资源简介 人教版普高物选修2第2章 电磁感应定律 第2讲法拉第电磁感应定律 （讲义）--教师版（定稿）人教版普高物选修2第2章 电磁感应定律 第2讲法拉第电磁感应定律知识点1、电磁感应定律我们可以通过实验探究电磁感应现象中感应电流大小的决定因素和遵循的物理规律。如图所示，将条形磁体从同一高度插入线圈的实验中。(1)快速插入和缓慢插入，磁通量的变化量ΔΦ相同吗？指针偏转角度相同吗？(2)分别用同种规格的一根磁体和并列的两根磁体以相同速度快速插入，磁通量的变化量ΔΦ相同吗？指针偏转角度相同吗？(3)如果在条形磁体插入线圈的过程中，将线圈与电流表断开，线圈两端的电动势是否随着电流一起消失？(4)在线圈匝数一定的情况下，感应电动势的大小取决于什么？答案 (1)磁通量的变化量ΔΦ相同，但磁通量变化的快慢不同，快速插入比缓慢插入时指针偏转角度大。(2)用并列的两根磁体快速插入时磁通量的变化量较大，磁通量变化率也较大，指针偏转角度较大。(3)如果电路没有闭合，电动势依然存在。(4)在线圈匝数一定的情况下，感应电动势的大小取决于的大小。1．感应电动势：在电磁感应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电源。2．法拉第电磁感应定律2.1、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。2.2、公式：E＝n，其中n是 线圈匝数 ，（由n匝线圈串联组成，感应电动势相加），是磁通量的变化率。2.3、在国际单位制中，磁通量的单位是韦伯(Wb)，感应电动势的单位是伏(V)。注意：公式只表示感应电动势的大小（绝对值）。至于感应电流的方向，可由楞次定律判定。3、对法拉第电磁感应定律的理解3.1、感应电动势大小由线圈匝数n和穿过线圈的磁通量的变化率共同决定，而与Φ、ΔΦ无必然联系。3.2、公式E＝n求解的是一个回路中Δt时间内的感应平均电动势，只有在磁通量随时间均匀变化时，瞬时值才等于平均值。4、E＝n两种常见形式：①线圈面积S不变，磁感应强度B均匀变化，则E＝n·S；②磁感应强度B不变，线圈面积S均匀变化，则E＝nB·.(其中是Φ－t图像上某点切线的斜率. 为B－t图像上某点切线的斜率)5、电流方向：产生感应电动势的那部分导体在电路中相当于电源，电源内部，电流从负极流向正极。6、电磁感应现象的表象与本质表象：电路闭合时有感应电动势，有感应电流。电路断开时有感应电动势，但无感应电流。本质：磁通量变化为电磁感应的根本原因。产生感应电动势为电磁感应现象的本质。即：磁通量变化感应电动势感应电流（安培力运动状态变化）7、磁通量Φ、磁通量的变化量ΔΦ及磁通量的变化率的比较：磁通量Φ 磁通量的变化量ΔΦ 磁通量的变化率物理意义 某时刻穿过磁场中某个面的磁感线条数 在某一过程中，穿过某个面的磁通量变化的多少 穿过某个面的磁通量变化的快慢当B、S互相垂直时的大小 Φ＝BS ΔΦ＝ ＝1．Φ、ΔΦ、均与线圈匝数无关． 2．磁通量和磁通量的变化率的大小没有直接关系，Φ很大时，可能很小，也可能很大；Φ＝0时，可能不为零．专题讲练11、关于感应电动势，下列说法中正确的是（ D ）A．某一过程中，穿过线圈的磁通量越大，则感应电动势越大B．某一时刻，穿过线圈的磁通量为零，则感应电动势为零C．某一过程中，穿过线圈的磁通量的变化越大，则感应电动势越大D．某一过程中，穿过线圈的磁通量变化越快，则感应电动势越大2、关于电磁感应产生感应电动势大小的正确表述是（ AD ）（多选）A．穿过导体框的磁通量为零的瞬间，线框中的感应电动势有可能很大B．穿过导体框的磁通量越大，线框中感应电动势一定越大C．穿过导体框的磁通量变化量越大，线框中感应电动势一定越大D．穿过导体框的磁通量变化率越大，线框中感应电动势一定越大3、(多选)关于感应电动势，下列说法正确的是( BC )A．穿过回路的磁通量越大，回路中的感应电动势一定越大B．穿过回路的磁通量变化量与线圈的匝数无关，回路中的感应电动势与线圈的匝数有关C．穿过回路的磁通量的变化率为零，回路中的感应电动势一定为零D．某一时刻穿过回路的磁通量为零，回路中的感应电动势一定为零4、如图所示，闭合开关，将条形磁铁插入闭合线圈，第一次用，第二次用，并且两次的起始和终止位置相同，则（ B ）A．第一次磁通量变化较大 B．第一次的最大偏角较大C．第一次经过的总电量较多 D．若断开，均不偏转，故均无感应电动势5、一闭合线圈放在随时间均匀变化的磁场中，线圈平面和磁场方向垂直．若想使线圈中的感应电流增强一倍，下述方法可行的是( D )A．使线圈匝数增加一倍 B．使线圈面积增加一倍C．使线圈匝数减少一半 D．使磁感应强度的变化率增大一倍6、闭合的金属环处于随时间均匀变化的匀强磁场中，磁场方向垂直于圆环平面，则( C )A．环中产生的感应电动势均匀变化 B．环中产生的感应电流均匀变化C．环中产生的感应电动势保持不变 D．环上某一小段导体所受的安培力保持不变7、（多选）如图所示，闭合金属导线框放置在竖直向上的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度随时间变化，下列说法正确的是( AD )A．当磁感应强度增加时，线框中的感应电流可能减小B．当磁感应强度增加时，线框中的感应电流一定增大C．当磁感应强度减小时，线框中的感应电流一定增大D．当磁感应强度减小时，线框中的感应电流可能不变8、如图甲所示，一单匝圆形线圈垂直放入磁场中，磁场为垂直于线圈平面向里的匀强磁场，穿过圆形线圈的磁通量Φ随时间t的变化关系如图乙所示，不计导线电阻，求：(1)2 s内线圈内磁通量的变化量ΔΦ；(2)线圈中产生的感应电动势E1；(3)若其他条件不变，线圈的匝数变为100匝，线圈中产生的感应电动势E2。答案 (1)0.4 Wb (2)0.2 V (3)20 V解析 (1)2 s内线圈内磁通量的变化量ΔΦ＝Φ2－Φ1＝0.5 Wb－0.1 Wb＝0.4 Wb(2)根据法拉第电磁感应定律可得线圈中产生的感应电动势为E1＝n1＝1× V＝0.2 V(3)线圈的匝数变为100匝，线圈中产生的感应电动势为E2＝n2＝100× V＝20 V。9、半径为r、电阻为R的n匝圆形线圈在边长为l的正方形区域abcd外，匀强磁场充满并垂直穿过该正方形区域，如图甲所示。当磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示时，穿过圆形线圈磁通量的变化率为多少？t0时刻线圈产生的感应电流为多少？答案 l2 n解析 磁通量的变化率为＝S＝l2根据法拉第电磁感应定律得线圈中的感应电动势E＝n＝nl2再根据闭合电路欧姆定律得感应电流I＝＝n知识点2、感应电动势大小------动生电动势与感生电动势1、由于磁感应强度变化而产生的感应电动势------感生电动势1.1. 感生电动势：由于磁感应强度变化而引起磁通量的变化，从而产生的感应电动势叫感生电动势1.1.1感生电场：磁场变化 时在空间激发的一种电场，它是由英国物理学家麦克斯韦 提出的．感生电场是否存在，取决于有无变化的磁场，与是否存在导体及是否存在闭合回路无关．1.1.2感生电动势的方向与感生电场的方向相同 ，与感应电流的方向相同 ．1.1.3感生电动势中的非静电力：就是感生电场 对自由电荷的作用力．1.1.4感生电动势大小：线圈面积不变的情况下，B-t图像变化率×S即为磁通量的变化率。2、导体棒切割磁感线时的感应电动势---动生电动势2.1、如图所示，把平行导轨放在磁感应强度为B的匀强磁场中，通过一电阻相连，所在平面跟磁感线垂直。导体棒MN放在导轨上，两导轨间距为l，MN以速度v向右匀速运动。试根据法拉第电磁感应定律求产生的感应电动势。推导：(1)在Δt时间内，由原来的位置MN移到M1N1，这个过程中闭合电路的面积变化量是ΔS＝lvΔt 。(2)穿过闭合电路的磁通量的变化量则是ΔΦ＝BΔS ＝BlvΔt 。(3)根据法拉第电磁感应定律E＝求得感应电动势E＝Blv 。2.2.如果导线的运动方向与导线本身是垂直的，但与磁感线方向有一个夹角θ，将速度v分解为两个分量；垂直于磁感线的分量v1＝vsin θ 和平行于磁感线的分量v2＝vcos θ ，则导线产生的感应电动势为E＝Blv1 ＝Blvsin θ 。总结：导线垂直于磁场方向运动，B、l、v两两垂直时，感应电动势E＝Blv 。导线运动的方向与磁感线方向夹角为θ时，感应电动势E＝Blvsin_θ。2.3对公式E＝Blv的理解理解1．公式中的v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．理解2．公式中的l应理解为导线切割磁感线时的有效长度（1化曲为直，2垂直投影）．如果导线不和磁场垂直，l应是导线在垂直磁场方向投影的长度；如果切割磁感线的导线是弯曲的，l应取导线两端点的连线在与B和v都垂直的直线上的投影长度．例如，如图所示的三幅图中切割磁感线的导线是弯曲的，则切割磁感线的有效长度应取与B和v垂直的等效直线长度，即ab的长．理解3．该公式可看成法拉第电磁感应定律的一个推论，一般用于导体各部分切割磁感线的速度相同的情况，当v为瞬时速度时，E为瞬时电动势；若v是平均速度，则E为平均感应电动势．2.3、思考-----动生电动势中的“非静电力”一段导体在做切割磁感线的运动时相当于一个电源，导体中的自由电荷因随导体运动而受到洛伦兹力，非静电力即洛伦兹力的一个分力.2.3.1、如图，导体棒CD在匀强磁场中运动。自由电荷会随着导体棒运动，并因此受到洛伦兹力。(1)导体棒中自由电荷相对于纸面的运动大致沿什么方向？(为了方便，可以认为导体棒中的自由电荷是正电荷。)(2)导体棒一直运动下去，自由电荷是否总会沿着导体棒运动？为什么？导体棒哪端的电势比较高？(以上讨论不必考虑自由电荷的热运动。)答案 (1)导体棒中自由电荷(正电荷)随导体棒向右运动，由左手定则可判断正电荷受到沿棒向上的洛伦兹力作用。因此，正电荷一边向上运动，一边随导体棒向右匀速运动，所以正电荷相对于纸面的运动是斜向右上方的。(2)不会。当导体棒中的自由电荷受到的洛伦兹力与静电力平衡时不再定向移动，因为正电荷会聚集在C端，所以C端电势高。2.3.2．在上述过程中，洛伦兹力做功吗？答案 自由电荷参与了两个方向的运动，随着导体棒向右运动的速度vx和沿着导体棒向上运动的速度vy，相应的有沿着棒方向的洛伦兹力Fy和垂直棒方向的洛伦兹力Fx。如图所示，自由电荷合速度的方向指向右上方。洛伦兹合力方向与自由电荷的合速度垂直，洛伦兹力不做功。洛伦兹力不做功，不提供能量，只是起传递能量的作用。3、导体棒转动切割磁感线时的感应电动势3.1、推导：---如图所示，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，磁感应强度大小为B，试推导ab棒所产生的感应电动势大小。提示 方法一：棒上各处速率不同，故不能直接用公式E＝Blv求。由v＝ωr可知，棒上各点的线速度跟半径成正比，故可用棒的中点的速度作为平均切割速度代入公式计算。所以＝，E＝Bl＝Bl2ω。方法二：设经过Δt时间ab棒扫过的扇形面积为ΔS，则ΔS＝lωΔtl＝l2ωΔt变化的磁通量为ΔΦ＝BΔS＝Bl2ωΔt，所以E＝＝Bl2ω，即E＝Bl2ω。3.2、导体棒转动切割磁感线时转轴位置问题相对位置 转轴位置端点 中点 任意位置导体棒ab长为l，垂直于匀强磁场(磁感应强度为B)，转动平面也垂直于磁场方向(转动角速度为ω) Eab＝Bl＝Blv中＝Bl2ω Eab＝0 Eab＝Bl12ω－Bl22ω提醒：若旋转对象是一个平面，只需研究一根导线，3.3法拉第电磁感应定律的三个表达式的比较情景图研究对象 回路(不一定闭合)磁场变化或面积变化 一段直导线(或等效成直导线)切割磁感线 绕一端转动的一段导体棒表达式 E＝n E＝Blv E＝Bl2ω4、从能量角度看，电磁感应现象的本质是通过外力做功将其他形式的能量转化为电能。在电磁感应现象中，产生感应电动势的那部分导体相当于电源。图中导体棒 MN向右运动时，在导体棒内产生 N → M 方向的感应电流。在磁场中，导体棒 MN 因其中通过感应电流而受到向左的安培力作用。为了维持导体棒 MN 做匀速运动，必须有跟安培力大小相等、方向相反的外力克服安培力做功。在外力做功的过程中，外部提供的能量转化为电能。设 MN 受到的外力为 F，MN 经过位移 s 所需时间为 Δt，则 MN 的移动速度 v = Δs/t，可得由外力对 MN 所做的功W外= Fs = FvΔt设感应电动势为 E，感应电流为 I，则回路在 Δt 时间内消耗的电能W电 = IEΔt由于 MN 做匀速运动，MN 受到外力 F 与 F 安作用，这两个力大小相等、方向相反。由于 MN 的动能不变，根据能量守恒定律，因此外力对 MN 所做的功全部转化为回路消耗的电能，即 ：FvΔt = F安 vΔt = BIlvΔt =IEΔt 得 E = Blv ，与前面给出的计算感应电动势大小的公式一致。5、 动生电动势与感生电动势的区别和联系5.1产生的物理机理不同如图所示，导体向右运动，中的自由电子一起向右运动，向右运动的电子受到洛伦兹力的作用后相对于杆往下端运动，这就是感应电流，方向由向。产生电流的电动势存在于段中，单位电荷受到洛伦兹力为，而电动势的大小等于从到移动单位正电荷时洛伦兹力做的功，因此。感生电动势，是由于变化的磁场周围产生感生电场，线圈中的自由电子在感生电场力作用下发生移动，形成感应电流。单位电荷在闭合电路中移动一周，电场力做的功等于感生电动势。5.2、相当于电源的部分不同：导体运动产生动生电动势时，运动部分的导体相当于电源，而由于磁场变化产生感生电动势时，磁场穿过的线圈部分相当于电源。5.3、ΔΦ的含义不同导体运动产生电动势，ΔΦ是由于导体线框本身的面积发生变化而产生的，所以ΔΦ＝BΔS；磁场变化产生电动势，ΔΦ是由于磁场变化而产生的，所以ΔΦ＝SΔB。5.4、在磁场变化，同时导体做切割磁感线运动时，两种电动势可同时存在。5.5、动生电动势和感生电动势的划分，在某些情况下只有相对意义。将条形磁铁插入线圈中，如果在相对于磁铁静止的参考系观察，磁铁不动，空间各点的磁场也没有发生变化，而线圈在运动，线圈中的电动势是动生的；但是，如果在相对于线圈静止的参考系内观察，则看到磁铁在运动，引起空间磁场发生变化，因而，线圈中的电动势是感生的。在这种情况下，究竟把电动势看作动生的还是感生的，决定于观察者所在的参考系。不管是哪一种电动势，法拉第电磁感应定律、楞次定律都成立。6、感生电动势与动生电动势的对比感生电动势 动生电动势产生原因 磁场的变化 导体做切割磁感线运动移动电荷的非静电力 感生电场对自由电荷的电场力 导体中自由电荷所受洛伦兹力沿导体方向的分力回路中相当于电源的部分 处于变化磁场中的线圈部分 做切割磁感线运动的导体方向判断方法 由楞次定律判断 通常由右手定则判断，也可由楞次定律判断大小计算方法 由E＝n计算 通常由E＝Blvsin θ计算，也可由E＝n计算7、公式E＝n与E＝Blv的区别与联系项目 E＝n E＝Blv区别 研究对象 某个回路 在磁场中切割磁感线运动的一段导体适用范围 具有普适性，无论什么方式引起的Φ的变化都适用 只适用于一段导体切割磁感线的情况物理意义 (1)通常求的是Δt时间内的平均感应电动势，E与某段时间或某个过程相对应 (2)当Δt→0时，E为瞬时感应电动势 (1)若v为瞬时速度，求的是瞬时感应电动势，E与某个时刻或某个位置相对应 (2)若v为平均速度，求的是平均感应电动势联系 (1)E＝Blv是由E＝n在一定条件下推导出来的 (2)如果B、l、v三者大小、方向均不变，则在Δt时间内的平均感应电动势等于任意时刻的瞬时感应电动势 (3)公式E＝n和E＝Blv是统一的，当Δt→0时，E为瞬时感应电动势专题讲练22.1感生电动势的分析与计算1、n匝线圈放在如图所示变化的磁场，线圈的面积为S。则下列说法正确的是( C )A．0～1 s内线圈的感应电动势在均匀增大B．1～2 s内感应电流最大C．0.5 s末与2.5 s末线圈的感应电流方向相反 D．第4 s末的感应电动势为02、穿过同一闭合回路的磁通量Φ随时间t变化的图像分别如图中的①～④所示，下列关于回路中感应电动势的说法正确的是( C )A．图①回路产生恒定不变的感应电动势B．图②回路产生的感应电动势一直在变大C．图③回路0～t1时间内产生的感应电动势大于t1～t2时间内产生的感应电动势D．图④回路产生的感应电动势先变大再变小3、如图所示，单匝线圈在匀强磁场中绕垂直磁场的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量Φ随时间t的变化关系可用图象表示，则( BC )（多选）A．t＝0时刻，线圈中的磁通量最大，感应电动势也最大B．在t＝1×10－2 s时，感应电动势最大C．在t＝2×10－2 s时，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零4、通过某单匝闭合线圈的磁通量Φ随时间t的变化规律如图所示，下列说法正确的是( B )A.0～0.3 s内线圈中的感应电动势在均匀增加B.第0.6 s末线圈中的感应电动势是4 VC.第0.9 s末线圈中的瞬时感应电动势比第0.2 s末的小D.第0.2 s末和第0.4 s末的瞬时感应电动势的方向相同5、（多选）一匀强磁场，磁场方向垂直纸面，规定向里的方向为正．在磁场中有一细金属圆环，线圈平面位于纸面内，如图甲所示．现令磁感应强度B随时间t变化，先按图乙中所示的Oa图线变化，后来又按图线bc和cd变化．令E1、E2、E3分别表示这三段变化过程中感应电动势的大小，I1、I2、I3分别表示对应的感应电流，则（ BD ）A．E1>E2，I1沿逆时针方向，I2沿顺时针方向B．E1C．E1D．E2＝E3，I2沿顺时针方向，I3沿顺时针方向6、如图甲所示，n＝200匝的线圈(图中只画了2匝)，电阻r＝2 Ω，其两端与一个R＝48 Ω的电阻相连。线圈内有垂直纸面向里的磁场，磁通量按图乙所示规律变化。下列选项正确的是( C )A.电阻R两端b点比a点电势高B.电阻R两端的电压大小为10 VC.0.1 s时间内非静电力所做的功为0.2 JD.0.1 s时间内通过电阻R的电荷量为0.05 C7、如图甲所示，一线圈匝数为100，横截面积为0.01 m2，匀强磁场与线圈轴线成30°角向右穿过线圈。若在2 s时间内磁感应强度随时间的变化关系如图乙所示，则该段时间内线圈两端a、b之间的电势差Uab为( A )A．－ V B．2 VC. V D．从0均匀变化到2 V8、如图所示，半径为r的n匝线圈套在边长为L的正方形abcd之外，匀强磁场局限在正方形区域内且垂直穿过正方形，当磁感应强度以的变化率均匀变化时，线圈中产生感应电动势大小为( D )A．πr2 B．L2 C．nπr2 D．nL29、如图所示，A、B两闭合圆形导线环用相同规格的导线制成，它们的半径之比rA∶rB＝2∶1，在两导线环包围的空间内存在一正方形边界的磁场区域，磁场方向垂直于两导线环的平面。在磁场的磁感应强度随时间均匀增大的过程中，流过两导线环的感应电流大小之比为( D )A.＝1 B.＝2 C.＝ D.＝10、如图所示，单匝闭合金属线圈的面积为，电阻为，垂直于磁感线放在匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为。从某时刻起（记为时刻）磁感应强度的大小发生变化，但方向不变。在这段时间内磁感应强度随时间变化的规律（为一个正的常数）。在这段时间内，线圈中感应电流（ A ）A．方向为逆时针方向，大小为 B．方向为顺时针方向，大小为C．方向为逆时针方向，大小为 D．方向为顺时针方向，大小为11、如图所示，三个相同的金属圆环内，存在着不同的有界匀强磁场，虚线表示环的某条直径，已知所有磁场的磁感应强度随时间变化都满足B=kt，磁感应强度方向如图所示。测得A环中感应电流强度为I，则B环和C环内感应电流强度分别为( D )A. IB=I、 IC=0 B. IB=I、Ic=2IC. IB=2I、Ic=2I D. IB=2I、Ic=012、如图甲所示，在虚线所示的区域有垂直纸面向里的磁场，磁场变化规律如图乙所示，面积为S的单匝金属线框处在磁场中。线框与电阻R相连，若金属框的电阻为，下列说法正确的是（BD）（A）线框面积将有扩大趋势（B）流过电阻R的感应电流方向由a到b（C）线框cd边受到的安培力方向向上 （D）a、b间的电压为13、如图所示，a、b两个闭合正方形线圈用同样的导线制成，匝数均为10匝，边长La=3Lb，图示区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀增大，不考虑线圈之间的相互影响，则( C )A．两线圈内产生顺时针方向的感应电流B．a、b线圈中感应电动势之比为3:1C．a、b线圈中感应电流之比为3：1 D．a、b线圈中电功率之比为3：114、如图所示，两块水平放置的金属板距离为d。用导线、开关K与一个n匝的线圈连接，线圈置于方向竖直向下的变化磁场B中，两板间有一个质量为m、电荷量为－q的油滴恰好处于静止状态，重力加速度为g，则线圈中的磁场B的变化情况和磁通量变化率分别是( D )A．正在增加，＝ B．正在增加，＝C．正在减弱，＝ D．正在减弱，＝15、某空间出现了图所示的磁场，当磁感应强度变化时，在垂直于磁场的方向上会产生感生电场，有关磁感应强度的变化与感生电场的方向关系描述正确的是( AD )（多选）A．当磁感应强度均匀增大时，感生电场的电场线从上向下看应为顺时针方向B．当磁感应强度均匀增大时，感生电场的电场线从上向下看应为逆时针方向C．当磁感应强度均匀减小时，感生电场的电场线从上向下看应为顺时针方向D．当磁感应强度均匀减小时，感生电场的电场线从上向下看应为逆时针方向16、著名物理学家费曼曾设计过这样一个实验装置：一块绝缘圆板可绕其中心竖直的光滑轴自由转动，在圆板的中部有一个线圈，圆板的四周固定着一圈金属小球，如图所示。在线圈接通电源的瞬间发现圆板做顺时针转动（俯视），则下列说法正确的是（ D ）A. 圆板上的金属小球一定带正电 B. 圆板上的金属小球一定带负电C. 圆板上的金属小球可能不带电 D. 圆板上的金属小球可能带负电17、在闭合铁芯上绕有一组线圈，线圈与滑动变阻器、电池构成电路，假定线圈产生的磁感线全部集中在铁芯内．a、b、c为三个闭合金属圆环，位置如图所示．当滑动变阻器滑片左右滑动时，能产生感应电流的圆环是 ( A )A．a、b两环 B．b、c两环 C．a、c两环 D．a、b、c三环18、（多选）如图所示，一金属半圆环置于匀强磁场中，当磁场突然减弱时，则两端点的电势 ( BD )A．N点电势高 B．M点电势高C．若磁场不变，将半圆环绕MN轴旋转180°的过程中，N点电势高D．若磁场不变，将半圆环绕MN轴旋转180°的过程中，M点电势高【解析】 将半圆环补充为圆形回路，由楞次定律可判断圆环中产生的感应电动势方向在半圆环中由N指向M，即M点电势高，B正确；若磁场不变，半圆环绕MN轴旋转180°的过程中，由楞次定律可判断，半圆环中产生的感应电动势在半圆环中由M指向N，即M点电势高，D正确．19、如图甲所示，等离子气流由左边连续以v0射入P1和P2两板间的匀强磁场中，ab直导线与P1、P2相连接，线圈A与直导线cd连接．线圈A内有随图乙所示的变化磁场，且磁场B的正方向规定为向左，如图甲所示．则下列说法正确的是 ( CD )（多选）A．0～1 s内ab、cd导线互相排斥B．1 s～2 s内ab、cd导线互相排斥C．2 s～3 s内ab、cd导线互相排斥D．3s～4s内ab、cd导线互相排斥20、如图甲是半径为a的圆形导线框，电阻为R，虚线是圆的一条弦，虚线左右两侧导线框内磁场的磁感应强度随时间变化如图乙所示，设垂直线框向里的磁场方向为正，求：(1)线框中0～t0时间内的感应电流大小和方向；(2)线框中0～t0时间内产生的热量．答案 (1)，逆时针方向 (2)解析 (1)设虚线左侧的面积为S1，右侧的面积为S2，则根据法拉第电磁感应定律得：向里的变化磁场产生的感应电动势为E1＝S1 感应电流方向为逆时针方向向外的变化磁场产生的感应电动势为E2＝S2 感应电流方向为逆时针方向从题图乙中可以得到＝ ＝ 感应电流为I＝＝ 方向为逆时针方向(2)根据焦耳定律可得Q＝I2Rt0＝21、(多选)如图甲所示，一半径为r的光滑绝缘细圆管固定在水平面上，一质量为m、电荷量为q的带负电小球在细圆管中运动。垂直细圆管平面存在方向竖直向上的匀强磁场，其磁感应强度大小随时间的变化规律如图乙所示(取竖直向上为正，图中B0、t0为已知量)。已知当磁感应强度均匀变化时，在圆管内产生电场强度大小处处相等的感生电场(电场线闭合的涡旋电场)，原来静止的小球在管内做圆周运动，小球可看作点电荷且电荷量保持不变。则下列说法正确的是( BD )A．小球沿顺时针(从上往下看)方向运动B．管内电场强度大小为C．小球由静止开始运动第一周所用时间为t0D．小球第2次回到出发点的速度大小为2r解析 由楞次定律可知感生电场的方向沿顺时针，小球带负电，故小球沿逆时针(从上往下看)方向运动，A错误；产生的感生电场的电场强度E＝＝，B正确；小球做加速度大小不变的加速曲线运动，小球的静电力方向始终与速度方向相同，当成匀加速直线运动处理，根据运动学公式2πr＝×t2，解得t＝，C错误；由动能定理可得mv2＝2qE·2πr＝2q·，解得v＝2r，D正确。22、英国物理学家麦克斯韦认为，磁场变化时会在空间激发感生电场。如图所示，一个半径为r的绝缘细圆环水平放置，环内存在竖直向上的匀强磁场，环上套一带电荷量为＋q的小球，已知磁感应强度B随时间均匀增加，其变化率为k，若小球在环上运动一周，则感生电场对小球的作用力所做功的大小是( D )A.0 B.r2qk C.2πr2qk D.πr2qk解析 根据法拉第电磁感应定律可知，该磁场变化产生的感生电动势为E＝·S＝kπr2，小球在环上运动一周，则感生电场对小球的作用力所做功的大小W＝qE＝πr2qk，故选项D正确。23、如图所示，形导线框固定在水平面上，右端放有质量为的金属棒，与导轨间的动摩擦因数为，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。它们围成的矩形边长分别、，回路的总电阻为。从时刻起，在竖直向上方向加一个随时间均匀变化的匀强磁场，那么在t为多大时，金属棒开始移动？答案：2.2动生电动势--平动1、（多选）如图所示的导体棒的长度为L，处于磁感应强度为B的匀强磁场中，导体棒运动的速度均为v，则产生的感应电动势为BLv的是( BD )2、如图所示的情况中，金属导体中产生的感应电动势不是BLv的是（ C ）3、在图中，金属棒长为，匀强磁场的磁感应强度为，金属棒运动的速率为，为图中标出的夹角，金属棒两点间的感应电动势的有（ ABC ）（多选）A B C D4、如图所示三图中的金属框架及与之相连的电阻都相同，垂直置于磁感应强度相同的磁场中。（a）图的框架上有一与之垂直的导体棒，（b）图的框架上斜放一导体棒，（c）图有一弯曲的导体棒。导体棒的电阻均不计且均与框架接触良好，并以相同速度沿平行导轨方向做匀速运动。Ia用Ia、Ib、Ic分别表示三图中通过电阻的电流的大小，则：( B )A． B．C． D．5、如图所示，将一根包有绝缘层的硬金属导线弯曲成一个完整的正弦曲线形状，它通过两个小金属环a、b与长直金属杆导通，图中a、b间距离为L，导线弯曲成的正弦图形顶部和底部到杆的距离均是d。右边虚线范围内存在磁感应强度大小为B、方向垂直于弯曲导线所在平面的匀强磁场，磁场区域的宽度为，现导线在外力作用下沿杆以恒定的速度v向右运动，t＝0时刻a环刚从O点进入磁场区域，则下列说法正确的是( D )A．在t＝时刻，回路中的感应电动势为BdvB．在t＝时刻，回路中的感应电动势为2BdvC．在t＝时刻，回路中的感应电流第一次改变方向 D．在t＝时刻，回路中的感应电流第一次改变方向6、一接有电压表的矩形线圈abcd在匀强磁场中向右做匀速运动，如图所示，下列说法正确的是( C )A．线圈中有感应电流，有感应电动势 B．线圈中无感应电流，也无感应电动势C．线圈中无感应电流，有感应电动势 D．线圈中无感应电流，但电压表有示数7、abcd是一个用粗细均匀的电阻丝围成的正方形单匝线框，边长为L，每边电阻为R，匀强磁场与线框所在平面垂直，如图所示，磁感应强度大小为B，线框在外力作用下以速度v向右匀速进入磁场，在进入过程中，下列说法正确的是( D )A.d端电势低于c端电势 B.dc两端电压的大小为BLvC.ad边不受安培力 D.线框受到的安培力方向向左，且大小为8、(多选)如图所示，一导线弯成半径为a的半圆形闭合回路．虚线MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直于回路所在的平面．回路以速度v向右匀速进入磁场，直径CD始终与MN垂直．从D点到达边界开始到C点进入磁场为止，下列结论正确的是( ACD )A．感应电流方向不变 B．CD段始终不受安培力C．感应电动势最大值E＝Bav D．感应电动势平均值＝πBav9、如图所示，平行金属导轨间的距离为d，左端跨接一个电阻R，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于平行导轨所在平面，一根金属棒ab与导轨成θ角放置，金属棒与导轨的电阻不计，当金属棒沿轨道的方向滑行时，通过电阻R的电流为( D )A． B． C． D．10、如图所示，平行导轨间距为d，其左端接一个电阻R，匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于平行金属导轨所在平面向上。一根金属棒与导轨成θ角放置，金属棒与导轨的电阻均不计。当金属棒沿垂直于棒的方向以恒定的速度v在导轨上滑行时，通过电阻R的电流大小是( D )A. B.C. D.11、如图所示，PQRS为一正方形导线框，它以恒定速度向右进入以MN为边界的匀强磁场，磁场方向垂直线框平面，MN线与线框的边成45°角．E、F分别为PS与PQ的中点．关于线框中的感应电流，正确的说法是( B )A．当E点经过边界MN时，线框中感应电流最大B．当P点经过边界MN时，线框中感应电流最大C．当F点经过边界MN时，线框中感应电流最大D．当Q点经过边界MN时，线框中感应电流最大12、如图所示，MN、GH为光滑的水平平行金属导轨，ab、cd为跨在导轨上的两根金属杆，匀强磁场垂直穿过MN、GH所在的平面，如图所示，则 （ D ）A．若固定ab，使cd向右滑动，则abdc回路有电流，电流方向由a→b→d→cB．若ab、cd以相同的速度一起向右滑动，则abdc回路有电流，电流方向由c→d→b→aC．若ab向左、cd向右同时运动，则abdc回路电流为零D．若ab、cd都向右运动，且两杆速度vcd>vab，则abdc回路有电流，电流方向由c→d→b→a13、一航天飞机下有一细金属杆，杆指向地心，若仅考虑地磁场的影响，则当航天飞机位于赤道上空( AD )（多选）A．由东向西水平飞行时，金属杆中感应电动势的方向一定由上向下B．由西向东水平飞行时，金属杆中感应电动势的方向一定由上向下C．沿经过地磁极的那条经线由南向北水平飞行时，金属杆中感应电动势的方向一定由下向上D．沿经过地磁极的那条经线由北向南水平飞行时，金属杆中一定没有感应电动势14、如图所示，MN、PQ为平行光滑导轨与地面成30°角固定，并处于与导轨所在平面垂直向上、足够宽的匀强磁场中，导轨间距恒定，N、Q间接一定值电阻R.现有一金属杆ab沿导轨匀速下滑，并与导轨接触良好，若其它电阻忽略不计，则 （ BD ）（多选）A．闭合电路不产生感应电流 B．金属杆ab产生的感应电动势保持不变C．金属杆ab受到的安培力方向沿导轨向下 D．金属杆ab受到的安培力方向沿导轨向上15、如图所示，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抛出，不计空气阻力，则金属棒产生的感应电动势将（ C ）A．越来越大 B．越来越小C．保持不变 D．无法判断16、（多选）如图所示，一接有电压表的矩形闭合线圈ABCD向右匀速穿过匀强磁场的过程中，下列说法正确的是( BD )A．线圈中有感应电动势，有感应电流B．线圈中有感应电动势，无感应电流C．AB边两端有电压，且电压表有示数D．AB边两端有电压，但电压表无示数17、如图所示，、为平行的金属导轨，其电阻可不计，为电阻器，为电容器，为可在和上滑动的导体横杆，有均匀磁场垂直于导轨平面。若用和分别表示图中两支路的电流，则有（ D ）A．匀速滑动时，，B．匀速滑动时，，C．加速滑动时，，D．加速滑动时，，18、在北半球地磁场的竖直分量向下，飞机在我国上空匀速巡航，机翼保持水平，飞行高度不变。由于地磁场的作用，金属机翼上有电势差。设飞行员左方机翼末端处的电势为，右方机翼末端处的电势为，则（ AC）（多选）A．若飞机从西往东飞，比高 B．若飞机从东往西飞，比高C．若飞机从南往北飞，比高 D．若飞机从北往南飞，比高20、如图所示，两根平行光滑金属导轨MN和PQ放置在水平面内，其间距L＝0.2 m，磁感应强度B＝0.5 T的匀强磁场垂直导轨平面向下，两导轨之间连接的电阻R＝4.8 Ω，在导轨上有一金属棒ab，其接入电路的电阻r＝1.2 Ω，金属棒与导轨垂直且接触良好，在ab棒上施加水平拉力使其以速度v＝12 m/s向右匀速运动，设金属导轨足够长。求：(1)金属棒ab产生的感应电动势；(2)水平拉力的大小F；(3)金属棒a、b两点间的电势差。答案 (1)1.2 V (2)0.02 N (3)0.96 V解析 (1)设金属棒中产生的感应电动势为E， 则E＝BLv 代入数值得E＝1.2 V。(2)设流过电阻R的电流大小为I， 则I＝ 代入数值得I＝0.2 A因棒匀速运动，则拉力等于安培力，有 F＝F安＝BIL＝0.02 N。(3)a、b两点间的电势差为Uab＝IR21、如图甲所示，不计电阻的平行金属导轨竖直放置，导轨间距为L＝1 m，上端接有电阻R＝3 Ω，虚线OO′下方是垂直于导轨平面的匀强磁场。现将质量m＝0.1 kg、电阻r＝1 Ω的金属杆ab，从OO′上方某处垂直导轨由静止释放，杆下落过程中始终与导轨保持良好接触，杆下落过程中的v－t图像如图乙所示。(取g＝10 m/s2)求：(1)磁感应强度B的大小；(2)杆在磁场中下落0.1 s的过程中，电阻R产生的热量。答案 (1)2 T (2)0.075 J解析 (1)由图像可知，杆自由下落0.1 s进入磁场以v＝1.0 m/s的速度做匀速运动，产生的感应电动势E＝BLv杆中的感应电流I＝杆所受的安培力F安＝ILB由平衡条件得mg＝F安 联立代入数据得B＝2 T。(2)电阻R产生的热量Q＝I2Rt＝0.075 J。2.3动生电动势--转动1、如图所示，导体棒AB的长为2R，绕O点以角速度ω匀速转动，OB长为R，且O、B、A三点在一条直线上，有一磁感应强度为B的匀强磁场充满转动平面且与转动平面垂直，那么A、B两端的电势差大小为( C )A.BωR2 B.2BωR2 C.4BωR2 D.6BωR22、如图所示，直角三角形金属框abc放置在匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向平行于ab边向上。当金属框绕ab边以角速度ω逆时针转动(俯视)时，a、b、c三点的电势分别为φa、φb、φc。已知bc边的长度为l。下列判断正确的是( C )A．φa＞φc，金属框中无电流 B．φb＞φc，金属框中电流方向沿abcaC．Ubc＝－Bl2ω，金属框中无电流D．Uac＝Bl2ω，金属框中电流方向沿acba3、如图所示，导线OA长为l，在方向竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度ω沿图中所示方向绕通过悬点O的竖直轴旋转，导线OA与竖直方向的夹角为θ。则OA导线中的感应电动势大小和O、A两点电势高低情况分别是( D )A.Bl2ω O点电势高 B.Bl2ω A点电势高C.Bl2ωsin2θ O点电势高 D.Bl2ωsin2θ A点电势高4、如图所示，半径为r的金属圆盘在垂直于盘面的匀强磁场(磁感应强度为B)中，绕O轴以角速度ω沿逆时针方向匀速转动，则通过电阻R的电流的方向和大小是(金属圆盘的电阻不计)( D )A．由c到d，I＝ B．由d到c，I＝C．由c到d，I＝ D．由d到c，I＝5、 (多选)法拉第圆盘发电机的示意图如图所示。铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触。圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B中，半径为L。若从上向下看，圆盘以角速度ω顺时针转动，下列说法正确的有( BC )A.P的电势高于Q的电势 B.P的电势低于Q的电势C.圆盘转动产生的感应电动势为BL2ωD.若圆盘转动的角速度变为原来的2倍，则电流在R上的热功率也变为原来的2倍6、如图所示，半径为L的金属圆环固定，圆环内存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，长为L、电阻为r的导体棒OA，一端固定在通过圆环中心的O点，另一端与圆环接触良好。在圆环和O点之间接有阻值为R的电阻，不计金属圆环的电阻。当导体棒以角速度ω绕O点逆时针匀速转动时，下列说法错误的是( B )A．O点的电势高于A点的电势B．导体棒切割磁感线产生的感应电动势大小为BL2ωC．OA两点间电势差大小为D．增大导体棒转动的角速度，电路中的电流增大7、如图所示，匀强磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框，半圆直径与磁场边缘重合，磁场方向垂直于半圆面(纸面)向里，磁感应强度大小为B0。使该线框从静止开始绕过圆心O、垂直于半圆面的轴以角速度ω匀速转动半周，线框中产生感应电流。现使线框保持图中所示位置静止，磁感应强度随时间线性变化。为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流，磁感应强度随时间的变化率的大小应为( C )A. B. C. D.8、如图所示，虚线上方空间有垂直线框平面的匀强磁场，直角扇形导线框绕垂直于线框平面的轴O以角速度匀速转动．设线框中感应电流方向以逆时针为正，那么选项图中能正确描述线框从图中所示位置开始转动一周的过程中，线框内感应电流随时间变化情况的是( A )9、如图所示，固定平行导轨间有磁感应强度大小为B、方向垂直导轨平面向里的匀强磁场，导轨间距为L且足够长，左端接阻值为R的定值电阻，导轨电阻不计，现有一长为2L的金属棒垂直放在导轨上，在金属棒以O点为轴沿顺时针方向以角速度转过600的过程中（金属棒始终与导轨接触良好，电阻不计）( D )A．通过定值电阻的电流方向由b到aB．金属棒刚开始转动时，产生的感应电动势最大C．通过定值电阻的最大电流为 D．通过定值电阻的电荷量为10法拉第发现了电磁感应现象之后，又发明了世界上第一台发电机──法拉第圆盘发电机，揭开了人类将机械能转化为电能并进行应用的序幕。法拉第圆盘发电机的原理如图所示，将一个圆形金属盘放置在电磁铁的两个磁极之间，并使盘面与磁感线垂直，盘的边缘附近和中心分别装有与金属盘接触良好的电刷A、B，两电刷与灵敏电流计相连。当金属盘绕中心轴按图示方向转动时，（ C ）A．电刷A的电势高于电刷B的电势B．若仅减小电刷A、B之间的距离，灵敏电流计的示数将变大C．若仅提高金属盘转速，灵敏电流计的示数将变大D．若仅将滑动变阻器滑动头向左滑，灵敏电流计的示数将变大11、如图所示，长为L的铜杆OA以O为轴在垂直于匀强磁场的平面内以角速度ω匀速转动，磁场的磁感应强度为B，杆两端的电势差为________，O点的电势________(填“大于”或“小于”)A点的电势。答案 BωL2 大于解析 如图，设经过时间Δt，铜杆扫过的面积为ΔS，转过的角度为Δθ，则Δθ＝ω·Δt，转过的弧长为Δθ·L＝ωLΔt则杆扫过的面积ΔS＝ 由法拉第电磁感应定律得：E＝＝。由右手定则可知感应电流的方向为由A到O，OA切割磁感线，相当于电源，则O为电源的正极，A为电源的负极，O点的电势大于A点的电势。12、如图所示一半径为l＝0.5 m的金属圆环水平放置，长度为2l的粗细均匀的金属棒OP搭在圆环上且一端O点与圆心重合，金属棒OP的电阻为R＝4 Ω，转动时棒与圆环保持良好接触。额定电压为U＝2 V、内阻为r＝2 Ω 的电动机M通过导线分别连接金属棒上O点和圆环上Q点，整个装置处在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B＝2 T，圆环及导线电阻不计。当金属棒绕圆心以角速度ω＝12 rad/s 顺时针(俯视)匀速转动时，电动机恰好正常工作，求：(1)通过电动机的电流方向及电动机的输出功率；(2)金属棒两端点的电压UPO。答案 (1)电流方向b→a 0.5 W (2)11 V解析 (1)根据右手定则，电流方向b→a金属棒在回路中产生的感应电动势为E＝Bl 通过电动机的电流I＝电动机的输出功率P＝UI－I2r 解得P＝0.5 W。(2)金属棒在PQ段两端的电压为UPQ＝Bl 金属棒两端点的电压UPO＝UPQ＋UQO UQO＝U 解得UPO＝11 V。知识点3*、反电动势1.基本知识1.1、定义：电动机转动时，由于切割磁感线，线圈中产生的削弱 电源电动势作用的电动势．1.2、作用：阻碍 线圈的转动．2．思考判断2.1、电动机通电转动，电动机中出现的感应电动势为反电动势，反电动势会阻碍线圈的运动．(√)2.2、电动机正常工作时，反电动势会加快线圈的运动．(×)2.3、电动机工作中由于机械阻力过大而停止转动，就没有了反电动势，线圈中的电流会很大，很容易烧毁电动机．(√)专题训练31．关于反电动势，下列说法中正确的是( C )A．只要线圈在磁场中运动就能产生反电动势 B．只要穿过线圈的磁通量变化，就产生反电动势C．电动机在转动时线圈内产生反电动势 D．反电动势就是发电机产生的电动势2．如图所示，导体AB在做切割磁感线运动时，将产生一个感应电动势，因而在电路中有电流通过，下列说法中正确的是 ( AB )（多选）A．因导体运动而产生的感应电动势称为动生电动势 B．动生电动势的产生与洛伦兹力有关C．动生电动势的产生与电场力有关 D．动生电动势和感生电动势产生的原因是一样的1 物理学习的核心在于思维 最基本的知识、方法才是最重要的； 30%兴趣+30%信心+30%方法+10%勤奋+l%天赋>100%成功人教版普高物选修2第2章 电磁感应定律 第2讲法拉第电磁感应定律 （讲义）--学生版（定稿）人教版普高物选修2第2章 电磁感应定律 第2讲法拉第电磁感应定律知识点1、电磁感应定律我们可以通过实验探究电磁感应现象中感应电流大小的决定因素和遵循的物理规律。如图所示，将条形磁体从同一高度插入线圈的实验中。(1)快速插入和缓慢插入，磁通量的变化量ΔΦ相同吗？指针偏转角度相同吗？(2)分别用同种规格的一根磁体和并列的两根磁体以相同速度快速插入，磁通量的变化量ΔΦ相同吗？指针偏转角度相同吗？(3)如果在条形磁体插入线圈的过程中，将线圈与电流表断开，线圈两端的电动势是否随着电流一起消失？(4)在线圈匝数一定的情况下，感应电动势的大小取决于什么？1．感应电动势：在 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．法拉第电磁感应定律2.1、内容：闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的 成正比。2.2、公式：E＝n，其中n是 ，（由n匝线圈串联组成，感应电动势相加），是 。2.3、在国际单位制中，磁通量的单位是 ，感应电动势的单位是 。注意：公式只表示感应电动势的大小（绝对值）。至于感应电流的方向，可由楞次定律判定。3、对法拉第电磁感应定律的理解3.1、感应电动势大小由线圈匝数n和穿过线圈的磁通量的变化率共同决定，而与Φ、ΔΦ无必然联系。3.2、公式E＝n求解的是一个回路中Δt时间内的感应平均电动势，只有在磁通量随时间均匀变化时，瞬时值才等于平均值。4、E＝n两种常见形式：①线圈面积S不变，磁感应强度B均匀变化，则E＝n·S；②磁感应强度B不变，线圈面积S均匀变化，则E＝nB·.(其中是Φ－t图像上某点切线的斜率. 为B－t图像上某点切线的斜率)5、电流方向：产生感应电动势的那部分导体在电路中相当于电源，电源内部，电流从负极流向正极。6、电磁感应现象的表象与本质表象：电路闭合时有感应电动势，有感应电流。电路断开时有感应电动势，但无感应电流。本质：磁通量变化为电磁感应的根本原因。产生感应电动势为电磁感应现象的本质。即：磁通量变化感应电动势感应电流（安培力运动状态变化）7、磁通量Φ、磁通量的变化量ΔΦ及磁通量的变化率的比较：磁通量Φ 磁通量的变化量ΔΦ 磁通量的变化率物理意义 某时刻穿过磁场中某个面的磁感线条数 在某一过程中，穿过某个面的磁通量变化的多少 穿过某个面的磁通量变化的快慢当B、S互相垂直时的大小 Φ＝BS ΔΦ＝ ＝1．Φ、ΔΦ、均与线圈匝数无关． 2．磁通量和磁通量的变化率的大小没有直接关系，Φ很大时，可能很小，也可能很大；Φ＝0时，可能不为零．专题讲练11、关于感应电动势，下列说法中正确的是（ ）A．某一过程中，穿过线圈的磁通量越大，则感应电动势越大B．某一时刻，穿过线圈的磁通量为零，则感应电动势为零C．某一过程中，穿过线圈的磁通量的变化越大，则感应电动势越大D．某一过程中，穿过线圈的磁通量变化越快，则感应电动势越大2、关于电磁感应产生感应电动势大小的正确表述是（ ）（多选）A．穿过导体框的磁通量为零的瞬间，线框中的感应电动势有可能很大B．穿过导体框的磁通量越大，线框中感应电动势一定越大C．穿过导体框的磁通量变化量越大，线框中感应电动势一定越大D．穿过导体框的磁通量变化率越大，线框中感应电动势一定越大3、(多选)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一定越大B．穿过回路的磁通量变化量与线圈的匝数无关，回路中的感应电动势与线圈的匝数有关C．穿过回路的磁通量的变化率为零，回路中的感应电动势一定为零D．某一时刻穿过回路的磁通量为零，回路中的感应电动势一定为零4、如图所示，闭合开关，将条形磁铁插入闭合线圈，第一次用，第二次用，并且两次的起始和终止位置相同，则（ ）A．第一次磁通量变化较大 B．第一次的最大偏角较大C．第一次经过的总电量较多 D．若断开，均不偏转，故均无感应电动势5、一闭合线圈放在随时间均匀变化的磁场中，线圈平面和磁场方向垂直．若想使线圈中的感应电流增强一倍，下述方法可行的是( )A．使线圈匝数增加一倍 B．使线圈面积增加一倍C．使线圈匝数减少一半 D．使磁感应强度的变化率增大一倍6、闭合的金属环处于随时间均匀变化的匀强磁场中，磁场方向垂直于圆环平面，则( )A．环中产生的感应电动势均匀变化 B．环中产生的感应电流均匀变化C．环中产生的感应电动势保持不变 D．环上某一小段导体所受的安培力保持不变7、（多选）如图所示，闭合金属导线框放置在竖直向上的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度随时间变化，下列说法正确的是( )A．当磁感应强度增加时，线框中的感应电流可能减小B．当磁感应强度增加时，线框中的感应电流一定增大C．当磁感应强度减小时，线框中的感应电流一定增大D．当磁感应强度减小时，线框中的感应电流可能不变8、如图甲所示，一单匝圆形线圈垂直放入磁场中，磁场为垂直于线圈平面向里的匀强磁场，穿过圆形线圈的磁通量Φ随时间t的变化关系如图乙所示，不计导线电阻，求：(1)2 s内线圈内磁通量的变化量ΔΦ；(2)线圈中产生的感应电动势E1；(3)若其他条件不变，线圈的匝数变为100匝，线圈中产生的感应电动势E2。9、半径为r、电阻为R的n匝圆形线圈在边长为l的正方形区域abcd外，匀强磁场充满并垂直穿过该正方形区域，如图甲所示。当磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示时，穿过圆形线圈磁通量的变化率为多少？t0时刻线圈产生的感应电流为多少？知识点2、感应电动势大小------动生电动势与感生电动势1、由于磁感应强度变化而产生的感应电动势------感生电动势1.1. 感生电动势：由于磁感应强度变化而引起磁通量的变化，从而产生的感应电动势叫感生电动势1.1.1感生电场：磁场 时在空间激发的一种电场，它是由英国物理学家 提出的．感生电场是否存在，取决于有无变化的磁场，与是否存在导体及是否存在闭合回路无关．1.1.2感生电动势的方向与感生电场的方向 ，与感应电流的方向 ．1.1.3感生电动势中的非静电力：就是 对自由电荷的作用力．1.1.4感生电动势大小：线圈面积不变的情况下，B-t图像变化率×S即为磁通量的变化率。2、导体棒切割磁感线时的感应电动势---动生电动势2.1、如图所示，把平行导轨放在磁感应强度为B的匀强磁场中，通过一电阻相连，所在平面跟磁感线垂直。导体棒MN放在导轨上，两导轨间距为l，MN以速度v向右匀速运动。试根据法拉第电磁感应定律求产生的感应电动势。推导：(1)在Δt时间内，由原来的位置MN移到M1N1，这个过程中闭合电路的面积变化量是ΔS＝ 。(2)穿过闭合电路的磁通量的变化量则是ΔΦ＝ ＝ 。(3)根据法拉第电磁感应定律E＝求得感应电动势E＝ 。2.2.如果导线的运动方向与导线本身是垂直的，但与磁感线方向有一个夹角θ，将速度v分解为两个分量；垂直于磁感线的分量v1＝ 和平行于磁感线的分量v2＝ ，则导线产生的感应电动势为E＝ ＝ 。总结：导线垂直于磁场方向运动，B、l、v两两垂直时，感应电动势E＝ 。导线运动的方向与磁感线方向夹角为θ时，感应电动势E＝ 。2.3对公式E＝Blv的理解理解1．公式中的v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．理解2．公式中的l应理解为导线切割磁感线时的有效长度（1化曲为直，2垂直投影）．如果导线不和磁场垂直，l应是导线在垂直磁场方向投影的长度；如果切割磁感线的导线是弯曲的，l应取导线两端点的连线在与B和v都垂直的直线上的投影长度．例如，如图所示的三幅图中切割磁感线的导线是弯曲的，则切割磁感线的有效长度应取与B和v垂直的等效直线长度，即ab的长．理解3．该公式可看成法拉第电磁感应定律的一个推论，一般用于导体各部分切割磁感线的速度相同的情况，当v为瞬时速度时，E为瞬时电动势；若v是平均速度，则E为平均感应电动势．2.3、思考-----动生电动势中的“非静电力”一段导体在做切割磁感线的运动时相当于一个电源，导体中的自由电荷因随导体运动而受到洛伦兹力，非静电力即洛伦兹力的一个分力.2.3.1、如图，导体棒CD在匀强磁场中运动。自由电荷会随着导体棒运动，并因此受到洛伦兹力。(1)导体棒中自由电荷相对于纸面的运动大致沿什么方向？(为了方便，可以认为导体棒中的自由电荷是正电荷。)(2)导体棒一直运动下去，自由电荷是否总会沿着导体棒运动？为什么？导体棒哪端的电势比较高？(以上讨论不必考虑自由电荷的热运动。)2.3.2．在上述过程中，洛伦兹力做功吗？3、导体棒转动切割磁感线时的感应电动势3.1、推导：---如图所示，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，磁感应强度大小为B，试推导ab棒所产生的感应电动势大小。提示 方法一：棒上各处速率不同，故不能直接用公式E＝Blv求。由v＝ωr可知，棒上各点的线速度跟半径成正比，故可用棒的中点的速度作为平均切割速度代入公式计算。所以＝，E＝Bl＝Bl2ω。方法二：设经过Δt时间ab棒扫过的扇形面积为ΔS，则ΔS＝lωΔtl＝l2ωΔt变化的磁通量为ΔΦ＝BΔS＝Bl2ωΔt，所以E＝＝Bl2ω，即E＝Bl2ω。3.2、导体棒转动切割磁感线时转轴位置问题相对位置 转轴位置端点 中点 任意位置导体棒ab长为l，垂直于匀强磁场(磁感应强度为B)，转动平面也垂直于磁场方向(转动角速度为ω) Eab＝Bl＝Blv中＝Bl2ω Eab＝0 Eab＝Bl12ω－Bl22ω提醒：若旋转对象是一个平面，只需研究一根导线，3.3法拉第电磁感应定律的三个表达式的比较情景图研究对象 回路(不一定闭合)磁场变化或面积变化 一段直导线(或等效成直导线)切割磁感线 绕一端转动的一段导体棒表达式 E＝n E＝Blv E＝Bl2ω4、从能量角度看，电磁感应现象的本质是通过外力做功将其他形式的能量转化为电能。在电磁感应现象中，产生感应电动势的那部分导体相当于电源。图中导体棒 MN向右运动时，在导体棒内产生 N → M 方向的感应电流。在磁场中，导体棒 MN 因其中通过感应电流而受到向左的安培力作用。为了维持导体棒 MN 做匀速运动，必须有跟安培力大小相等、方向相反的外力克服安培力做功。在外力做功的过程中，外部提供的能量转化为电能。设 MN 受到的外力为 F，MN 经过位移 s 所需时间为 Δt，则 MN 的移动速度 v = Δs/t，可得由外力对 MN 所做的功W外= Fs = FvΔt设感应电动势为 E，感应电流为 I，则回路在 Δt 时间内消耗的电能W电 = IEΔt由于 MN 做匀速运动，MN 受到外力 F 与 F 安作用，这两个力大小相等、方向相反。由于 MN 的动能不变，根据能量守恒定律，因此外力对 MN 所做的功全部转化为回路消耗的电能，即 ：FvΔt = F安 vΔt = BIlvΔt =IEΔt 得 E = Blv ，与前面给出的计算感应电动势大小的公式一致。5、 动生电动势与感生电动势的区别和联系5.1产生的物理机理不同如图所示，导体向右运动，中的自由电子一起向右运动，向右运动的电子受到洛伦兹力的作用后相对于杆往下端运动，这就是感应电流，方向由向。产生电流的电动势存在于段中，单位电荷受到洛伦兹力为，而电动势的大小等于从到移动单位正电荷时洛伦兹力做的功，因此。感生电动势，是由于变化的磁场周围产生感生电场，线圈中的自由电子在感生电场力作用下发生移动，形成感应电流。单位电荷在闭合电路中移动一周，电场力做的功等于感生电动势。5.2、相当于电源的部分不同：导体运动产生动生电动势时，运动部分的导体相当于电源，而由于磁场变化产生感生电动势时，磁场穿过的线圈部分相当于电源。5.3、ΔΦ的含义不同导体运动产生电动势，ΔΦ是由于导体线框本身的面积发生变化而产生的，所以ΔΦ＝BΔS；磁场变化产生电动势，ΔΦ是由于磁场变化而产生的，所以ΔΦ＝SΔB。5.4、在磁场变化，同时导体做切割磁感线运动时，两种电动势可同时存在。5.5、动生电动势和感生电动势的划分，在某些情况下只有相对意义。将条形磁铁插入线圈中，如果在相对于磁铁静止的参考系观察，磁铁不动，空间各点的磁场也没有发生变化，而线圈在运动，线圈中的电动势是动生的；但是，如果在相对于线圈静止的参考系内观察，则看到磁铁在运动，引起空间磁场发生变化，因而，线圈中的电动势是感生的。在这种情况下，究竟把电动势看作动生的还是感生的，决定于观察者所在的参考系。不管是哪一种电动势，法拉第电磁感应定律、楞次定律都成立。6、感生电动势与动生电动势的对比感生电动势 动生电动势产生原因 磁场的变化 导体做切割磁感线运动移动电荷的非静电力 感生电场对自由电荷的电场力 导体中自由电荷所受洛伦兹力沿导体方向的分力回路中相当于电源的部分 处于变化磁场中的线圈部分 做切割磁感线运动的导体方向判断方法 由楞次定律判断 通常由右手定则判断，也可由楞次定律判断大小计算方法 由E＝n计算 通常由E＝Blvsin θ计算，也可由E＝n计算7、公式E＝n与E＝Blv的区别与联系项目 E＝n E＝Blv区别 研究对象 某个回路 在磁场中切割磁感线运动的一段导体适用范围 具有普适性，无论什么方式引起的Φ的变化都适用 只适用于一段导体切割磁感线的情况物理意义 (1)通常求的是Δt时间内的平均感应电动势，E与某段时间或某个过程相对应 (2)当Δt→0时，E为瞬时感应电动势 (1)若v为瞬时速度，求的是瞬时感应电动势，E与某个时刻或某个位置相对应 (2)若v为平均速度，求的是平均感应电动势联系 (1)E＝Blv是由E＝n在一定条件下推导出来的 (2)如果B、l、v三者大小、方向均不变，则在Δt时间内的平均感应电动势等于任意时刻的瞬时感应电动势 (3)公式E＝n和E＝Blv是统一的，当Δt→0时，E为瞬时感应电动势专题讲练22.1感生电动势的分析与计算1、n匝线圈放在如图所示变化的磁场，线圈的面积为S。则下列说法正确的是( )A．0～1 s内线圈的感应电动势在均匀增大 B．1～2 s内感应电流最大C．0.5 s末与2.5 s末线圈的感应电流方向相反 D．第4 s末的感应电动势为02、穿过同一闭合回路的磁通量Φ随时间t变化的图像分别如图中的①～④所示，下列关于回路中感应电动势的说法正确的是( )A．图①回路产生恒定不变的感应电动势 B．图②回路产生的感应电动势一直在变大C．图③回路0～t1时间内产生的感应电动势大于t1～t2时间内产生的感应电动势D．图④回路产生的感应电动势先变大再变小3、如图所示，单匝线圈在匀强磁场中绕垂直磁场的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量Φ随时间t的变化关系可用图象表示，则( )（多选）A．t＝0时刻，线圈中的磁通量最大，感应电动势也最大B．在t＝1×10－2 s时，感应电动势最大C．在t＝2×10－2 s时，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零4、通过某单匝闭合线圈的磁通量Φ随时间t的变化规律如图所示，下列说法正确的是( )A.0～0.3 s内线圈中的感应电动势在均匀增加B.第0.6 s末线圈中的感应电动势是4 VC.第0.9 s末线圈中的瞬时感应电动势比第0.2 s末的小D.第0.2 s末和第0.4 s末的瞬时感应电动势的方向相同5、（多选）一匀强磁场，磁场方向垂直纸面，规定向里的方向为正．在磁场中有一细金属圆环，线圈平面位于纸面内，如图甲所示．现令磁感应强度B随时间t变化，先按图乙中所示的Oa图线变化，后来又按图线bc和cd变化．令E1、E2、E3分别表示这三段变化过程中感应电动势的大小，I1、I2、I3分别表示对应的感应电流，则（ ）A．E1>E2，I1沿逆时针方向，I2沿顺时针方向B．E1C．E1D．E2＝E3，I2沿顺时针方向，I3沿顺时针方向6、如图甲所示，n＝200匝的线圈(图中只画了2匝)，电阻r＝2 Ω，其两端与一个R＝48 Ω的电阻相连。线圈内有垂直纸面向里的磁场，磁通量按图乙所示规律变化。下列选项正确的是( )A.电阻R两端b点比a点电势高 B.电阻R两端的电压大小为10 VC.0.1 s时间内非静电力所做的功为0.2 JD.0.1 s时间内通过电阻R的电荷量为0.05 C7、如图甲所示，一线圈匝数为100，横截面积为0.01 m2，匀强磁场与线圈轴线成30°角向右穿过线圈。若在2 s时间内磁感应强度随时间的变化关系如图乙所示，则该段时间内线圈两端a、b之间的电势差Uab为( )A．－ V B．2 VC. V D．从0均匀变化到2 V8、如图所示，半径为r的n匝线圈套在边长为L的正方形abcd之外，匀强磁场局限在正方形区域内且垂直穿过正方形，当磁感应强度以的变化率均匀变化时，线圈中产生感应电动势大小为( )A．πr2 B．L2 C．nπr2 D．nL29、如图所示，A、B两闭合圆形导线环用相同规格的导线制成，它们的半径之比rA∶rB＝2∶1，在两导线环包围的空间内存在一正方形边界的磁场区域，磁场方向垂直于两导线环的平面。在磁场的磁感应强度随时间均匀增大的过程中，流过两导线环的感应电流大小之比为( )A.＝1 B.＝2 C.＝ D.＝10、如图所示，单匝闭合金属线圈的面积为，电阻为，垂直于磁感线放在匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为。从某时刻起（记为时刻）磁感应强度的大小发生变化，但方向不变。在这段时间内磁感应强度随时间变化的规律（为一个正的常数）。在这段时间内，线圈中感应电流（ ）A．方向为逆时针方向，大小为 B．方向为顺时针方向，大小为C．方向为逆时针方向，大小为 D．方向为顺时针方向，大小为11、如图所示，三个相同的金属圆环内，存在着不同的有界匀强磁场，虚线表示环的某条直径，已知所有磁场的磁感应强度随时间变化都满足B=kt，磁感应强度方向如图所示。测得A环中感应电流强度为I，则B环和C环内感应电流强度分别为( )A. IB=I、 IC=0 B. IB=I、Ic=2I C. IB=2I、Ic=2I D. IB=2I、Ic=012、如图甲所示，在虚线所示的区域有垂直纸面向里的磁场，磁场变化规律如图乙所示，面积为S的单匝金属线框处在磁场中。线框与电阻R相连，若金属框的电阻为，下列说法正确的是（ ）（A）线框面积将有扩大趋势（B）流过电阻R的感应电流方向由a到b（C）线框cd边受到的安培力方向向上 （D）a、b间的电压为13、如图所示，a、b两个闭合正方形线圈用同样的导线制成，匝数均为10匝，边长La=3Lb，图示区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀增大，不考虑线圈之间的相互影响，则( )A．两线圈内产生顺时针方向的感应电流B．a、b线圈中感应电动势之比为3:1C．a、b线圈中感应电流之比为3：1 D．a、b线圈中电功率之比为3：114、如图所示，两块水平放置的金属板距离为d。用导线、开关K与一个n匝的线圈连接，线圈置于方向竖直向下的变化磁场B中，两板间有一个质量为m、电荷量为－q的油滴恰好处于静止状态，重力加速度为g，则线圈中的磁场B的变化情况和磁通量变化率分别是( )A．正在增加，＝ B．正在增加，＝C．正在减弱，＝ D．正在减弱，＝15、某空间出现了图所示的磁场，当磁感应强度变化时，在垂直于磁场的方向上会产生感生电场，有关磁感应强度的变化与感生电场的方向关系描述正确的是( )（多选）A．当磁感应强度均匀增大时，感生电场的电场线从上向下看应为顺时针方向B．当磁感应强度均匀增大时，感生电场的电场线从上向下看应为逆时针方向C．当磁感应强度均匀减小时，感生电场的电场线从上向下看应为顺时针方向D．当磁感应强度均匀减小时，感生电场的电场线从上向下看应为逆时针方向16、著名物理学家费曼曾设计过这样一个实验装置：一块绝缘圆板可绕其中心竖直的光滑轴自由转动，在圆板的中部有一个线圈，圆板的四周固定着一圈金属小球，如图所示。在线圈接通电源的瞬间发现圆板做顺时针转动（俯视），则下列说法正确的是（ ）A. 圆板上的金属小球一定带正电 B. 圆板上的金属小球一定带负电C. 圆板上的金属小球可能不带电 D. 圆板上的金属小球可能带负电17、在闭合铁芯上绕有一组线圈，线圈与滑动变阻器、电池构成电路，假定线圈产生的磁感线全部集中在铁芯内．a、b、c为三个闭合金属圆环，位置如图所示．当滑动变阻器滑片左右滑动时，能产生感应电流的圆环是 ( )A．a、b两环 B．b、c两环 C．a、c两环 D．a、b、c三环18、（多选）如图所示，一金属半圆环置于匀强磁场中，当磁场突然减弱时，则两端点的电势 ( )A．N点电势高 B．M点电势高C．若磁场不变，将半圆环绕MN轴旋转180°的过程中，N点电势高D．若磁场不变，将半圆环绕MN轴旋转180°的过程中，M点电势高19、如图甲所示，等离子气流由左边连续以v0射入P1和P2两板间的匀强磁场中，ab直导线与P1、P2相连接，线圈A与直导线cd连接．线圈A内有随图乙所示的变化磁场，且磁场B的正方向规定为向左，如图甲所示．则下列说法正确的是 ( )（多选）A．0～1 s内ab、cd导线互相排斥B．1 s～2 s内ab、cd导线互相排斥C．2 s～3 s内ab、cd导线互相排斥D．3s～4s内ab、cd导线互相排斥20、如图甲是半径为a的圆形导线框，电阻为R，虚线是圆的一条弦，虚线左右两侧导线框内磁场的磁感应强度随时间变化如图乙所示，设垂直线框向里的磁场方向为正，求：(1)线框中0～t0时间内的感应电流大小和方向；(2)线框中0～t0时间内产生的热量．21、(多选)如图甲所示，一半径为r的光滑绝缘细圆管固定在水平面上，一质量为m、电荷量为q的带负电小球在细圆管中运动。垂直细圆管平面存在方向竖直向上的匀强磁场，其磁感应强度大小随时间的变化规律如图乙所示(取竖直向上为正，图中B0、t0为已知量)。已知当磁感应强度均匀变化时，在圆管内产生电场强度大小处处相等的感生电场(电场线闭合的涡旋电场)，原来静止的小球在管内做圆周运动，小球可看作点电荷且电荷量保持不变。则下列说法正确的是( )A．小球沿顺时针(从上往下看)方向运动B．管内电场强度大小为C．小球由静止开始运动第一周所用时间为t0D．小球第2次回到出发点的速度大小为2r22、英国物理学家麦克斯韦认为，磁场变化时会在空间激发感生电场。如图所示，一个半径为r的绝缘细圆环水平放置，环内存在竖直向上的匀强磁场，环上套一带电荷量为＋q的小球，已知磁感应强度B随时间均匀增加，其变化率为k，若小球在环上运动一周，则感生电场对小球的作用力所做功的大小是( )A.0 B.r2qk C.2πr2qk D.πr2qk23、如图所示，形导线框固定在水平面上，右端放有质量为的金属棒，与导轨间的动摩擦因数为，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。它们围成的矩形边长分别、，回路的总电阻为。从时刻起，在竖直向上方向加一个随时间均匀变化的匀强磁场，那么在t为多大时，金属棒开始移动？2.2动生电动势--平动1、（多选）如图所示的导体棒的长度为L，处于磁感应强度为B的匀强磁场中，导体棒运动的速度均为v，则产生的感应电动势为BLv的是( )2、如图所示的情况中，金属导体中产生的感应电动势不是BLv的是（ ）3、在图中，金属棒长为，匀强磁场的磁感应强度为，金属棒运动的速率为，为图中标出的夹角，金属棒两点间的感应电动势的有（ ）（多选）A B C D4、如图所示三图中的金属框架及与之相连的电阻都相同，垂直置于磁感应强度相同的磁场中。（a）图的框架上有一与之垂直的导体棒，（b）图的框架上斜放一导体棒，（c）图有一弯曲的导体棒。导体棒的电阻均不计且均与框架接触良好，并以相同速度沿平行导轨方向做匀速运动。Ia用Ia、Ib、Ic分别表示三图中通过电阻的电流的大小，则：( )A． B．C． D．5、如图所示，将一根包有绝缘层的硬金属导线弯曲成一个完整的正弦曲线形状，它通过两个小金属环a、b与长直金属杆导通，图中a、b间距离为L，导线弯曲成的正弦图形顶部和底部到杆的距离均是d。右边虚线范围内存在磁感应强度大小为B、方向垂直于弯曲导线所在平面的匀强磁场，磁场区域的宽度为，现导线在外力作用下沿杆以恒定的速度v向右运动，t＝0时刻a环刚从O点进入磁场区域，则下列说法正确的是( )A．在t＝时刻，回路中的感应电动势为BdvB．在t＝时刻，回路中的感应电动势为2BdvC．在t＝时刻，回路中的感应电流第一次改变方向D．在t＝时刻，回路中的感应电流第一次改变方向6、一接有电压表的矩形线圈abcd在匀强磁场中向右做匀速运动，如图所示，下列说法正确的是( )A．线圈中有感应电流，有感应电动势B．线圈中无感应电流，也无感应电动势C．线圈中无感应电流，有感应电动势D．线圈中无感应电流，但电压表有示数7、abcd是一个用粗细均匀的电阻丝围成的正方形单匝线框，边长为L，每边电阻为R，匀强磁场与线框所在平面垂直，如图所示，磁感应强度大小为B，线框在外力作用下以速度v向右匀速进入磁场，在进入过程中，下列说法正确的是( )A.d端电势低于c端电势 B.dc两端电压的大小为BLvC.ad边不受安培力 D.线框受到的安培力方向向左，且大小为8、(多选)如图所示，一导线弯成半径为a的半圆形闭合回路．虚线MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直于回路所在的平面．回路以速度v向右匀速进入磁场，直径CD始终与MN垂直．从D点到达边界开始到C点进入磁场为止，下列结论正确的是( )A．感应电流方向不变 B．CD段始终不受安培力C．感应电动势最大值E＝Bav D．感应电动势平均值＝πBav9、如图所示，平行金属导轨间的距离为d，左端跨接一个电阻R，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于平行导轨所在平面，一根金属棒ab与导轨成θ角放置，金属棒与导轨的电阻不计，当金属棒沿轨道的方向滑行时，通过电阻R的电流为( )A． B． C． D．10、如图所示，平行导轨间距为d，其左端接一个电阻R，匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于平行金属导轨所在平面向上。一根金属棒与导轨成θ角放置，金属棒与导轨的电阻均不计。当金属棒沿垂直于棒的方向以恒定的速度v在导轨上滑行时，通过电阻R的电流大小是( )A. B. C. D.11、如图所示，PQRS为一正方形导线框，它以恒定速度向右进入以MN为边界的匀强磁场，磁场方向垂直线框平面，MN线与线框的边成45°角．E、F分别为PS与PQ的中点．关于线框中的感应电流，正确的说法是( )A．当E点经过边界MN时，线框中感应电流最大B．当P点经过边界MN时，线框中感应电流最大C．当F点经过边界MN时，线框中感应电流最大D．当Q点经过边界MN时，线框中感应电流最大12、如图所示，MN、GH为光滑的水平平行金属导轨，ab、cd为跨在导轨上的两根金属杆，匀强磁场垂直穿过MN、GH所在的平面，如图所示，则 （ ）A．若固定ab，使cd向右滑动，则abdc回路有电流，电流方向由a→b→d→cB．若ab、cd以相同的速度一起向右滑动，则abdc回路有电流，电流方向由c→d→b→aC．若ab向左、cd向右同时运动，则abdc回路电流为零D．若ab、cd都向右运动，且两杆速度vcd>vab，则abdc回路有电流，电流方向由c→d→b→a13、一航天飞机下有一细金属杆，杆指向地心，若仅考虑地磁场的影响，则当航天飞机位于赤道上空( )（多选）A．由东向西水平飞行时，金属杆中感应电动势的方向一定由上向下B．由西向东水平飞行时，金属杆中感应电动势的方向一定由上向下C．沿经过地磁极的那条经线由南向北水平飞行时，金属杆中感应电动势的方向一定由下向上D．沿经过地磁极的那条经线由北向南水平飞行时，金属杆中一定没有感应电动势14、如图所示，MN、PQ为平行光滑导轨与地面成30°角固定，并处于与导轨所在平面垂直向上、足够宽的匀强磁场中，导轨间距恒定，N、Q间接一定值电阻R.现有一金属杆ab沿导轨匀速下滑，并与导轨接触良好，若其它电阻忽略不计，则 （ ）（多选）A．闭合电路不产生感应电流 B．金属杆ab产生的感应电动势保持不变C．金属杆ab受到的安培力方向沿导轨向下 D．金属杆ab受到的安培力方向沿导轨向上15、如图所示，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抛出，不计空气阻力，则金属棒产生的感应电动势将（ ）A．越来越大 B．越来越小 C．保持不变 D．无法判断16、（多选）如图所示，一接有电压表的矩形闭合线圈ABCD向右匀速穿过匀强磁场的过程中，下列说法正确的是( )A．线圈中有感应电动势，有感应电流 B．线圈中有感应电动势，无感应电流C．AB边两端有电压，且电压表有示数 D．AB边两端有电压，但电压表无示数17、如图所示，、为平行的金属导轨，其电阻可不计，为电阻器，为电容器，为可在和上滑动的导体横杆，有均匀磁场垂直于导轨平面。若用和分别表示图中两支路的电流，则有（ ）A．匀速滑动时，， B．匀速滑动时，，C．加速滑动时，， D．加速滑动时，，18、在北半球地磁场的竖直分量向下，飞机在我国上空匀速巡航，机翼保持水平，飞行高度不变。由于地磁场的作用，金属机翼上有电势差。设飞行员左方机翼末端处的电势为，右方机翼末端处的电势为，则（ ）（多选）A．若飞机从西往东飞，比高 B．若飞机从东往西飞，比高C．若飞机从南往北飞，比高 D．若飞机从北往南飞，比高20、如图所示，两根平行光滑金属导轨MN和PQ放置在水平面内，其间距L＝0.2 m，磁感应强度B＝0.5 T的匀强磁场垂直导轨平面向下，两导轨之间连接的电阻R＝4.8 Ω，在导轨上有一金属棒ab，其接入电路的电阻r＝1.2 Ω，金属棒与导轨垂直且接触良好，在ab棒上施加水平拉力使其以速度v＝12 m/s向右匀速运动，设金属导轨足够长。求：(1)金属棒ab产生的感应电动势；(2)水平拉力的大小F；(3)金属棒a、b两点间的电势差。21、如图甲所示，不计电阻的平行金属导轨竖直放置，导轨间距为L＝1 m，上端接有电阻R＝3 Ω，虚线OO′下方是垂直于导轨平面的匀强磁场。现将质量m＝0.1 kg、电阻r＝1 Ω的金属杆ab，从OO′上方某处垂直导轨由静止释放，杆下落过程中始终与导轨保持良好接触，杆下落过程中的v－t图像如图乙所示。(取g＝10 m/s2)求：(1)磁感应强度B的大小；(2)杆在磁场中下落0.1 s的过程中，电阻R产生的热量。2.3动生电动势--转动1、如图所示，导体棒AB的长为2R，绕O点以角速度ω匀速转动，OB长为R，且O、B、A三点在一条直线上，有一磁感应强度为B的匀强磁场充满转动平面且与转动平面垂直，那么A、B两端的电势差大小为( )A.BωR2 B.2BωR2 C.4BωR2 D.6BωR22、如图所示，直角三角形金属框abc放置在匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向平行于ab边向上。当金属框绕ab边以角速度ω逆时针转动(俯视)时，a、b、c三点的电势分别为φa、φb、φc。已知bc边的长度为l。下列判断正确的是( )A．φa＞φc，金属框中无电流B．φb＞φc，金属框中电流方向沿abcaC．Ubc＝－Bl2ω，金属框中无电流 D．Uac＝Bl2ω，金属框中电流方向沿acba3、如图所示，导线OA长为l，在方向竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度ω沿图中所示方向绕通过悬点O的竖直轴旋转，导线OA与竖直方向的夹角为θ。则OA导线中的感应电动势大小和O、A两点电势高低情况分别是( )A.Bl2ω O点电势高 B.Bl2ω A点电势高C.Bl2ωsin2θ O点电势高 D.Bl2ωsin2θ A点电势高4、如图所示，半径为r的金属圆盘在垂直于盘面的匀强磁场(磁感应强度为B)中，绕O轴以角速度ω沿逆时针方向匀速转动，则通过电阻R的电流的方向和大小是(金属圆盘的电阻不计)( )A．由c到d，I＝ B．由d到c，I＝C．由c到d，I＝ D．由d到c，I＝5、 (多选)法拉第圆盘发电机的示意图如图所示。铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触。圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B中，半径为L。若从上向下看，圆盘以角速度ω顺时针转动，下列说法正确的有( )A.P的电势高于Q的电势 B.P的电势低于Q的电势C.圆盘转动产生的感应电动势为BL2ωD.若圆盘转动的角速度变为原来的2倍，则电流在R上的热功率也变为原来的2倍6、如图所示，半径为L的金属圆环固定，圆环内存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，长为L、电阻为r的导体棒OA，一端固定在通过圆环中心的O点，另一端与圆环接触良好。在圆环和O点之间接有阻值为R的电阻，不计金属圆环的电阻。当导体棒以角速度ω绕O点逆时针匀速转动时，下列说法错误的是( )A．O点的电势高于A点的电势 B．导体棒切割磁感线产生的感应电动势大小为BL2ωC．OA两点间电势差大小为 D．增大导体棒转动的角速度，电路中的电流增大7、如图所示，匀强磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框，半圆直径与磁场边缘重合，磁场方向垂直于半圆面(纸面)向里，磁感应强度大小为B0。使该线框从静止开始绕过圆心O、垂直于半圆面的轴以角速度ω匀速转动半周，线框中产生感应电流。现使线框保持图中所示位置静止，磁感应强度随时间线性变化。为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流，磁感应强度随时间的变化率的大小应为( )A. B. C. D.8、如图所示，虚线上方空间有垂直线框平面的匀强磁场，直角扇形导线框绕垂直于线框平面的轴O以角速度匀速转动．设线框中感应电流方向以逆时针为正，那么选项图中能正确描述线框从图中所示位置开始转动一周的过程中，线框内感应电流随时间变化情况的是( )9、如图所示，固定平行导轨间有磁感应强度大小为B、方向垂直导轨平面向里的匀强磁场，导轨间距为L且足够长，左端接阻值为R的定值电阻，导轨电阻不计，现有一长为2L的金属棒垂直放在导轨上，在金属棒以O点为轴沿顺时针方向以角速度转过600的过程中（金属棒始终与导轨接触良好，电阻不计）( )A．通过定值电阻的电流方向由b到aB．金属棒刚开始转动时，产生的感应电动势最大C．通过定值电阻的最大电流为 D．通过定值电阻的电荷量为10法拉第发现了电磁感应现象之后，又发明了世界上第一台发电机──法拉第圆盘发电机，揭开了人类将机械能转化为电能并进行应用的序幕。法拉第圆盘发电机的原理如图所示，将一个圆形金属盘放置在电磁铁的两个磁极之间，并使盘面与磁感线垂直，盘的边缘附近和中心分别装有与金属盘接触良好的电刷A、B，两电刷与灵敏电流计相连。当金属盘绕中心轴按图示方向转动时，（ ）A．电刷A的电势高于电刷B的电势B．若仅减小电刷A、B之间的距离，灵敏电流计的示数将变大C．若仅提高金属盘转速，灵敏电流计的示数将变大D．若仅将滑动变阻器滑动头向左滑，灵敏电流计的示数将变大11、如图所示，长为L的铜杆OA以O为轴在垂直于匀强磁场的平面内以角速度ω匀速转动，磁场的磁感应强度为B，杆两端的电势差为________，O点的电势________(填“大于”或“小于”)A点的电势。12、如图所示一半径为l＝0.5 m的金属圆环水平放置，长度为2l的粗细均匀的金属棒OP搭在圆环上且一端O点与圆心重合，金属棒OP的电阻为R＝4 Ω，转动时棒与圆环保持良好接触。额定电压为U＝2 V、内阻为r＝2 Ω 的电动机M通过导线分别连接金属棒上O点和圆环上Q点，整个装置处在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B＝2 T，圆环及导线电阻不计。当金属棒绕圆心以角速度ω＝12 rad/s 顺时针(俯视)匀速转动时，电动机恰好正常工作，求：(1)通过电动机的电流方向及电动机的输出功率；(2)金属棒两端点的电压UPO。知识点3*、反电动势1.基本知识1.1、定义：电动机转动时，由于切割磁感线，线圈中产生的 电源电动势作用的电动势．1.2、作用： 线圈的转动．2．思考判断2.1、电动机通电转动，电动机中出现的感应电动势为反电动势，反电动势会阻碍线圈的运动．( )2.2、电动机正常工作时，反电动势会加快线圈的运动．( )2.3、电动机工作中由于机械阻力过大而停止转动，就没有了反电动势，线圈中的电流会很大，很容易烧毁电动机．( )专题训练31．关于反电动势，下列说法中正确的是( )A．只要线圈在磁场中运动就能产生反电动势B．只要穿过线圈的磁通量变化，就产生反电动势C．电动机在转动时线圈内产生反电动势D．反电动势就是发电机产生的电动势2．如图所示，导体AB在做切割磁感线运动时，将产生一个感应电动势，因而在电路中有电流通过，下列说法中正确的是 ( )（多选）A．因导体运动而产生的感应电动势称为动生电动势B．动生电动势的产生与洛伦兹力有关C．动生电动势的产生与电场力有关D．动生电动势和感生电动势产生的原因是一样的1 物理学习的核心在于思维 最基本的知识、方法才是最重要的； 30%兴趣+30%信心+30%方法+10%勤奋+l%天赋>100%成功 展开更多...... 收起↑ 资源列表 人教版普高物选修2第2章 电磁感应定律 第2讲法拉第电磁感应定律 （讲义）--学生版（定稿）.docx 人教版普高物选修2第2章 电磁感应定律 第2讲法拉第电磁感应定律 （讲义）--教师版（定稿）.docx
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