2022年高二物理法拉第电磁感应定律—感应电动势的大小人教版知识精讲 .pdf

优秀学习资料欢迎下载高二物理法拉第电磁感应定律感应电动势的大小人教版【同步教育信息 】一. 本周教学内容：法拉第电磁感应定律感应电动势的大小二. 知识要点：1. 正确理解法拉第电磁感应定律。2. 学会运用公式tnE和BlvE进行有关问题的计算。三. 疑难辨析：1. 法拉第电磁感应定律的数学表达式为tnE，它指出感应电动势既不取决于磁通量 的大小，也不取决于磁通量变化的大小，而是由磁通量变化的快慢等来决定的，由tnE算出的是感应电动势的平均值，当线圈有相同的匝时，相当于个相同的电源串联，整个线圈的感应电动势由tnE算出。2. 公式tnE中涉及到的磁通量的变化情况在高中阶段一般有两种情况：回路与磁场垂直的面积s 不变，磁感应强度发生变化，则 BS，此时StBE，式中tB叫磁感应强度的变化率。 磁感应强度B 不变， 回路与磁场垂直的面积发生变化，则 BS。若遇到B 和 S 都发生变化的情况，则BtSStBE。3. 回路中一部分导体做切割磁感线运动时感应电动势的表达式为sinBlvE，式中取平均速度或瞬时速度，分别对应于平均电动势或瞬时电动势。4. 在切割磁感线情况中，遇到切割导线的长度改变，或导线的各部分切割速度不等的复杂情况， 感应电动势的根本算法仍是tE，但式中的 要理解t时间内导线切割到的磁感线的条数。【典型例题】例 l 如图所示，导线全部为裸导线，半径为r，两端开有小口的圆内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，一根长度大于2r 的导线 MN 以速度在圆环上无磨擦地自左端匀速滑到右端，电路中固定电阻阻值为R，其余部分电阻均忽略不计。试求MN 从圆环左端滑到右端的过程中，（1）电阻 R 上的最大电流；（2）电阻 R 上的平均电流；（3）通过电阻的电量。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 5 页优秀学习资料欢迎下载解：（1）MN 向右滑动时，切割磁感线的有效长度不断变化，当MN 经过圆心时，有效切割长度最长，此时感应电动势和感应电流达到最大值所以，m axIRBrvRE2。（2）由于 MN 向右滑动中电动势和电流大小不断变化，且不是简单的线性变化，故难以通过 Blv 求解平均值， 可以通过磁通量的平均变化率计算平均电动势和平均电流。所以，rvrBtE22，RBrvREI2。（3）流过电阻R 的电量等于平均电流与时间的乘积。所以，RrBRItq2。例 2 半径为10cm，电阻为2.0的闭合金属圆环放在匀强磁场中，磁场方向垂直于圆环平面。当磁感应强度B 从零开始随时间t 成正比增大时，环中感应电流恒为0.lA ，试求B与的关系式。解： 线圈平面与磁场垂直，BS，B=kt ，Skt，IRSktBStE，)/(64.01 .01 .02. 01.0sTSIRk，B=0.64t （T）例 3 如图所示，长1L宽2L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 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）线框匀速运动右边切割磁感线速度恒定，感应电动势恒定，感应电流恒定。线框左边受到的安培力恒定拉力F 恒定。vBLE2，REI，1BILF，vRvLLBF212（2）22212vRrLLBvFP精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 5 页优秀学习资料欢迎下载（3）vRvLLLBFLW122121（4）vWQ（5）RtREtIq【模拟试题】1. 关于线圈中产生的感应电动势，下列叙述中正确的有（）A. 感应电动势是标量B. 穿过线圈的磁通量减小得越快，线圈中产生的感应电动势越大C. 穿过线圈的磁通量的变化量越大，线圈中产生的感应电动势一定越大D. 磁通量为零时，线圈中的感应电动势不一定为零2. 导线 abc 放在匀强磁场中， 如图所示，已知 ab=bc=10cm， 磁感应强度B=0.2T ，37。当导线以v=5m/s 的速度垂直bc 向上运动时， abc 导线中的感应电动势E1=V。当导线以 v5m/s 的速度平行ab 向右运动时，abc 导线中的感应电动势E2= V。3. 边长为 0.2m 的正方形导线框abcd 斜靠在墙上，线框平面与地面成30角。该区域有一水平向右的匀强磁场，磁感应强度为0.5T，如图所示，因受振动线框在0.1s 内滑跌至地面，这过程中线框里产生的感应电动势的平均值为V。4. 在图中，闭合矩形线框abcd 位于磁感应强度为B 的匀强磁场中，ad 边位于磁场边缘，线框平面与磁场垂直，ab、ad 边长分别用L1、L2表示，若把线圈沿v 方向匀速拉出磁场所用时间为 t，则通过线框导线截面的电量是（）A. tRLBL21B. RLBL21C. tLBL21D. BL1L2 5. 图为穿过一单匝线圈所围面积内的磁通量随时间变化的图像。在A、B、C、D 四个时刻，其中时刻线圈中产生的感应电动势最大，时刻的感应电动势为零。在AB这段时间内，线圈中的平均感应电动势为V。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 5 页优秀学习资料欢迎下载6. 金属棒ab 长 0.5m，水平放置，以离a 端 0.1m 处的 O 点为轴在水平面内绕竖直轴以10r/s 的转速匀速旋转， 如图所示， 整个装置处在竖直向上的匀强磁场中。磁感应强度B=1T 。求 ab 两点间的电压。7. 在磁感应强度为0.1T 的匀强磁场中移动长度为20cm 的直导线，为了使导线中感应电动势每秒增加0.1V，那么移动导线的最小加速度等于多少? 8. 在磁感应强度为B 的匀强磁场中，有一个匝数为n、阻值为R、半径为r 的圆形闭合线圈， 线圈平面垂直于磁场。如果将线圈以其某一直径为轴翻转180，则在此过程中线圈导线的任一截面处通过的电量为多少? 9. 如图所示， “U”形导线框固定在水平面上，右端放有质量为m 的金属棒ab，ab 与导轨间的动摩擦因数为，它们围成的矩形边长分别为L1、L2，回路的总电阻为R.。从0t时刻起，在竖直向上方向加一个随时间均匀变化的匀强磁场ktB，那么在t 为多大时，金属棒开始移动？精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 5 页优秀学习资料欢迎下载试题答案1. A 、 B、D 2. 0.18， 0.06 3. 0.1 4. B 5. A ， D， 4 6. 4.7V 7. 5ms28. RnBr22 9. mgRLkLLKt211，2212LLkmgRt精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 5 页