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1、望子成龙学校春季班（2012 年） 学会学习的人，是非常幸福的人法拉第电磁感应定律自感【考点透析】一、本专题考点： 法拉第电磁感应定律是类要求，即能够理解其确切含义及与其他知识的联系，能在实际问题的分析、综合、推理和判断等过程中运用二、理解和掌握的内容1法拉第电磁感应定律的表达式为 =n . t注意：严格区分磁通量 、磁通量的变化量 、磁通量的变化率 是状态量，是磁场在某 t时刻（或某位置）穿过回路的磁感线的条数； 是过程量，是表示回路从某一时刻变化到另一时刻时磁通量的增量，即 = 2- 1； 表示磁通量的变化快 t慢 、 、 的大小没有直接关系，如 很大， t可能很小； 很小， 可能很大当
2、由 t t磁场变化引起时, 常用 S 来计算，若 是恒定 t B t B t的，即磁场是均匀变化的，那么产生的感应电动势是恒定的；当 由回路面积变化引起时， 常用 B t来计算法拉第电磁感应定律常用于计算感应电 S t动势的平均值，也可说明电磁感应现象中的电量问题如在 t 时间内通过某电路一截面的电量 q=It = t = n =n ,说明电量 q 仅由磁通量 R t tR R变化和回路电阻来决定，与发生磁通量变化的时间无关2导线平动切割磁感线产生的感应电动势为： =BLvsin注意：（1）这是高考考查的热点，在近几年的试卷中总能涉及到，一般情况下考查在匀强磁场中导体上各点速度相同且 B、 L
3、、 v 互相垂直的情况，此时上述公式变为 =BLv若 v 取某段时间内速度的平均值，则 为该段时间内感应电动势的平均值；若 v 为某时刻的瞬时值，则 为该时刻感应电动势的瞬时值（2）从公式中可以看到，当导体运动方向与磁场平行，即 =0 时， =0；当导体运动方向与磁场垂直，即 =90 时， 有最大值，即 m=BLv（3）若导线是弯曲的，则 L 应取导线的有效切割长度，即取导线两端的连线在垂直速度方向上投影的长度【例题精析】例 1 有一面积为 S=100cm2的金属环，电阻为 R=0.1, 环中磁场变化规律如图 13-13 所示，且磁场方向垂直环面向里，在 t1到 t2时间内，环中感应电流的方向
4、如何？通过金属环的电量为多少？思考拓宽：环中的电流是稳定的，还是变化的？例 2（2002 年高考题）如图 1314 所示， EF、 GH 为平行的金属导轨，其电阻可不计， R 为电阻器， C 为电容器， AB 为可在 EF 和 GH 上滑动的导体横杆有均匀磁场垂直于导轨平面若用 I1和 I2分别表示图中该处导线中的电流，则当横杆 ABA匀速滑动时， I1 = 0 ， I2 = 0 B匀速滑动时， I1 0 ， I2 0C加速滑动时， I1 = 0 ， I2 = 0 D加速滑动时， I1 0 ， I2 0思考拓宽：如图 1315 所示， EF、 GH 为平行的金属导轨，其电阻可不计， R 为电阻
5、器，C 为电容器， AB 为可在 EF 和 GH 上滑动的导体横杆有均匀磁场垂直于导轨平面若用 I1和 I2分别表示图中该处通过的电流，为使 I1、 I2方向与箭头方向一致，则横杆 AB 应如何运动 （ ）A加速向右滑动 B加速向左滑动 C减速向右滑动 D减速向左滑动 例 3 如图 1316 所示，匀强磁场竖直向下，将一水平放置的金属棒 ab 以水平速度 v 抛出，设棒在下落过程中始终水平，且不计空气阻力，则金属棒在运动过程中产生的感应电动势大小变化情况是（ ）图 13-130.10.2B/Tt/st1 t2ab B图 13-16A FHBCI2I1RGE图 13-15A FHBCI2I1RG
6、E图 13-14望子成龙学校春季班（2012 年） 学会学习的人，是非常幸福的人A越来越大 B越来越小 C保持不变 D.无法判断【拓展训练】1、如图 12212 所示，粗细均匀的电阻为 r 的金属圆环，放在图示的匀强磁场中，磁感应强度为 B，圆环直径为 d，长为 L，电阻为 的金属棒 ab 放在圆环上，以速度 向左匀速运动，当20ab 棒运动到图示虚线位置时，金属棒两端电势差为（ ）A、0； B、 ； C、 ； D 001BL031BL3、（2003 年杭州模拟题）如图 12214 所示为日光灯的电路图，以下说法中正确的是（ ）日光灯的启动器是装在专用插座上的，当日光灯正常发光后，取下启动器，
7、不会影响灯管发光如果启动器丢失，作为应急措施，可以用一小段带绝缘外皮的导线启动日光灯日光灯正常发光后，灯管两端的电压为220V镇流器在日光灯启动时，产生瞬时高压A、 B、 C、 D、 5、如图 12216 所示，线圈由 A 位置开始下落，若它在磁场中受到的磁场力总小于重力，则在 A、B、C 、 D 四个位置（B、D 位置恰好线圈有一半在磁场中）时加速度的关系为（ ）A、 B、 aAaCBDaC、 D、 CDBa6、如图 12217 所示，将长为 1m 的导线从中间折成约为 的角，016磁感应强度为 0.5T 的匀强磁场垂直于导线所在的平面为使导线产生 4V 的感应电动势，则导线切割磁感线的最小
8、速度约为_7、如图 12218 所示，匀强磁场的磁感应强度为 0.4T， ， ，ab 长为 20cm，当 ab 以10RFC0的速度向右匀速运动时，电路中的电流为_，电容器上板带_电，电荷量为sm/10_C8、（2004 年北京高考试卷）如图 12219（1）所示，两根足够长的直金属导轨 MN、PQ 平行放置在倾角为的绝缘斜面上，两导轨间距为 LM、P 两点间接有阻值为 R 的电阻一根质量为 m 的均匀直金属杆 ab 放在两导轨上，并与导轨垂直整套装置处于磁感应强度为 B 的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向下导轨和金属杆的电阻可忽略让 ab 杆沿导轨由静止开始下滑，导轨和金属杆接触良好，不计它们
9、之间的摩擦(1)由 b 向 a 方向看到的装置如图 12219（2）所示，请在此图中画出 ab 杆下滑过程中某时刻的受力示意图；（2）在加速下滑的过程中，当 ab 杆的速度大小为 时，求此时 ab 杆中的电流及其加速度的大小；（3）求在下滑过程中，ab 杆可以达到的速度最大值望子成龙学校春季班（2012 年） 学会学习的人，是非常幸福的人9、（2003 年北京海淀区模拟题）如图 12220 所示，MN 和 PQ 是固定在水平面内间距 L0.2m 的平行金属导轨，轨道的电阻忽略不计金属杆 ab 垂直放置在轨道上两轨道间连接有阻值为 的电阻，ab 杆的电阻5.10Rab 杆与导轨接触良好并不计摩擦
10、，整个装置放置在磁感应强度为 的匀强磁场中，磁场方向5.0R TB垂直轨道平面向下对 ab 杆施加一水平向右的拉力，使之以 速度在金属轨道上向右匀速运动求：sm/5（1）通过电阻 的电流；0（2）对 ab 杆施加的水平向右的拉力大小；（3）ab 杆两端的电势差10、（2004 年上海高考卷）水平向上足够长的金属导轨平行固定放置，间距为 L，一端通过导线与阻值为 R 的电阻连接；导轨上放一质量为m 的金属杆（如图 12221 所示），金属杆与导轨的电阻忽略不计；均匀磁场竖直向下用与导轨平行的恒定拉力 F 作用在金属杆上，杆最终将做匀速运动当改变拉力大小时，相对应的匀速运动速度 也会变化， 和 F
11、 的关系如图 12222 所示（取重力加速度）2/10sg（1）金属杆在匀速运动之前做什么运动？（2）若 ， ， ；磁感应强度 B 为多大？kgm5.mL.05.R（3）由 F 图线的截距可求得什么物理量？其值为多少？【真题再现】1 (2011.广东卷第 15 题).将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，关于线圈中产生的感应电动势和感应电流，下列表述正确的是A.感应电动势的大小与线圈的匝数无关 B.穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大C.穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大 D.感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同2 2010江苏物理2 一矩形线框置于匀强磁
12、场中，线框平面与磁场方向垂直，先保持线框的面积不变，将磁感应强度在 1 s 时间内均匀地增大到原来的两倍，接着保持增大后的磁感应强度不变，在 1 s 时间内，再将线框的面积均匀地减小到原来的一半，先后两个过程中，线框中感应电动势的比值为（A） 2 （B）1 （C） 2 （D）43.2010新课标21 如图所示，两个端面半径同为 R 的圆柱形铁芯同轴水平放置，相对的端面之间有一缝隙，铁芯上绕导线并与电源连接，在缝隙中形成一匀强磁场.一铜质细直棒 ab 水平置于缝隙中，且与圆柱轴线等高、垂直.让铜棒从静止开始自由下落，铜棒下落距离为 0.2R 时铜棒中电动势大小为 1E，下落距离为 0.8R 时电
13、动势大小为 2E，忽略涡流损耗和边缘效应.关于 1、 2的大小和铜棒望子成龙学校春季班（2012 年） 学会学习的人，是非常幸福的人离开磁场前两端的极性，下列判断正确的是A、 1E 2，a 端为正 B、 1E 2，b 端为正 C、 1E 2，a 端为正 D、 1E 2，b 端为正4.（09山东21）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 始络与 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 BCD 段直线始终不受安
14、培力 C感应电动势最大值 EBav D感应电动势平均值 14EBav5.（09全国卷24）)如图，匀强磁场的磁感应强度方向垂直于纸面向里，大小随时间的变化率 kt， 为负的常量。用电阻率为 、横截面积为 S的硬导线做成一边长为 l的方框。将方框固定于纸面内，其右半部位于磁场区域中。求（1）导线中感应电流的大小；（2）磁场对方框作用力的大小随时间的变化。6.（07山东理综21）用相同导线绕制的边长为 L 或 2L 的四个闭合导体线框，以相同的速度匀速进入右侧匀强磁场，如图所示。在每个线框进入磁场的过程中，M、z 两点间的电压分别为 Ua、U b、U c 和 Ud。下列判断正确的是 AU aU bU cU d BU aU bU dU c CU aU bU cU d DU bU aU dU c7.（06四川17）如图所示，接有灯泡
