磁场方向竖直向下，此后，磁感应强度B 随时间t 的变化如图()b 所示，不计感应电流磁场的影响.当3t s =时，突然使ab 棒获得向右的速度08/v m s =，同时在棒上施加一方向水平、大小可变化的外力F ，保持ab 棒具有大小为恒为24/a m s =、方向向左的加速度，取210/g m s =．()1求0t =时棒所受到的安培力0F ；()2分析前3s 时间内导体棒的运动情况并求前3s 内棒所受的摩擦力f 随时间t 变化的关系式；()3从0t =时刻开始，当通过电阻R 的电量 2.25q C =时，ab 棒正在向右运动，此时撤去外力F ，此后ab 棒又运动了2 6.05s m =后静止.求撤去外力F 后电阻R 上产生的热量Q ．【答案】(1)0 0.025F N =，方向水平向右(2) ()0.01252?f t N =-(3) 0.195J【解析】 【详解】 解：()1由图b 知：0.20.1T /s 2B t == 0t =时棒的速度为零，故回路中只有感生感应势为：0.05V B E Ld t tΦ===感应电流为：0.25A EI R== 可得0t =时棒所受到的安培力：000.025N F B IL ==，方向水平向右；()2ab 棒与轨道间的最大摩擦力为：00.10.025N m f mg N F μ==>=故前3s 内导体棒静止不动，由平衡条件得： f BIL = 由图知在03s -内，磁感应强度为：00.20.1B B kt t =-=- 联立解得： ()0.01252(3s)f t N t =-<；()3前3s 内通过电阻R 的电量为：10.253C 0.75C q I t =⨯=⨯=设3s 后到撤去外力F 时又运动了1s ，则有：11BLs q q I t R RΦ-=== 解得：16m s =此时ab 棒的速度设为1v ，则有：221012v v as -=解得：14m /s v =此后到停止，由能量守恒定律得： 可得：21210.195J 2Q mv mgs μ=-=3．如图(a)所示，间距为l 、电阻不计的光滑导轨固定在倾角为θ的斜面上．在区域Ⅰ内有方向垂直于斜面的匀强磁场，磁感应强度为B ；在区域Ⅱ内有垂直于斜面向下的匀强磁场，其磁感应强度B t 的大小随时间t 变化的规律如图(b)所示．t ＝0时刻在轨道上端的金属细棒ab 从如图位置由静止开始沿导轨下滑，同时下端的另一金属细棒cd 在位于区域I 内的导轨上由静止释放．在ab 棒运动到区域Ⅱ的下边界EF 处之前，cd 棒始终静止不动，两棒均与导轨接触良好．已知cd 棒的质量为m 、电阻为R ，ab 棒的质量、阻值均未知，区域Ⅱ沿斜面的长度为2l ，在t ＝t x 时刻(t x 未知)ab 棒恰进入区域Ⅱ，重力加速度为g.求：图(a) 图(b)(1)通过cd 棒电流的方向和区域Ⅰ内磁场的方向； (2)当ab 棒在区域Ⅱ内运动时，cd 棒消耗的电功率； (3)ab 棒开始下滑的位置离EF 的距离；(4)ab 棒开始下滑至EF 的过程中回路中产生的热量．【答案】(1)电流方向由d到c，区域Ⅰ内的磁场方向为垂直于斜面向上；(2)(3) (4)【解析】【详解】(1)由右手定则可知通过cd棒电流的方向为d到c；再由左手定则可判断区域Ⅰ内磁场垂直于斜面向上．(2)cd棒平衡，BIl＝mg sin θ，得cd棒消耗的电功率P＝I2R，得(3)ab棒在到达区域Ⅱ前做匀加速直线运动，cd棒始终静止不动，ab棒在到达区域Ⅱ前、后，回路中产生的感应电动势不变，则ab棒在区域Ⅱ中一定做匀速直线运动，可得，所以.ab棒在区域Ⅱ中做匀速直线运动的速度则ab棒开始下滑的位置离EF的距离(4)ab棒在区域Ⅱ中运动的时间ab棒从开始下滑至EF的总时间：ab棒从开始下滑至EF的过程中闭合回路中产生的热量：故本题答案是：(1)电流方向由d到c，区域Ⅰ内的磁场方向为垂直于斜面向上；(2) (3)(4)【点睛】题目中cd棒一直处于静止状态，说明cd棒受到的安培力是恒力并且大小应该和导体棒的重力分量相等，要结合并把握这个条件解题即可。
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难点之七 法拉第电磁感应定律一、难点形成原因1、关于表达式tn E ∆∆=φ 此公式在应用时容易漏掉匝数n ，实际上n 匝线圈产生的感应电动势是串联在一起的，其次φ∆是合磁通量的变化，尤其变化过程中磁场方向改变的情况特别容易出错，并且感应电动势E 与φ、φ∆、t∆∆φ的关系容易混淆不清。
2、应用法拉第电磁感应定律的三种特殊情况E=Blv 、ω221Bl E =、E=nBs ωsin θ（或E=nBs ωcos θ）解决问题时，不注意各公式应用的条件，造成公式应用混乱从而形成难点。
3、公式E=nBs ωsin θ（或E=nBs ωcos θ）的记忆和推导是难点，造成推导困难的原因主要是此情况下，线圈在三维空间运动，不少同学缺乏立体思维。
二、难点突破1、φ、φ∆、t ∆∆φ同v 、△v 、tv ∆∆一样都是容易混淆的物理量，如果理不清它们之间的关系，求解感应电动势就会受到影响，要真正掌握它们的区别应从以下几个方面深入理解。
磁通量φ 磁通量变化量φ∆ 磁通量变化率t ∆∆φ物理意义磁通量越大，某时刻穿过磁场中某个面的磁感线条数越多 某段时间穿过某个面的末、初磁通量的差值 表述磁场中穿过某个面的磁通量变化快慢的物理量 大小计算 ⊥=BS φ，⊥S 为与B 垂直的面积 12φφφ-=∆，S B ∆=∆φ或B S ∆=∆φ tS B t ∆∆=∆∆φ 或tB S t ∆∆=∆∆φ 注 意 若穿过某个面有方向相反的磁场，则不能直接用⊥=BS φ，应考虑相反方向的磁通量相互抵消以后所剩余的磁通量开始和转过1800时平面都与磁场垂直，穿过平面的磁通量是不同的，一正一负，△φ=2 BS ，而不是零 既不表示磁通量的大小，也不表示变化的多少，在φ—t图象中用图线的斜率表示 2、明确感应电动势的三种特殊情况中各公式的具体用法及应用时须注意的问题 ⑴导体切割磁感线产生的感应电动势E=Blv ，应用此公式时B 、l 、v 三个量必须是两两相互垂直，若不垂直应转化成相互垂直的有效分量进行计算，生硬地套用公式会导致错误。
有的注意到三者之间的关系，发现不垂直后，在不明白θ角含义的情况下用E=Blvsin θ求解，这也是不可取的。
处理这类问题，最好画图找B 、l 、v 三个量的关系，如若不两两垂直则在图上画出它们两两垂直的有效分量，然后将有效分量代入公式E=Blv 求解。
此公式也可计算平均感应电动势，只要将v 代入平均速度即可。
⑵导体棒以端点为轴在垂直于磁感线的匀强磁场中匀速转动，计算此时产生的感应电动势须注意棒上各点的线速度不同，应用平均速度（即中点位置的线速度）来计算，所以ω221Bl E =。
⑶矩形线圈在匀强磁场中，绕垂直于磁场的任意轴匀速转动产生的感应电动势何时用E=nBs ωsin θ计算，何时用E=nBs ωcos θ计算，最容易记混。
其实这两个公式的区别是计时起点不同，记住两个特殊位置是关键。
当线圈转至中性面（即线圈平面与磁场垂直的位置）时E=0，当线圈转至垂直中性面的位置（即线圈平面与磁场平行）时E=nBs ω。
这样，线圈从中性面开始计时感应电动势按E=nBs ωsin θ规律变化，线圈从垂直中性面的位置开始计时感应电动势按E=nBs ωcos θ规律变化。
并且用这两个公式可以求某时刻线圈的磁通量变化率△φ/△t ，不少同学没有这种意识。
推导这两个公式时，如果能根据三维空间的立体图准确画出二维空间的平面图，问题就会迎刃而解。
另外，tn E ∆∆=φ求的是整个闭合回路的平均感应电动势，△t →0的极限值才等于瞬时感应电动势。
当△φ均匀变化时，平均感应电动势等于瞬时感应电动势。
但三种特殊情况中的公式通常用来求感应电动势的瞬时值。
4、典型例例1： 关于感应电动势，下列说法正确的是（ ）A ．穿过回路的磁通量越大，回路中的感应电动势就越大B ．穿过回路的磁通量变化量越大，回路中的感应电动势就越大C ．穿过回路的磁通量变化率越大，回路中的感应电动势就越大D ．单位时间内穿过回路的磁通量变化量越大，回路中的感应电动势就越大【审题】题目考查内容非常明确，主要考查感应电动势E 与磁通量φ、磁通量变化量φ∆、磁通量变化率t∆∆φ之间的关系。
【解析】感应电动势E 的大小与磁通量变化率t∆∆φ成正比，与磁通量φ、磁通量变化量φ∆无直接联系。
A 选项中磁通量φ很大时，磁通量变化率t∆∆φ可能很小，这样感应电动势E 就会很小，故A 错。
B 选项中φ∆很大时，若经历时间很长，磁通量变化率t ∆∆φ仍然会很小，感应电动势E 就很小，故B 错。
D 选项中单位时间内穿过回路的磁通量变化量即磁通量变化率t∆∆φ，它越大感应电动势E 就越大，故D 对。
答案：CD【总结】感应电动势的有无由磁通量变化量φ∆决定，φ∆≠0是回路中存在感应电动势的前提，感应电动势的大小由磁通量变化率t ∆∆φ决定，t∆∆φ越大，回路中的感应电动势越大，与φ、φ∆无关。
例2：一个面积S=4×10-2m 2，匝数N=100的线圈，放在匀强磁场中，磁场方向垂直线圈平面，磁场的磁感应强度B 随时间变化规律为△B /△t=2T/s ，则穿过线圈的磁通量变化率t ∆∆φ为 Wb/s ，线圈中产生的感应电动势E= V 。
【审题】磁通量的变化率t∆∆φ与匝数N 无关，因为磁通量表示穿过某一面积的磁感线条数，穿过一匝线圈和穿过N 匝线圈的磁感线条数是一样的。
这样，一段时间内磁通量的变化一匝线圈和N 匝线圈是一样的，所以t ∆∆φ不受匝数N 的影响。
而感应电动势除与t ∆∆φ有关外还与匝数N 有关，因为产生感应电动势的过程中，每一匝线圈都相当于一个电源，线圈匝数越多，意味着串联的电源越多，说明E 与N 有关。
【解析】根据磁通量变化率的定义得t∆∆φ= S △B /△t=4×10-2×2 Wb/s=8×10-2Wb/s 由E=N △φ/△t 得E=100×8×10-2V=8V答案：8×10-2；8【总结】计算磁通量φ=BScos θ、磁通量变化量△φ=φ2-φ1、磁通量变化率△φ/△t 时不用考虑匝数N ，但在求感应电动势时必须考虑匝数N ，即E=N △φ/△t 。
同样，求安培力时也要考虑匝数N ，即F=NBIL ，因为通电导线越多，它们在磁场中所受安培力就越大，所以安培力也与匝数N 有关。
例3：如图7-1所示，两条平行且足够长的金属导轨置于磁感应强度为B 的匀强磁场中，B 的方向垂直导轨平面。
两导轨间距为L ，左端接一电阻R ，其余电阻不计。
长为2L 的导体棒ab 如图所示放置， 开始时ab 棒与导轨垂直，在ab 棒绕a 点紧贴导轨滑倒的过程中，通过电阻R 的电荷量是 。
【审题】求通过电阻R 的电荷量首先须求出通过电阻R 的平均电流，由于电阻R 已知，因此根据法拉第电磁感应定律求出这一过程的平均感应电动势是解题关键。
【解析】tBL t L L L B t S B t E ∆=∆-∙=∆∆=∆∆=23421222φ tR2BL 3R E I 2∆== ∴RBL t I q 232=∆= 图7-1答案：RBL 232【总结】用E=N △φ/△t 求的是平均感应电动势，由平均感应电动势求闭合回路的平均电流。
而电路中通过的电荷量等于平均电流与时间的乘积，即RN t tR Nt I q φφ∆=∆∆∆=∆=，注意这个式子在不同情况下的应用。
例4：如图7-2所示，在竖直向下的匀强磁场中，将一水平放置的金属棒以水平速度V 0抛出，设整个过程中，棒的取向不变，不计空气阻力，则金属棒运动过程中产生的感应电动势的大小变化情况应是（ ）A ．越来越大B ．越来越小C ．保持不变D ．无法判断【审题】金属棒运动过程中速度越来越大，但产生感应电动势的有效切割速度仅仅是速度的水平分量V 0，而在金属棒运动过程中V 0是不变的。
【解析】导体切割磁感线产生的感应电动势E=Blv ，金属棒运动过程中B 、l 和v 的有效分量均不变，所以感应电动势E 不变，故选C 。
答案：C【总结】应用感应电动势的计算公式E=Blv 时，一定要注意B 、l 、v 必须两两垂直，若不垂直要取两两垂直的有效分量进行计算。
例5：如图7-3所示，长为L 的金属棒ab ，绕b 端在垂直于匀强磁场的平面内以角速度ω匀速转动，磁感应强度为B ，求ab 两端的电势差。
【审题】ab 两端的电势差等于金属棒切割磁感线产生的感应电动势，因此，只要求出感应电动势即可。
本题是导体棒转动切割磁感线产生感应电动势的情况，棒上各点的速率不相等，由v=ωr 知，棒上各点的线速度跟半径成正比，故可用棒的中点的速率作为平均切割速率代入公式E=Blv 求解。
本题也可以设△t 时间ab 棒扫过的扇形面积为△S ，根据E=n △φ/△t 求解。
【解析】解法一：E=Blv=BL ωL/2=BL 2ω/2解法二：E=n △φ/△t= B △S/△t=t t L B ∆∆∙/212ω= BL 2ω/2 ∴22ωBL E U ab == 答案：BL 2ω/2【总结】若用E=Blv 求E ，则必须先求出平均切割速率；若用E=n △φ/△t 求E ，则必须先求出金属棒ab 在△t 时间扫过的扇形面积，从而求出磁通量的变化率。
图7-3 图7-2例6：如图7-4所示，矩形线圈abcd 共有n 匝，总电阻为R ，部分置于有理想边界的匀强磁场中，线圈平面与磁场垂直，磁感应强度大小为B 。
让线圈从图示位置开始以ab 边为轴匀速转动，角速度为ω。
若线圈ab 边长为L 1，ad 边长为L 2，在磁场外部分为2L 52，则 ⑴线圈从图示位置转过530时的感应电动势的大小为 。
⑵线圈从图示位置转过1800的过程中，线圈中的平均感应电流为 。
⑶若磁场没有边界，线圈从图示位置转过450时的感应电动势的大小为 ，磁通量的变化率为 。
【审题】磁场有边界时，线圈abcd 从图示位置转过530的过程中，穿过线圈的磁通量始终没有变化，所以此过程感应电动势始终为零；在线圈abcd 从图示位置转过1800的过程中，初末状态磁通量大小不变，但方向改变，所以2121L BL 56L 53BL 2=∙=φ∆。
磁场没有边界时，线圈abcd 从图示位置转动产生的感应电动势按E=nBs ωsin θ规律变化，即E=nBL 1L 2ωsin ωt ，t 时刻磁通量的变化率△φ/△t=E/n=BL 1L 2ωsin ωt 。
【解析】⑴线圈从图示位置转过530时的感应电动势的大小为零。
⑵线圈从图示位置转过1800的过程中，πωωπφ56562121L nBL L BL n t n E ==∆∆= ∴RL nBL R E I πω5621== ⑶若磁场没有边界，线圈从图示位置转过450时的感应电动势 E=nBL 1L 2ωsin ωt=ω21L nBL 22 此时磁通量的变化率2221ωφL BL n E t ==∆∆ 答案：0；R5L nBL 621πω；ω21L nBL 22，2221ωL BL 【总结】本题考查了三个知识点：①感应电动势的产生由△φ决定，△φ=0则感应电动势等于零；②磁通量的变化量的求法，开始和转过1800时平面都与磁场垂直，△φ=2 BS ，而不是零；③线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴转动产生感应电动势的表达式及此过程中任一时刻磁通量的变化率的求法。