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2.2 法拉第电磁感应定律 预习案 高二物理教科版（2019）选择性必修第二册
1.理解法拉第电磁感应定律，能够运用法拉第电磁感应定律定量计算感应电动势的大小.
2.能够运用E＝Blv或E＝Blvsinθ计算导体切割磁感线时产生的感应电动势.
3.了解动生电动势的概念，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．
重点、难点
法拉第电磁感应定律的理解及其应用；的区别和联系
一、电磁感应定律
1．感应电动势：在①________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②________。
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③________成正比。
（2）公式：E＝n，其中n为线圈的匝数。
（3）在国际单位制中，磁通量的单位是④________，感应电动势的单位是⑤________。
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＝Blv.
　　　　　 图1　　　　　　　图2
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＝Blvsin_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⑥________，导体棒克服⑦________做功，把其他形式的能转化为电能．
判断正误
（1）在电磁感应现象中，有感应电流，就一定有感应电动势；反之，有感应电动势，就一定有感应电流．(　　)
（2）线圈中磁通量的变化量ΔΦ越小，线圈中产生的感应电动势一定越小．(　　)
（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．(　　)
（5）闭合电路置于磁场中，当磁感应强度很大时，感应电动势可能为零；当磁感应强度为零时，感应电动势可能很大．(　　)
参考答案：
①电磁感应 ②电源 ③磁通量的变化率 ④韦伯(Wb) ⑤伏(V) ⑥相反 ⑦安培力
判断正误
（1）× ；（2）× ；（3）× ；（4）√ ；（5）√
1.关于感应电动势的大小，下列说法中正确的是 (　　)
A．穿过线圈的磁通量Φ最大时，所产生的感应电动势就一定最大
B．穿过线圈的磁通量的变化量ΔΦ增大时，所产生的感应电动势也增大
C．穿过线圈的磁通量Φ等于0，所产生的感应电动势就一定为0
D．穿过线圈的磁通量的变化率越大，所产生的感应电动势就越大
2.（多选）单匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量Φ随时间t变化的图像如图所示，图线为正弦曲线的一部分，则(　　)
A．在t＝0时刻，线圈中磁通量最大，感应电动势也最大
B．在t＝1×10－2 s时刻，感应电动势最大
C．在t＝2×10－2 s时刻，感应电动势为零
D．在0～2×10－2 s时间内，线圈中感应电动势的平均值为零
3.如图所示，MN、PQ为两条平行的水平放置的金属导轨，左端接有定值电阻R，金属棒ab斜放在两导轨之间，与导轨接触良好，ab＝L.磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面，设金属棒与两导轨间夹角为60°，以速度v水平向右匀速运动，不计导轨和棒的电阻，则流过金属棒的电流为(　　)
A. B. C. D.
4.法拉第发明了世界上第一台发电机——法拉第圆盘发电机．铜质圆盘竖直放置在水平向左的匀强磁场中，圆盘圆心处固定一个摇柄，边缘和圆心处各有一个铜电刷与其紧贴，用导线将电刷与电阻R连接起来形成回路．转动摇柄，使圆盘沿如图所示方向转动，已知匀强磁场的磁感应强度为B，圆盘半径为r，圆盘匀速转动的角速度为ω.下列说法正确的是(　　)
A．圆盘产生的电动势为Bωr2，流过电阻R的电流方向为从b到a
B．圆盘产生的电动势为Bωr2，流过电阻R的电流方向为从a到b
C．圆盘产生的电动势为Bωπr2，流过电阻R的电流方向为从b到a
D．圆盘产生的电动势为Bωπr2，流过电阻R的电流方向为从a到b
答案以及解析
1.答案：D
解析：根据法拉第电磁感应定律可知，感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比，与磁通量Φ及磁通量的变化量ΔΦ没有必然联系．当磁通量Φ很大时，感应电动势可能很小，甚至为0；当磁通量Φ等于0时，其变化率可能很大，产生的感应电动势也可能很大，而ΔΦ增大时，可能减小．如图所示，
t1时刻，Φ最大，但E＝0；0～t1时间内，ΔΦ增大，但减小，E减小；t2时刻，Φ＝0，但最大，即E最大，故A、B、C错误，D正确．
2.答案：BC
解析：由法拉第电磁感应定律知E∝，故t＝0及t＝2×10－2 s时刻，E＝0，A项错误，C项正确；t＝1×10－2 s时，E最大，B项正确；0～2×10－2 s时间内，ΔΦ≠0，则E≠0，D项错误．
3.答案：B
解析：金属棒切割磁感线的有效长度为L·sin 60°＝L，故感应电动势E＝Bv·，由闭合电路欧姆定律得通过金属棒的电流I＝.
4.答案：A
解析：将圆盘看成由无数根辐条组成，它们均切割磁感线，从而产生感应电动势，产生感应电流，根据右手定则，圆盘上感应电流从边缘流向圆心，则流过电阻R的电流方向为从b到a.根据法拉第电磁感应定律得圆盘产生的感应电动势E＝Br＝Br·＝Br2ω，故选A.

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