2.2法拉第电磁感应定律（原卷版）.docx

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1、第2节 法拉第电磁感应定律【知识梳理】一、电磁感应定律1 .感应电动势：（I）产生条件：穿过电路的磁通量发生变化，与电路是否闭合无关。（2）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：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）大小：E=等 （单匝线圈）；E=n等（n匝线圈）。二、导体切割磁感线时的感应电动势.垂直切割：B、I、v两两垂直时，如图甲所示，E=B/vo1 .不垂直切割：导线的运动方向与导线本身垂直，与磁感线方向夹角为。时，如图乙所示，则=8/,厂B/vsinOo【方法突破】一、对法拉第电磁感应定律的理解和应用方法归纳.理解公式

2、后=/第感应电动势石的大小取决于穿过电路的磁通量的变化率等，而与G的大小、的大小没有必然的关系, 与电路的电阻R无关；感应电流的大小与感应电动势E和【可路总电阻R有关。磁通量的变化率笑，是G“图像上某点切线的斜率，可反映单匝线圈感应电动势的大小和方向。(3)E=后只表示感应电动势的大小，不涉及其正负，计算时A。应取绝对值。感应电流的方向可以用楞次 定律去判定。(4)磁通量发生变化有三种方式8不变，S变化，则第=3萼；8变化，S不变，则郎=第5从S变化，则等=%装1 .由E=,卷可求得平均感应电动势，通过闭合电路欧姆定律可求得电路中的平均电流/=需=啜，通过 电路中导体横截面的电量Q=/加=/写

3、。【例1】关于电磁感应现象的有关说法中，正确的是()A.只要穿过闭合电路中的磁通量不为零，闭合电路中就一定有感应电流发生B.穿过闭合电路中的磁通量为零，则电路中感应电流就为零C.穿过闭合电路中的磁通量越大，闭合电路中的感应电动势越大D.穿过闭合电路中的磁通量变化越快，闭合电路中感应电动势越大【针对训练1】一个面积S=0.05m2匝数 =100的闭合线圈放在匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，磁 感应强度8随时间/变化的规律如图所示，则下列判断正确的是()02s内线圈中感应电流的方向发生了改变A. 2 4s内穿过线圈的磁通量的变化量等于零02s内线圈中产生的感应电动势等于10VD.在第3s末线圈

4、中的感应电动势等于零二、导线切割磁感线时的感应电动势方法归纳1.对公式E=8及sin 0中各量的理解对。的理解：当B、乙、v三个量方向互相垂直时, ，=90。，感应电动势最大；当有任意两个量的方向互 相平行时，6=0，感应电动势为零。(2)对心的理解：式中的心应理解为导线切割磁感线时的有效长度，如果导线不和磁场垂直，应是导线在 与磁场垂直方向投影的长度；如果切割磁感线的导线是弯曲的，如图所示，则应取与8和u垂直的等效直 线长度，即的弦长。对v的理解：公式中的n应理解为导线和磁场间的相对速度，当导线不动而磁场运动时，也有电磁感应现象产生。公式E=B，一般用于导线各部分切割磁感线速度相同的情况，若

5、导线各部分切割磁感线的速度不同，可 取其平均速度求电动势。如图所示，导体棒在磁场中绕A点在纸面内以角速度“匀速转动，磁感应强度为E,平均切割速度不=%c=然,E,平均切割速度不=%c=然,则 E=BL v =BojL22.公式E=8usin夕与七=/4的对比E-n A/E=BLvsin 0区别研究对象整个闭合回路回路中做切割磁感线运动的那部分导体适用范围各种电磁感应现象只适用于导体切割磁感线运动的情况计算结果/内的平均感应电动势某一时刻的瞬时感应电动势联系E=BLvsin 。是由E=等在一定条件下推导出来的，该公式可看作法 拉第电磁感应定律的一个推论【例2】如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，将

6、一水平放置的金属棒H以水平初速度仍抛出，做平抛运动，不计空气阻力，则金属棒在运动过程产生的感应电动势大小的变化情况，正确的是()A.越来越小B.越来越大C.保持不变D.无法判断【针对训练2】如图所示，在足够大的磁感应强度大小为8、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，有一根长度 为L的导体棒AC第一次以垂直棒的速度I，在纸面内匀速拉动导体棒；第二次以A点为轴在纸面内顺时针转动导体棒，若这两种情况下导体棒产生的感应电动势相同，则第二次转动的角速度为（）21，门 “ U VB. - C. D.L L 2L 4L【对点检测】一、随堂检测.如图所示，一面积为S的正三角形金属框4A固定，M、N分别为4和4C边的

7、中点，直线MN上方有垂 直于线框的匀强磁场，在时间/内，磁感应强度的大小由4均匀增加到3从方向不变，在此过程中（）A.穿过金属框的磁通量变化量为N点电势比M点的高C.金属框中的感应电动势为孚2t9RSD.金属框中的感应电动势为 t2.如图甲所示，面积为0.2m2的100匝线圈处在匀强磁场中，线圈电阻,，= 4C,磁场方向垂直于线圈平面 向里，已知磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示，定值电阻R = 6C。下列说法正确的是（）A.线圈中产生的感应电动势均匀增大B.力两点间电压为2VC.。点电势比点电势低L2VD. 05s内通过电阻R的电荷量为LOC3.如图所示，两条相距d的平行金属导轨位于同一水

8、平面内，其右端接定值电阻凡 金属杆他在导轨上以 速度如水平向左匀速运动，其左侧的矩形匀强磁场区域MNPQ的磁感应强度大小为8、方向竖直向卜, 该 磁场区域也以速度如匀速地向右运动，当金属杆刚进入磁场时，杆中产生的感应电动势的大小为（）A. OB. BdvdC. IBdvoD. ABclvo4. 一直升飞机停在南半球的地磁极上空，该处地磁场的磁感应强度在竖直方向的分量为B,螺旋桨叶片的 长度为/,螺旋桨转动的频率为了,顺着地磁场的方向看，螺旋桨按顺时针方向转动。螺旋桨叶片的近轴端 为。，远轴端为从如图所示。如果忽略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 = tvJ

9、12B ,且。点电势低于点电势E = 2几优B,且“点电势低于点电势B. E = 7rfl2Bf且点电势高于点电势E = 27rfl-B,且点电势高于点电势二、课后检测5.穿过一单匝线圈的磁通量随时间变化的规律如图所示，图像是关于过C与横轴垂直的虚线对称的抛物线。 则下列说法正确的是（）A.线圈中。时刻感应电动势为0B.线圈中C时刻感应电动势为0C.线圈中A时刻感应电动势最大D.线圈从0至C时间内平均感应电动势为0.4V6.如图所示，固定于水平面上的金属框架C。石尸处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒MN沿框架以速度如 向右做匀速运动。t=0时，磁感应强度为B,此时到达的位置恰好使构成一个边长为/

10、的正方形。则下列说法中正确的是（）A. /=0时，穿过闭合回路MOEN的磁通最为8/B.若磁感应强度增大，回路中一定有感应电流C.若磁感应强度减小，回路中定有感应电流D.仁0开始，若磁感应强度B = 3-,则回路中没有感应电流l + vt7.如图甲所示，线圈的匝数 = 100匝，横截面积S = 50cm20线圈总电阻x = 10Q,沿线圈轴向有水平方向的磁场，设图示磁场方向为正方向，磁场的磁感应强度随时间按如图乙所示规律变化，在O-O.ls内，下列 说法正确的是（）A.线圈内磁通量的变化量为0.25WbB.线圈内磁通量的变化率为2.5xlO-2Wb/sC.在m 间接一个R = 10Q的电阻时，

11、该时两端的电压为2.5VD.在小间接一个R = 10C的电阻时，该加两端的电压为1.25V8.如图所示，光滑水平面上一有限范围的A=IT的匀强磁场，宽度为d = 5cm,若将一个电阻为0.4Q,边 长 = lcm的正方形均匀导线框在外力作用下以速度% = lcm/s匀速通过磁场区域，则（）A.导线框中无感应电流的时间为3s8 .导线框进入磁场和离开磁场过程中，导线框中感应电流均为逆时针方向C.导线框进入磁场的过程中流过线框某一横截面的电量为2.5x10%D.导线框穿过磁场的过程中线框中产生的焦耳热为5x10大【提升训练】9 .如图所示是某款国产5G无线充电器的充电原理示意图，设受电线圈的匝数为

12、，线圈的横截面积为S,若在（芍时间内，磁场垂直于受电线圈平面向上穿过线圈，其磁感应强度由片增加到则在充电的 这段时间内（）A.受电线圈中感应电流的方向由。到d点B.受电线圈中感应电流的方向由到（点出一 BjSC.受电线圈产生的平均感应电动势大小为一匚Z2-riD.受电线圈产生的平均感应电动势大小为国用”12 Tl.无线充电技术已经广泛应用于日常生活中，如图甲为电动汽车无线充电原理图，M为受电线圈，N为 送电线圈。图乙为受电线圈M的示意图，线圈匝数为、横截面积为S, 、“两端连接车载变流装置，某段，时间内线圈N产生的磁场平行于圆轴线向上穿过线圈M。下列说法正确是（A.当线圈M中磁感应强度8不变时

13、，能为电动汽车充电B.当线圈N接入恒定电流时，不能为电动汽车充电线圈例两端产生恒定电压C.当线圈M中的磁感应强度“增加时，线圈M两端产生电压可能变大D.若这段，时间内线圈M中磁感应强度大小均匀增加则M中产生的电动势为任加10 .闭合回路中的磁通量G随时间，变化的图像分别如所示，关于回路中产生的感应电动势的 下列说法正确的是（）A.图的回路中感应电动势恒定不变B.图的回路中感应电动势变大C.图的回路中0时间内的感应电动势大于/2时间内的感应电动势D.图的【可路中感应电动势先变小再变大12.半径为。、右端开小口的导体圆环和长为2a的导体直杆，单位长度电阻均为小。圆环水平固定放置， 整个内部区域分布着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为3。杆在圆环上以速度u平行于直径CO向右做匀 速直线运动，杆始终有两点与圆环良好接触，从圆环中心。开始，杆的位置由。确定，如图所示。则下列结 论不正确的是（）A.。= 0时，杆产生的电动势为3&WB.9时，杆产生的电动势为退以C.。= 0时，杆受到的安培力大小为（乃+ 2）%D.?时，杆受到的安培力大小为