高考物理一轮复习 10.2 法拉第电磁感应定律 自感同步课件.ppt

第第2 2讲 法拉第法拉第电磁感磁感应定律定律 自感自感2021/8/11 星期三1一、感应电动势一、感应电动势1感应电动势：感应电动势：在在中产生的电动势产生感应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动势的那部分导体就相当于导体的电阻相当于导体的电阻相当于2感应电流与感应电动势的关系：感应电流与感应电动势的关系：遵守遵守定律，定律，I.电磁感应现象电磁感应现象电源电源 电源的内阻电源的内阻闭合电路欧姆闭合电路欧姆2021/8/11 星期三23.感生电场与感生电动势、动生电动势感生电场与感生电动势、动生电动势(1)感生电场：磁场变化时在周围空间激发出的感生电场：磁场变化时在周围空间激发出的.(2)感生电动势：由感生电动势：由产生的感应电动势叫做产生的感应电动势叫做感生电动势感生电动势.(3)动生电动势：由于动生电动势：由于而产生的感应电动势而产生的感应电动势叫做动生电动势叫做动生电动势.电场电场感生电场感生电场导体运动导体运动2021/8/11 星期三34反电动势反电动势(1)定义：电动机转动时，线圈中也会产生定义：电动机转动时，线圈中也会产生，这个感应电动势总要这个感应电动势总要电源电动势的作用我们把这电源电动势的作用我们把这个电动势称为反电动势个电动势称为反电动势(2)作用：作用：线圈的转动线圈的转动感应电动势感应电动势削弱削弱阻碍阻碍2021/8/11 星期三4(1)感生电动势和动生电动势都属于感应感生电动势和动生电动势都属于感应电动势，但二者产生机理有所不同电动势，但二者产生机理有所不同(2)在实际的感应电动势中，可能既有感生电动势，同时在实际的感应电动势中，可能既有感生电动势，同时也有动生电动势也有动生电动势2021/8/11 星期三5二、法拉第电磁感应定律二、法拉第电磁感应定律1内容：内容：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的通量的成正比成正比变化率变化率2公式：公式：En ，n为线圈匝数为线圈匝数3导体切割磁感线产生的电动势导体切割磁感线产生的电动势(1)若若B、L、v相互垂直，则相互垂直，则E.(2)E，为导体的运动方向与磁感线方向的夹角为导体的运动方向与磁感线方向的夹角BLvBLvsin2021/8/11 星期三6三、互感、自感和涡流三、互感、自感和涡流1互感现象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，它所产生的变化的产生的变化的会在另一个线圈中产生会在另一个线圈中产生的的现象互感现象可以把现象互感现象可以把由一个线圈传递到另一个线由一个线圈传递到另一个线圈，变压器就是利用圈，变压器就是利用现象制成的现象制成的磁场磁场感应电动势感应电动势能量能量互感互感2自感现象自感现象由于线圈本身的由于线圈本身的发生变化而在它本身激发出感应发生变化而在它本身激发出感应电动势的现象电动势的现象电流电流2021/8/11 星期三73自感电动势自感电动势(1)定义：在定义：在现象中产生的感应电动势现象中产生的感应电动势(2)公式：公式：EL其中其中L叫叫，它与线圈，它与线圈的的、形状、形状、以及是否有铁芯有关以及是否有铁芯有关自感系数的单位：是自感系数的单位：是,1mHH,1HH.自感自感自感系数自感系数大小大小圈数圈数亨利亨利(H)1031062021/8/11 星期三84涡流涡流当线圈中的电流发生变化时，在它附近的任何导体中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像都会产生像状的感应电流状的感应电流水的旋涡水的旋涡5电磁阻尼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，当导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受到安培力，安培力的方向总是安培力的方向总是导体的运动的现象导体的运动的现象阻碍阻碍2021/8/11 星期三96电磁驱动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，如果磁场相对于导体转动，在导体中会产生感应电流，感应电流使导体受到感应电流使导体受到的作用，的作用，使导体运使导体运动起来，这种作用称为电磁驱动动起来，这种作用称为电磁驱动交流电动机就是利用交流电动机就是利用的原理制成的的原理制成的安培力安培力安培力安培力电磁驱动电磁驱动2021/8/11 星期三10自感作用延缓了电路中电流的变化，使得在自感作用延缓了电路中电流的变化，使得在通电瞬间含电感的电路相当于断路；断电时电感线圈相当于一通电瞬间含电感的电路相当于断路；断电时电感线圈相当于一个电源，通过放电回路将储存的能量释放出来个电源，通过放电回路将储存的能量释放出来2021/8/11 星期三111.感应电动势的大小决定于穿过回路的磁通量的变化率感应电动势的大小决定于穿过回路的磁通量的变化率，而与磁通量而与磁通量 、磁通量的变化量、磁通量的变化量 的大小没有必然联系的大小没有必然联系2磁通量的变化率磁通量的变化率是是t图象上某点切线的斜率图象上某点切线的斜率2021/8/11 星期三123若若恒定，则恒定，则E不变用不变用En 所求的感应电动势为所求的感应电动势为整个回路的感应电动势，而不是回路中某部分导体的电动整个回路的感应电动势，而不是回路中某部分导体的电动势整个回路中感应电流为零时，其回路中某段导体的感势整个回路中感应电流为零时，其回路中某段导体的感应电动势不一定为零应电动势不一定为零2021/8/11 星期三134磁通量的变化常由磁通量的变化常由B的变化或的变化或S的变化两种情况引起的变化两种情况引起(1)当当仅由仅由B的变化引起时，的变化引起时，EnS(2)当当仅由仅由S的变化引起时，的变化引起时，EnB5由由En 计算出的是计算出的是t时间内的平均感应电动势时间内的平均感应电动势2021/8/11 星期三14(1)很大，很大，可能很小，可能很小，很小，很小，可能很大，感应电可能很大，感应电动势的大小与动势的大小与有关，与有关，与、无直接关系无直接关系(2)用公式用公式EnS 求感应电动势时，求感应电动势时，S为线圈在磁场范围为线圈在磁场范围内的有效面积内的有效面积(3)通过回路截面的电荷量通过回路截面的电荷量q仅与仅与n、和回路电阻和回路电阻R有关，有关，与时间长短无关推导如下：与时间长短无关推导如下：q2021/8/11 星期三15如图如图921所示，导线全部为裸导线，半所示，导线全部为裸导线，半径为径为r的圆内有垂直于圆平面的匀强磁场，磁感应强度为的圆内有垂直于圆平面的匀强磁场，磁感应强度为B，一根长度大于一根长度大于2r的导线的导线MN以速度以速度v在圆环上无摩擦地自左端在圆环上无摩擦地自左端匀速滑到右端，电路的固定电阻为匀速滑到右端，电路的固定电阻为R，其余电阻不计，求，其余电阻不计，求MN从圆环的左端滑到右端的过程中电阻从圆环的左端滑到右端的过程中电阻R上的电流的平均值和上的电流的平均值和通过电阻通过电阻R的电荷量的电荷量图图9212021/8/11 星期三16求电荷量要从电流的平均值来考虑求电荷量要从电流的平均值来考虑2021/8/11 星期三17听课记录听课记录MN做切割磁感线运动，有效切割长度在做切割磁感线运动，有效切割长度在不断变化，用不断变化，用EBlv难以求得平均感应电动势从另一角度难以求得平均感应电动势从另一角度看，回路中的磁通量在不断变化，利用法拉第电磁感应定律看，回路中的磁通量在不断变化，利用法拉第电磁感应定律求平均感应电动势求平均感应电动势从左端到右端磁通量的变化量：从左端到右端磁通量的变化量：BSBr2，从左端到右端的时间：从左端到右端的时间：t根据法拉第电磁感应定律，平均感应电动势根据法拉第电磁感应定律，平均感应电动势2021/8/11 星期三18所以，电路中平均感应电流为所以，电路中平均感应电流为通过通过R的电荷量的电荷量答案答案2021/8/11 星期三19名师归纳名师归纳(1)计算通过导体某一截面的电荷量必计算通过导体某一截面的电荷量必须用电流的平均值须用电流的平均值(2)产生感应电动势的那部分导体相当于电源产生感应电动势的那部分导体相当于电源.2021/8/11 星期三201.En 求的是回路中求的是回路中t时间内的平均感应电动势时间内的平均感应电动势2EBLv既能求导体做切割磁感线运动的平均感应电动势，既能求导体做切割磁感线运动的平均感应电动势，也能求瞬时感应电动势也能求瞬时感应电动势v为平均速度，为平均速度，E为平均感应电动为平均感应电动势；势；v为瞬时速度，为瞬时速度，E为瞬时感应电动势，其中为瞬时感应电动势，其中L为有效长度为有效长度(1)EBLv的适用条件：导体棒平动垂直切割磁感线，当速度的适用条件：导体棒平动垂直切割磁感线，当速度v 与磁感线与磁感线B不垂直时，要求出垂直于磁感线的速度分量不垂直时，要求出垂直于磁感线的速度分量2021/8/11 星期三21(2)EBL2的适用条件：导体棒绕一个端点垂直于磁感线的适用条件：导体棒绕一个端点垂直于磁感线匀速转动切割，而不是绕导体棒上中间的某点匀速转动切割，而不是绕导体棒上中间的某点(3)EnBSsint的适用条件：线框绕垂直于匀强磁场方向的的适用条件：线框绕垂直于匀强磁场方向的一条轴从中性面开始转动，与轴的位置无关，与线框的一条轴从中性面开始转动，与轴的位置无关，与线框的形状无关，当从与中性面垂直的位置开始计时时，公式形状无关，当从与中性面垂直的位置开始计时时，公式变为变为EnBScost.2021/8/11 星期三223公式公式En 和和EBlv是统一的，前者当是统一的，前者当t0时，时，E为为瞬时值，后者瞬时值，后者v若代入平均速度若代入平均速度v，则求出的是平均值，则求出的是平均值，只是一般来说前者求平均感应电动势更方便，后者求瞬只是一般来说前者求平均感应电动势更方便，后者求瞬时感应电动势更方便时感应电动势更方便2021/8/11 星期三23(1)对公式对公式EBlv，要在理解的基础上应用，不能随便代入，要在理解的基础上应用，不能随便代入数数据如果据如果B、l、v中任意两个量平行，则导体在磁场中运中任意两个量平行，则导体在磁场中运动时不切割磁感线，动时不切割磁感线，E0.(2)若导线是曲线，则若导线是曲线，则l应是导线的有效长度，即当导线垂直应是导线的有效长度，即当导线垂直切割磁感线时，导线两端点的连线在垂直于切割磁感线时，导线两端点的连线在垂直于v方向上的投方向上的投影长度影长度2021/8/11 星期三24(12分分)在范围足够大，方向竖直向下的匀强在范围足够大，方向竖直向下的匀强磁场中，磁场中，B0.2T，有一水平放置的光滑框架，宽度为，有一水平放置的光滑框架，宽度为L0.4m，如图，如图922所示，框架上放置一质量为所示，框架上放置一质量为0.05kg、电阻为、电阻为1的金属杆的金属杆cd，框架电阻不计若杆，框架电阻不计若杆cd以恒定加速度以恒定加速度a2m/s2，由静止开始做匀变速运动，求：，由静止开始做匀变速运动，求：(1)在在5s内平均感应电动势是多少？内平均感应电动势是多少？(2)第第5s末回路中的电流多大？末回路中的电流多大？(3)第第5s末作用在杆末作用在杆cd上的水平外力多大？上的水平外力多大？图图9222021/8/11 星期三25解答本题时应把握以下两点：解答本题时应把握以下两点：(1)分清求解感应电动势时用速度的平均值还是瞬时值分清求解感应电动势时用速度的平均值还是瞬时值(2)求解第求解第(3)问时合理应用牛顿第二定律问时合理应用牛顿第二定律2021/8/11 星期三26满分指导满分指导(1)5s内的位移内的位移xat225m5s内的平均速度内的平均速度5m/s(2分分)(也可用也可用求解求解)故平均感应电动势故平均感应电动势0.4V(2分分)(2)第第5s末：末：vat10m/s(1分分)此时感应电动势：此时感应电动势：EBLv(1分分)则回路中的电流为：则回路中的电流为：(2分分)2021/8/11 星期三27(3)杆杆cd匀加速运动，由牛顿第二定律得：匀加速运动，由牛顿第二定律得：FF安安ma(2分分)即即FBILma0.164N(2分分)答案答案(1)0.4V(2)0.8A(3)0.164N2021/8/11 星期三28名师归纳名师归纳(1)在计算感应电动势时，要审清题意，看在计算感应电动势时，要审清题意，看清题目要求的是平均感应电动势还是瞬时感应电动势，并正确清题目要求的是平均感应电动势还是瞬时感应电动势，并正确地选用公式地选用公式(2)在电磁感应现象中，产生感应电动势的那部分导体相在电磁感应现象中，产生感应电动势的那部分导体相当于当于，其电阻为，其电阻为，外电路则由，外电路则由等电学等电学元件组成元件组成内电阻内电阻电阻、电容电阻、电容电源电源2021/8/11 星期三291有有N匝面积为匝面积为S100cm2的金属环，电阻为的金属环，电阻为R0.1，环中磁场的变化规律如图环中磁场的变化规律如图923所示，且磁场方向垂直于所示，且磁场方向垂直于环向里，在环向里，在t1到到t2时间内，通过金属环的电荷量是多少？时间内，通过金属环的电荷量是多少？图图9232021/8/11 星期三30解析：解析：由图象可知，磁感应强度的平均变化率为：由图象可知，磁感应强度的平均变化率为：线圈中的磁通量的平均变化率为：线圈中的磁通量的平均变化率为：环中的平均感应电流：环中的平均感应电流：通过环的电荷量为：通过环的电荷量为：答案：答案：0.01NC2021/8/11 星期三31通通电电自感自感断断电电自感自感电电路路图图器材要求器材要求A1、A2同同规规格，格，RRL，L较较大大L很大很大(有有铁铁芯芯)2021/8/11 星期三32断断电电自感自感通通电电自感自感现现象象在在S闭闭合瞬合瞬间间，灯，灯A2立即亮起来，立即亮起来，灯灯A1逐逐渐变渐变亮，亮，A1、A2最最终终一一样样亮亮在开关在开关S断开断开时时，灯，灯A渐渐渐渐熄熄灭灭或或闪闪亮亮一下再熄一下再熄灭灭原因原因由于开关由于开关闭闭合合时时流流过电过电感感线线圈的圈的电电流增大，使流增大，使线线圈圈产产生自感生自感电动电动势势，阻碍了，阻碍了电电流的增大，使流流的增大，使流过过灯灯A1的的电电流比流流比流过过灯灯A2的的电电流增流增加得慢加得慢S断开断开时时，线线圈圈L产产生自感生自感电动势电动势，阻，阻碍了碍了电电流的减小，使流的减小，使电电流流继续继续存在一存在一段段时间时间；灯；灯A中中电电流反向不会立即熄流反向不会立即熄灭灭若若RLIA，则则灯灯A熄熄灭灭前要前要闪闪亮一下；若亮一下；若RL RA，原来的，原来的电电流流IL IA，则则灯灯A逐逐渐渐熄熄灭灭不再不再闪闪亮一亮一下下2021/8/11 星期三33断断电电自感自感通通电电自感自感能量能量转转化化情况情况电电能能转转化化为为磁磁场场能能磁磁场场能能转转化化为电为电能能2021/8/11 星期三34(1)通电时线圈中产生的自感电动势阻碍电流的增加，感应通电时线圈中产生的自感电动势阻碍电流的增加，感应电流与原电流方向相反，此时含线圈电流与原电流方向相反，此时含线圈L的支路相当于断开的支路相当于断开(2)断电时线圈中产生的自感电动势阻碍线圈中电流的减少，断电时线圈中产生的自感电动势阻碍线圈中电流的减少，感应电流与原电流方向相同，在与线圈串联的回路中，线感应电流与原电流方向相同，在与线圈串联的回路中，线圈相当于电源，它提供的电流从原来的圈相当于电源，它提供的电流从原来的IL逐渐变小但流过逐渐变小但流过灯灯A的电流方向与原来相反的电流方向与原来相反(3)线圈的自感系数越大，现象越明显自感电动势只是延缓线圈的自感系数越大，现象越明显自感电动势只是延缓了过程的进行，但它不能使过程停止，更不能使过程反向了过程的进行，但它不能使过程停止，更不能使过程反向2021/8/11 星期三35如图如图924所示的电路中，三个相同的灯泡所示的电路中，三个相同的灯泡a、b、c和电感和电感L1、L2与直流电源连接，电感的电阻忽略不计电与直流电源连接，电感的电阻忽略不计电键键S从闭合状态突然断开时，下列判断正确的有从闭合状态突然断开时，下列判断正确的有()Aa先变亮，然后逐渐变暗先变亮，然后逐渐变暗Bb先变亮，然后逐渐变暗先变亮，然后逐渐变暗Cc先变亮，然后逐渐变暗先变亮，然后逐渐变暗Db、c都逐渐变暗都逐渐变暗图图9242021/8/11 星期三36分析此类问题应先明确原电流的方向，然后判断自感电分析此类问题应先明确原电流的方向，然后判断自感电流的方向及大小变化流的方向及大小变化.在断开开关时还要看线圈和用电在断开开关时还要看线圈和用电器能不能形成回路器能不能形成回路.2021/8/11 星期三37解题指导解题指导a、b、c三个灯泡相同，设三个灯泡相同，设S闭合时通过三个闭合时通过三个灯泡的电流均是灯泡的电流均是I，则，则L1中的电流为中的电流为2I，L2中的电流为中的电流为I.在在S断开断开瞬间，瞬间，L1中的电流由中的电流由2I逐渐减小，逐渐减小，L2的电流由的电流由I逐渐减小，逐渐减小，L1、L2中的产生的感应电流方向相同，故中的产生的感应电流方向相同，故b、c两灯的电流逐渐减小，两灯的电流逐渐减小，即即b、c两灯逐渐变暗，两灯逐渐变暗，B、C错误，错误，D项正确；项正确；两个支路的电流汇集后为两个支路的电流汇集后为2I通过通过a灯，灯，a灯电流由灯电流由2I反向减反向减弱，故弱，故a灯中的先变亮再逐渐变暗，即灯中的先变亮再逐渐变暗，即A正确正确答案答案AD2021/8/11 星期三38名师归纳名师归纳解决此类问题的关键：解决此类问题的关键：(1)无论是通电自感还是断电自感，都是阻碍引起自感无论是通电自感还是断电自感，都是阻碍引起自感电流的变化电流的变化(2)当电路中有电感时，若电路中的电流发生变化，电当电路中有电感时，若电路中的电流发生变化，电感的作用总是阻碍电流的变化纯电感线圈在电流稳定时相感的作用总是阻碍电流的变化纯电感线圈在电流稳定时相当于当于，非纯电感线圈在电流稳定时相当于，非纯电感线圈在电流稳定时相当于一根短路导线一根短路导线一个定值电阻一个定值电阻2021/8/11 星期三392如图如图925所示的电路中，所示的电路中，A1和和A2是完全相同的是完全相同的灯泡，线圈灯泡，线圈L的电阻可以忽略下列说法中正确的是的电阻可以忽略下列说法中正确的是()图图9252021/8/11 星期三40A合上开关合上开关S接通电路时，接通电路时，A2先亮，先亮，A1后亮，然后一样亮后亮，然后一样亮B合上开关合上开关S接通电路时，接通电路时，A1和和A2始终一样亮始终一样亮C断开开关断开开关S切断电路时，切断电路时，A2立刻熄灭，立刻熄灭，A1过一会儿才熄灭过一会儿才熄灭D断开开关断开开关S切断电路时，切断电路时，A1和和A2都要过一会儿才熄灭都要过一会儿才熄灭2021/8/11 星期三41解析：解析：通电瞬间，通电瞬间，L中有自感电动势产生，与中有自感电动势产生，与L在同一支路的在同一支路的灯灯A1要逐渐变亮，而要逐渐变亮，而A2和电源构成回路则立即亮；稳定后，和电源构成回路则立即亮；稳定后，A1与与A2并联，两灯一样亮断开开关瞬间，并联，两灯一样亮断开开关瞬间，L中有自感电动中有自感电动势，相当于电源，与势，相当于电源，与A1、A2构成回路，所以两灯都过一会儿构成回路，所以两灯都过一会儿熄灭综上所述，选项熄灭综上所述，选项A、D正确正确答案：答案：AD2021/8/11 星期三42随堂巩固随堂巩固1关于电路中感应电动势的大小，下列说法正确的是关于电路中感应电动势的大小，下列说法正确的是()A穿过电路的磁通量越大，感应电动势就越大穿过电路的磁通量越大，感应电动势就越大B电路中磁通量的改变量越大，感应电动势就越大电路中磁通量的改变量越大，感应电动势就越大C电路中磁通量改变越快，感应电动势就越大电路中磁通量改变越快，感应电动势就越大D若电路在某时刻磁通量为零，则该时刻感应电动势不一定若电路在某时刻磁通量为零，则该时刻感应电动势不一定为零为零2021/8/11 星期三43解析：解析：根据法拉第电磁感应定律，感应电动势正比于磁通量根据法拉第电磁感应定律，感应电动势正比于磁通量的变化率，的变化率，C选项中磁通量变化越快，则磁通量的变化率越大，选项中磁通量变化越快，则磁通量的变化率越大，故故C选项正确，选项正确，A、B选项错误某时刻的磁通量为零，但该选项错误某时刻的磁通量为零，但该时刻磁通量的变化率不一定为零，所以感应电动势也就不一时刻磁通量的变化率不一定为零，所以感应电动势也就不一定为零，定为零，D选项错误故选选项错误故选C答案：答案：CD2021/8/11 星期三442吉他以其独特的魅力吸引了众多音乐爱好者，然而吉他有吉他以其独特的魅力吸引了众多音乐爱好者，然而吉他有许多种，不同吉他的工作原理是不同的电吉他与普通吉许多种，不同吉他的工作原理是不同的电吉他与普通吉他不同的地方是它的每一根琴弦下面安装了一种叫做拾音他不同的地方是它的每一根琴弦下面安装了一种叫做拾音器的装置，能将琴弦的振动转化为电信号，电信号经扩音器的装置，能将琴弦的振动转化为电信号，电信号经扩音器放大，再经过扬声器就能播出优美的音乐声如图器放大，再经过扬声器就能播出优美的音乐声如图926所示是拾音器的结构示意图，所示是拾音器的结构示意图，多匝线圈置于永久磁铁与钢制的多匝线圈置于永久磁铁与钢制的琴弦琴弦(电吉他不能使用尼龙弦电吉他不能使用尼龙弦)之间，之间，当弦沿着线圈平面振动时，线圈中当弦沿着线圈平面振动时，线圈中就会产生感应电流关于感应电流，就会产生感应电流关于感应电流，以下说法正确的是以下说法正确的是()图图9262021/8/11 星期三45A琴弦振动时，线圈中产生的感应电流是恒定的琴弦振动时，线圈中产生的感应电流是恒定的B琴弦振动时，线圈中产生的感应电流的大小变化，方琴弦振动时，线圈中产生的感应电流的大小变化，方向不变向不变C琴弦振动时，线圈中产生的感应电流的大小不变，方琴弦振动时，线圈中产生的感应电流的大小不变，方向变化向变化D琴弦振动时，线圈中产生的感应电流的大小和方向都琴弦振动时，线圈中产生的感应电流的大小和方向都会发生变化会发生变化2021/8/11 星期三46答案：答案：D解析：解析：由于琴弦在振动，线圈中的磁通量发生不均匀的由于琴弦在振动，线圈中的磁通量发生不均匀的变化，时快时慢，线圈中产生的感应电流的大小和方向变化，时快时慢，线圈中产生的感应电流的大小和方向都要发生变化，故都要发生变化，故D对对2021/8/11 星期三473穿过闭合回路的磁通量穿过闭合回路的磁通量随时间随时间t变化的图象分别如图变化的图象分别如图927中中所示，下列关于回路中产生的感应电动势的所示，下列关于回路中产生的感应电动势的论述，正确的是论述，正确的是()图图9272021/8/11 星期三48A图图中，回路产生的感应电动势恒定不变中，回路产生的感应电动势恒定不变B图图中，回路产生的感应电动势一直在变大中，回路产生的感应电动势一直在变大C图图中，回路在中，回路在0t1时间内产生的感应电动势小于在时间内产生的感应电动势小于在 t1t2时间内产生的感应电动势时间内产生的感应电动势D图图中，回路产生的感应电动势先变小后变大中，回路产生的感应电动势先变小后变大2021/8/11 星期三49解析：解析：由产生感应电动势的条件可知，回路中磁通量发生由产生感应电动势的条件可知，回路中磁通量发生变化才能产生感应电动势，而图变化才能产生感应电动势，而图中，穿过回路的磁通量中，穿过回路的磁通量是一恒定值，所以回路中不产生感应电动势，选项是一恒定值，所以回路中不产生感应电动势，选项A错；错；图图中，穿过闭合回路的磁通量中，穿过闭合回路的磁通量随时间随时间t均匀变化，即均匀变化，即是一恒量，由法拉第电磁感应定律是一恒量，由法拉第电磁感应定律产生的感应电动势产生的感应电动势与磁通量的变化率成正比可知，回路产生的感应电动势是与磁通量的变化率成正比可知，回路产生的感应电动势是一恒定值，选项一恒定值，选项B错；图错；图中，穿过回路的磁通量在中，穿过回路的磁通量在0t1时时2021/8/11 星期三50间间内的变化率内的变化率大于在大于在t1t2时间内的变化率，所以回路时间内的变化率，所以回路在在0t1时间内产生的感应电动势大于在时间内产生的感应电动势大于在t1t2时间内产生的时间内产生的感应电动势，选项感应电动势，选项C错；图错；图中，穿过回路的磁通量的变化中，穿过回路的磁通量的变化率率先变小后变大，所以回路产生的感应电动势先变小后先变小后变大，所以回路产生的感应电动势先变小后变大，选项变大，选项D正确正确答案：答案：D2021/8/11 星期三514一个由电阻均匀的导线绕制成的闭合线圈放在磁场中，如一个由电阻均匀的导线绕制成的闭合线圈放在磁场中，如图图928所示，线圈平面与磁场方向成所示，线圈平面与磁场方向成60角，磁感应角，磁感应强度随时间均匀变化，下列方法可使感应电流增加一倍的强度随时间均匀变化，下列方法可使感应电流增加一倍的是是()A把线圈匝数增加一倍把线圈匝数增加一倍B把线圈面积增加一倍把线圈面积增加一倍C把线圈半径增加一倍把线圈半径增加一倍D改变线圈与磁场方向的夹角为另一定值改变线圈与磁场方向的夹角为另一定值图图9282021/8/11 星期三52可见，将可见，将r增加一倍，增加一倍，I增加一倍；改变线圈与磁场方向的夹增加一倍；改变线圈与磁场方向的夹角，角，sin不能变为原来的不能变为原来的2倍倍(因因sin最大值为最大值为1)；若将线圈的；若将线圈的面积增加一倍，半径面积增加一倍，半径r增加增加(1)倍，电流增加倍，电流增加(1)倍；倍；I与线圈匝数无关综上所述，只有与线圈匝数无关综上所述，只有C项正确项正确答案：答案：C解析：解析：设导线设导线的的电电阻率阻率为为，横截面，横截面积为积为S0，线线圈的半径圈的半径为为r，则则2021/8/11 星期三535如图如图929所示，在竖直向下的磁感应强度为所示，在竖直向下的磁感应强度为B的匀强的匀强磁场中，有两根水平放置、相距磁场中，有两根水平放置、相距L且足够长的平行金属导轨且足够长的平行金属导轨 AB、CD，在导轨的，在导轨的A、C端连接一阻值为端连接一阻值为R的电阻，一根垂的电阻，一根垂直于导轨放置的金属棒直于导轨放置的金属棒ab，质量为，质量为m，导轨和金属棒的电，导轨和金属棒的电阻及它们间的摩擦不计，若用恒力阻及它们间的摩擦不计，若用恒力F水平向右拉棒水平向右拉棒ab使之运使之运动，求金属棒动，求金属棒ab的最大速度的最大速度图图9292021/8/11 星期三54解析：解析：ab棒受恒力棒受恒力F作用向右加速运动产生感应电流，作用向右加速运动产生感应电流，ab棒棒在磁场中受安培力在磁场中受安培力F安安，如右图所示随着，如右图所示随着vEIF安安F合合a，当，当ab棒所受合力为零时，加速度为零，速棒所受合力为零时，加速度为零，速度最大此时度最大此时FF安安0F安安BIL IEBLvm2021/8/11 星期三55由由得：得：FF安安F0解得：解得：vm答案：答案：2021/8/11 星期三562021/8/11 星期三57