法拉第电磁感应定律.docx

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1、2.2法拉第电磁感应定律点基础知识梳理ji一、电磁感应定律1 .感应电动势在电磁感应现象中产生的电动势叫作,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(1)内容：闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的的变化率成.(2)公式：E=,其中为线圈的.(3)在国际单位制中，磁通量的单位是(Wb),感应电动势的单位是伏(V).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、/、y两两垂直时，如左图所示，E=.导线的横裁面I23 .导线的运动方向与导线本身,但与磁感线方向夹角为J时，如右图所示，E=.4 .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

2、动方向，导体棒克服力做功，把其他形式的能转化为.【参考答案】感应电动势电源磁通量正比笔匝数韦伯B1v垂直B1vsin相t反安培电能虎i典型例题分析121考点一：法拉第电磁感应定律的表达和表达式【例1】如图甲所示，绝缘的水平桌面上放置一金属圆环，在圆环的正上方放置一个螺线管，在螺线管中通入如图乙所示的电流，电流从螺线管。端流入为正，以下说法正确的是()A.从上往下看，O1s内圆环中的感应电流沿逆时针方向B. Is末圆环对桌面的压力等于圆环的重力C. 0Is内圆环面积有扩张的趋势D. 1:2s内和2:3s内圆环中的感应电流方向相反【答案】B【详解】A.01s螺线管中的电流正向增加，根据安培定则可知

3、螺线管在圆环处产生的磁场向上增加。再根据楞次定律可以判断圆环产生的感应磁场需要阻碍白身磁通量的变化，圆环中的感应电流沿顺时针方向。故A错误；B,根据图像可知IS末电流的变化率为0,则螺线管在圆环处产生的磁场的变化率为0。圆环产生的感应电动势故没有感应电流，也不受安培力作用，圆环对桌面的压力等于圆环的重力。故B正确；C.根据楞次定律的原理可知，圆环符介“增缩减扩“，01s圆环磁通景增加，故圆环面枳有收缩的趋势，以阻碍这种改变。故C错误；D.1:2s螺线管在圆环中产生的磁场为向匕咸小，2:3s螺线管在圆环中产生的磁场为向下增加。根据楞次定律可知“增反减同”，两种情况对应的感应电流产生的磁场均为向上

4、，两时间段的感应电流相同，均为逆时针方向。故D错误。故选B。【变式练习】1 .如图甲所示，10匝的线圈两端M、N与一个理想电压表相连，线圈内有指向纸内方向的磁场，线圈中的磁通量在按图乙所示规律变化。下列说法正确的是（）fWbA.线圈中产生的感生电场沿顺时针方向B.电压表的正接线柱接线圈的N端C.线圈中磁通量的变化率为0.5Wb/SD.电表的读数为IOV【答案】C【详解】AB.根据图乙可知，线圈的磁通量随时间均匀增加，根据楞次定律可知线圈中产生的感生电场沿逆时针方向；电源内部电流方向由负极流向正极，可知M端电势高于N端电势，则电压表的正接线柱接线圈的M端，故AB错误；C.根据图乙可知，线圈中磁通

5、量的变化率为故C正确；D.线圈产生的电动势为E=n=100.5V=5Vz可知电压表的读数为5V,故D错误。故选C。2 .市场上某款“自发电”门铃的原理如图所示，当按下门铃按钮时，夹着永磁铁的铁块向下移动改变了与“E”形铁芯接触的位置，使得通过线圈的磁场方向发生改变。松开门铃按钮时，弹簧可使之复位。由此可判断A.未按下按钮时，线圈、b两点间存在电势差B.按下按钮过程中，线圈中的磁通量一直在减小C.按下按钮过程中，线圈。接线柱的电势比6接线柱高D.按钮发位过程中，线圈a、b两点间没有电势差【答案】C【详解】A.未按下按钮时，线圈磁通量不变，因此b两点电势差为零，故A错误；B.按下按钮过程中，线圈中

6、的磁通量先减小后反向增加，故B错误；C.按下按钮过程中，线圈中的磁场先向右减小，后向左增加，根据楞次定律可知，感应电流方向从匕接线柱通过线圈流向。接线柱，又因为线圈是电源，电源内部电流方向由负极流向正极，因此线圈。接线柱的电势比。接线柱高，故C正确；D.按钮复位过程中，线圈中的磁场先向左减小，后向右增加，根据楞次定律可知，墟应电流方向从。接线柱通过线圈流向b接线柱，故D错误。故选C。考点二：磁通量的变化量与变化率【例2】穿过闭合回路的磁通量中随时间f变化的图像分别如图甲、乙、丙、丁所示，下列关于回路中产生的感应电动势的说法，正确的是（）图乙中回路产生的感应电动势一直在变大图丁回路产生的感应电动

7、势先变小再变大A.甲图甲中回路产生的感应电动势恒定不变图丙中回路在。玲时间内产生的感应电动势小于k2，。时间内产生的感应电动势【答案】D【详解根据法拉第电磁感应定律E=可知回路中产生的感应电动势大小与磁通量的变化率的绝对值/成正比，而磁通量的变化率等于T图像的斜率。A.图甲中磁通量恒定不变，不产生感应电动势，故A错误：B.图乙中磁通量的变化率不变，产生的感应电动势恒定，故B错误;C.图丙中Ofo时间内磁通量的变化率的绝对值大于fo2r0时间内磁通量的变化率的绝对值，所以回路在010时间内产生的感应电动势大于fo2r0时间内产生的感应电动势，故C错误；D.图丁中T图像切线的斜率先变小后变大，所以

8、回路产生的感应电动势先变小再变大，故D正确。故选D.【变式练习】1.如图所示，电吉他中拾音器的线圈绕在磁体上。工作时，拨动被磁体磁化的金属琴弦，线圈就能将振动产生的信号转换为电信号并传送到音箱发出声音，则（)A.琴弦振动时，琴弦会受到安培力作用B.琴弦振动时，穿过线圈的磁通量将发生变化C.琴弦振动时，是琴弦切割磁感线，故琴弦中会产生感应电流D.若用软铁芯替代磁铁，拾音器依然可以正常工作【答案】B【详解】AC.弦振动过程中方向不断变化，则穿过线圈的磁场不断变化，根据楞次定律可知线圈中的电流方向不断变化，但是琴弦不是通路，没有感应电流，不受安培力作用，故AC错误；B.由于琴弦被磁化，拨动琴弦，线圈

9、中磁通量发生变化，从而导致线圈中产生感应电流，琴弦没有感应电流，不受安培力作用，B正确；D.若用软铁芯替代磁铁，就没有磁场，穿过线圈的磁通量始终为零，从而拾音器无法正常工作，D错误。故选B。2.某线圈在匀强磁场中匀速转动，穿过它的磁通量随时间的变化规律如图所示，那么在图中（）A.时刻，穿过线圈的磁通量最小B.4时刻，线圈中的感应电动势达最大值C.r2时刻，穿过线圈的磁通量变化率为零D.时刻，线圈中的感应电动势达最大值【答案】B【详解】A.1时刻，穿过线圈的磁通量最大，故A错误；B.4时刻，磁通量的变化率最大，由法拉第电磁感应定律可知线圈中的感应电动势达最大值，故B正确；C.2时刻，穿过线圈的磁

10、通量变化率达到最大值，故C错误；D.4时刻，穿过线圈的磁通量变化率为零，由法拉第电磁感应定律可知线圈中的感应电动势为零，故D错误。故选B。考点三：导体棒平动切割磁感线产生的动生电动势【例3】如图所示，两根相距为/的平行直导轨外、cd,b、间连有一定值电阻，阻值为H,MN为放在abR和Cd上的一导体杆，与而垂直，其电阻值为2,导轨电阻可忽略不计。整个装置处于匀强磁场中，磁感2应强度的大小为从磁场方向垂直于导轨所在平面（指向图中纸面内），现对MN施力使它沿导轨方向以速度V（如图）做匀速运动。令U表示MN两端的电压，则（）bMaXXRUXXVXdC2A. U=-B1vf流过定值电阻R的感应电流由b到

11、dB. U=E,流过定值电阻R的感应电流由到dC. U=BIv,流过定值电阻R的感应电流由b到D. U=B1v,流过定值电阻R的感应电流由d到8【答案】A【详解】根据右手定则可知，MN中的感应电流方向为N-M,则流过定值电阻K的感应电流由b到d,导体杆MN切割磁感线产生的感应电动势为E=B1v根据闭合电路欧姆定律，电路中电流为,E2E3p3R2根据欧姆定律，MN两端的电压（R两端电压）为U=IR=-E3联立解得U=-B1v3故选A。【变式练习】1.国庆阅兵时,我国的JH-7型歼击轰炸机在天安门上空沿水平方向自东向西呼啸而过、该机的翼展为12.7m,北京地区地磁场的竖直分量为4.7x1O-5T,

12、该机水平飞过天安门时的速度为23x102Vs,设南面机翼翼端电势为例，北面机翼翼端电势为仍，两翼端电势差为U。则（）A.x1yUB.%2,UD.。2。故选A。2.如图所示，空间中某区域内存在竖直向下的匀强磁场，将一水平放置的金属棒而从磁场外紧贴磁场边缘以某一速度水平抛出，不计空气阻力，金属棒在运动过程中始终保持水平且未离开磁场区域。下列说法正确的是（）A.由于速率不断增大，所以感应电动势不断变大，且伽他B.从抛出到落地的过程中，电子不断从b向。定向移动C.单位时间内仍扫过的曲面中的磁通量是定值D.电场力使金属棒两端分别积累了正、负电荷【答案】C【详解】A.因平抛运动的水平速度不变，而切割磁感线

13、的是水平速度，则根据E=B1VO可知，感应电动势不变，根据右手定则可以判断，点电势比。点低，故A错误；B.从抛出到落地的过程中，而与外部并没有形成闭合回路，电子没有定向移动，故B错误；C.由于而在水平方向做匀速宜线运动，所以它在单位时间内扫过的曲面在水平面的投影面积相同，又因为穿过曲面中的磁通量等于穿过曲面在水平面投影面的磁通量，因此单位时间内就扫过的曲面中的磁通量是定值，故C正确；D.洛伦兹力使金属棒两端分别积累了正负电荷，故D错误。故选C。考点四：导体棒转动切割磁感线产生的动生电动势【例4】如图所示为法拉第圆盘发电机，一半径为r的导体铜圆盘绕竖直轴以角速度口逆时针旋转（从上往下看），匀强磁

14、场B竖直向上，两电刷分别与圆盘中心轴和边缘接触，电刷间接有阻值为R的电阻。下列说法正确的是（）电阻R中电流沿。到b方向；电阻R中电流沿b到。方向电阻R两端的电压等于ga.电阻R两端的电压小于g或2A.B.C.D.【答案】D【详解】圆盘转动时，相当于每条半径都在切割磁感线，根据右手定则可判断出，电阻R中电流沿人到1方向，若圆盘转动的角速度恒定，则圆盘转动时产生的感应电动势大小为E=Brv,v=-2解得_Br1E=2电阻K两端的电压为外电路电压小于感应电动势，即SBU1fR2故ABC错误；D正确。故选D。【变式练习】.如图所示，在磁感应强度为8的匀强磁场中，一导体棒外绕。点在垂直于磁场的平面内匀速转动，角速度为。，Oa=ab=1,导体棒产生的感应电动势大小为（）E=-B1v=B1Va+Vb=-B122故选C。.可绕。点转动的金属圆盘置于垂直纸面向里的匀强磁场中，其中央和边缘各引出一根导线，与套在铁芯上部的线圈AB引出两根导线接在两根水平光滑导轨上，如图所示，导轨上有一根金属棒H处在垂直于纸面向外的匀强磁场中。下列说法正确的是（）A.圆盘顺时针加速转动时，他棒将向右运动B.圆盘逆时针匀速转动时，H棒将向右运动C.圆盘顺时针减速转动时，