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1、word版 高中物理第二节 法拉第电磁感应定律1. 法拉第电磁感应定律1. 电磁感应定律公式理解En，E只与n、有关，磁通量、都无关；E有两种常见形式：（1） 感生电动势：EnS=nkS；（如果是t图像，E=nk，或者求导法）（2） 动生电动势：EnB=BLv。（如果是旋转切割，用平均速度EBl2） 2. 动生电动势公式EBlv（两种证明方式）的使用条件(1)匀强磁场(2)B、l、v三者相互垂直.“瞬时性”的理解(1)若v为瞬时速度，则E为瞬时感应电动势(2)若v为平均速度，则E为平均感应电动势切割的“有效长度”公式中的l为有效切割长度，即导体在与v垂直的方向上的投影长度图中有效长度分别为：
2、复杂的形状可以先连接首尾两点，再将线段投影到与速度垂直方向。注意：等效过后，切割部分就用等效长度代替，相当于电源内部。“相对性”的理解EBlv中的速度v是相对于磁场的速度，若磁场也运动，应注意速度间的相对关系旋转切割：速度带平均速度。（两种证明方式） 【温馨提示】En、EBlv的比较(1)区别：En常用于求平均感应电动势；EBlv既可求平均值，也可以求瞬时值(2)联系：EBlv是En的一种特殊情况当导体做切割磁感线运动时，用EBlv求E比较方便，当穿过电路的磁通量发生变化时，用En求E比较方便拓展：当同时存在多个电源时（动生+动生；动生+感生），根据电路情况，实际情况实际分析。 3. 电量、热
3、量、功率的基本公式串联电路通过某横截面的电荷量：qn；（推导：； ；）注意事项：（1） 与线圈匝数有关；（与匝数有关的物理量E、I、q；无关的）（2） 电阻是整个回路的总电阻；（3） 与过程快慢无关；（4） 与是否均匀变化无关；（5） 并联电路电量的分配关系：热量（1） 直接法： ；（2） 间接法：根据能量守恒QW安 ；QE其他（3） 并联电路热量的分配。功率（4） 直接法： ；（5） 间接法：根据能量守恒4. 电路问题电磁感应与电路知识的关系图分析电磁感应电路问题的基本思路注意事项（1） 找出电源、极性，分清外电路、内电路；电磁感应判断的电流方向都是电源内部电流方向；（2） 分清电动势、电势
4、差A. 一般无法测内电压；B. 电势差为外电压（3） 本质是电磁能转化为电能的过程。 电磁感应中功率极值问题（1） 分清内外电路，当外电阻等于或者靠近内阻时，外电路功率最大。（2） 结合图像分析，有时会更方便。多变量问题及解题思路（1）在电磁感应中，若导线有电阻，当导线长度（或者线圈匝数变化）时，感应电动势会发生变化，总电阻也会发生变化，此时电流、热功率的计算中就会出现两个变量；（2）解题思路：需要将两个变量化为一个变量，都用长度l去表示。（3）两个小结论A. 材料相同的粗细不同的两个线框，从同一高度下落进入磁场，它们在磁场中运动的加速度大小相等；B. 如图，材料相同的三角形线框，导体棒匀速向
5、右运动，回路中的电流不变。 1. 用一根横截面积为S、电阻率为的硬质导线做成一个半径为r的圆环,ab为圆环的一条直径。如图所示,在ab的左侧存在一个匀强磁场,磁场垂直圆环所在平面,方向如图,磁感应强度大小随时间的变化率B/t=k(k0)。则( )A. 圆环中产生逆时针方向的感应电流B. 圆环具有扩张的趋势C. 圆环中感应电流的大小为krS/2D. 图中a、b两点间的电势差大小为Uab=|kr2/4|D2. 空间存在一方向与直面垂直、大小随时间变化的匀强磁场，其边界如图（a）中虚线MN所示，一硬质细导线的电阻率为、横截面积为S，将该导线做成半径为r的圆环固定在纸面内，圆心O在MN上。t=0时磁感
6、应强度的方向如图（a）所示：磁感应强度B随时间t的变化关系如图（b）所示，则在t=0到t=t1的时间间隔内（ ）A圆环所受安培力的方向始终不变B圆环中的感应电流始终沿顺时针方向C圆环中的感应电流大小为D圆环中的感应电动势大小为BC3. 如图甲所示，导体棒MN置于水平导轨上，PQMN所围的面积为S，PQ之间有阻值为R的电阻，不计导轨和导体棒的电阻.导轨所在区域内存在沿竖直方向的匀强磁场，规定磁场方向竖直向上为正方向，在02t0时间内磁感应强度随时间的变化情况如图乙所示，导体棒MN始终处于静止状态.下列说法正确的是()A.在0t0和t02t0时间内，导体棒受到的导轨的摩擦力方向相同B.在0t0时间
7、内，通过导体棒的电流方向为N到MC.在t02t0时间内，通过电阻R的电流大小为D.在02t0时间内，通过电阻R的电荷量为Bab4. 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均强磁场，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Ba、b线圈中感应电动势之比为9:1Ca、b线圈中感应电流之比为3:4Da、b线圈中电功率之比为3:1B5. 两块水平放置的金属板间的距离为d,用导线与一个n匝线圈相连,线圈电阻为r,线圈中有竖直方向的磁场,电阻R与金属板连接,如图所示,两板间有一
8、个质量为m、电荷量q的油滴恰好处于静止。则线圈中的磁感应强度B的变化情况和磁通量的变化率分别是( )A. 磁感应强度B竖直向上且正增强,/t=dmg/nqB. 磁感应强度B竖直向下且正增强,/t=dmg/nqC. 磁感应强度B竖直向上且正减弱,/t=dmg(R+r)/nRqD. 磁感应强度B竖直向下且正减弱,/t=dmg(R+r)/nRqD6. （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BCD段直
9、导线始终不受安培力C感应电动势最大值EmBavD感应电动势平均值BavACD7. 一直升机停在南半球的地磁极上空该处地磁场的方向竖直向上，磁感应强度为B.直升机螺旋桨叶片的长度为l，螺旋桨转动的频率为f，顺着地磁场的方向看螺旋桨，螺旋桨按顺时针方向转动，螺旋桨叶片的近轴端为a，远轴端为b，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()AEfl2B，且a点电势低于b点电势BE2fl2B，且a点电势低于b点电势CEfl2B，且a点电势高于b点电势DE2fl2B，且a点电势高于b点电势A8. （多选）半径为a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R
10、0。vaBCDO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B。杆在圆环上以速度v平行于直径CD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O开始，杆的位置由确定，如图所示。则A=0时，杆产生的电动势为2BavB=时，杆产生的电动势为C=0时，杆受的安培力大小为D=时，杆受的安培力大小为AD9. （多选）如图所示,水平地面上方矩形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场,两个边长相等的单匝闭合正方形线圈和,分别用相同材料、不同粗细的导线绕制(为细导线).两线圈在距磁场上界面h高处由静止开始自由下落,再进入磁场,最后落到地面。运动过程中,线圈平面始终保持在竖直平面内
11、且下边缘平行于磁场上边界。设线圈、落地时的速度大小分别为v1、v2,在磁场中运动时产生的热量分别为Q1、Q2.不计空气阻力,则( )A.v1Q2 D.Q1Q2BD10. （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。圆盘旋转时，关于流过电阻R的电流，下列说法正确的是（ ）A若圆盘转动的角速度恒定，则电流大小恒定B若从上向下看，圆盘顺时针转动，则R上的电流沿b到a的方向流动C若圆盘转动方向不变，角速度大小发生变化，则电流方向可能发生变化D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
12、来的2倍BPRabQAB11. 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匀速转动半周，在线框中产生感应电流.现使线框保持图中所示位置，磁感应强度大小随时间线性变化.为了产生与线框运动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.C12. 如图，导体轨道OPQS固定，其中PQS是半圆弧，Q为半圆弧的中点，O为圆心。轨道的电阻忽略不计。OM是有一定电阻、可绕O转动的金属杆，M端位于PQS上，OM与轨道接触良好。空间存
13、在与半圆所在平面垂直的匀强磁场，磁感应强度的大小为B。现使OM从OQ位置以恒定的角速度逆时针转到OS位置并固定（过程I）；再使磁感应强度的大小以一定的变化率从B增加到（过程II）。在过程I、II中，流过OM的电荷量相等，则等于 （ ）A B C D2OPSQMB13. 如图，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边以角速度逆时针转动时，a、b、c三点的电势分别为Ua、Ub、Uc.已知bc边的长度为l.下列判断正确的是()A.UaUc，金属框中无电流B.UbUc，金属框中电流方向沿abcaC.UbcBl2，金属框中无电流D.UbcBl2，
14、金属框中电流方向沿acbaC14. 如图所示，竖直平面内有一金属环，半径为a，总电阻为R(指拉直时两端的电阻)，磁感应强度为B的匀强磁场垂直穿过环平面与环的最高点A铰链连接的长度为2a、电阻为R/2的导体棒AB由水平位置紧贴环面摆下，当摆到竖直位置时，B点的线速度为v，则此时AB两端的电压大小为()A.B.C.DBavA15. 粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，其边界与正方形线框的边平行现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场，如图所示，则在移出过程中线框一边a、b两点间的电势差绝对值最大的是() B16. （多选）如图所示,粗细均匀的电阻丝绕制的矩形导线框abcd处于匀强磁场中,另一种材料的导体棒MN可与导线框保持良好的接触
