1、进入导航 第1页第十章 电磁感应进入导航 第2页第2讲 法拉第电磁感应定律 自感现象进入导航 第3页进入导航 第4页考点 1 法拉第电磁感应定律的理解和应用1法拉第电磁感应定律的理解(1)感应电动势的大小由线圈的匝数和穿过线圈的磁通量的变化率t 共同决定，而与磁通量 的大小、变化量 的大小没有必然联系(2)磁通量的变化率t 对应-t 图线上某点切线的斜率进入导航 第5页2应用法拉第电磁感应定律的三种情况(1)磁通量的变化是由面积变化引起时，BS，则 EnBSt；(2)磁通量的变化是由磁场变化引起时，SB，则 EnSBt；(3)磁通量的变化是由面积和磁场共同变化引起时，则根据定义，|末 初|，E
2、n|B2S2B1S1|tn|BS|t.进入导航 第6页1(2018全国卷)(多选)如图甲，在同一平面内固定有一长直导线 PQ 和一导线框 R，R 在 PQ 的右侧导线 PQ 中通有正弦交流电 i，i 的变化如图乙所示，规定从 Q 到 P 为电流正方向导线框 R 中的感应电动势()AC进入导航 第7页A在 tT4时为零B在 tT2时改变方向C在 tT2时最大，且沿顺时针方向D在 tT 时最大，且沿顺时针方向进入导航 第8页解析：本题考查楞次定律的应用及法拉第电磁感应定律由i-t 图象可知，在 tT4时，it0，此时穿过导线框 R 的磁通量的变化率t 0，由法拉第电磁感应定律可知，此时导线框 R
3、中的感应电动势为 0，选项 A 正确；同理在 tT2和 tT 时，it为最大值，t 为最大值，导线框 R 中的感应电动势为最大值，不改变方向，选项 B 错误；根据楞次定律，tT2时，导线框 R 中的感应电动势的方向为顺时针方向，而 tT 时，导线框 R 中的感应电动势的方向为逆时针方向，选项 C 正确，选项 D 错误进入导航 第9页2如图甲所示，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 为圆环的直径在 ab 的右侧存在一个足够大的匀强磁场，t0 时刻磁场方向垂直于竖直圆环平面向里，磁场磁感应强度 B 随时间 t 变化的关系如图乙所示，则0t1时间内()D进入导
4、航 第10页A圆环中产生感应电流的方向为逆时针B圆环中产生感应电流的方向先顺时针后是逆时针C圆环一直具有扩张的趋势D圆环中感应电流的大小为B0rS4t0解析：磁通量先向里减小再向外增大，由楞次定律“增反减同”可知，线圈中的感应电流方向为一直为顺时针，故 A、B 错误；由楞次定律的“来拒去留”可知，0t0为了阻碍磁通量的减小，线圈有扩张的趋势，t0t1 为了阻碍磁通量的增大，线圈有缩小的趋势，故 C 错误；由法拉第电磁感应定律，得 EBS2t B0r22t0，感应电流 IERB0r22t0 S2rB0rS4t0，故 D 正确进入导航 第11页3(2019河北石家庄质检)如图甲所示，导体棒 MN
5、置于水平导轨上，P、Q 之间有阻值为 R 的电阻，PQNM 所围的面积为 S，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磁场，规定磁场方向竖直向上为正，在 02t0 时间内磁感应强度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()D进入导航 第12页A在 0t0和 t02t0内，导体棒受到导轨的摩擦力方向相同B在 t02t0 内，通过电阻 R 的电流方向为 P 到 QC在 0t0内，通过电阻 R 的电流大小为2B0SRt0D在 02t0内，通过电阻 R 的电荷量为B0SR进入导航 第13页解析：本题考查法拉第电磁感应定律的图象问题，定性分析加定量计算可快速求解
6、由图乙所示图象可知，0t0内磁感应强度减小，穿过回路的磁通量减小，由楞次定律可知，为阻碍磁通量的减少，导体棒具有向右的运动趋势，导体棒受到向左的摩擦力，在 t02t0内，穿过回路的磁通量增加，为阻碍磁通量的增加，导体棒有向左的运动趋势，导体棒受到向右的摩擦力，在两时间段内摩擦力方向相反，故 A 错误；由图乙所示图象可知，在 t02t0 内磁感应强度增大，穿过闭合回路的磁通量增大，由楞次定律可知，感应电流沿顺时针方向，通过电阻 R 的电流方向为 Q 到 P，故 B 错误；由图乙所示图象，应用法拉第电磁感应定律可得，进入导航 第14页在 0t0内感应电动势 E1t SBt B0St0，感应电流为
7、I1E1R B0SRt0，故 C 错误；由图乙所示图象，应用法拉第电磁感应定律可得，在 02t0内通过电阻 R 的电荷量为 q1NR 2B0SB0SRB0SR，故 D 正确进入导航 第15页应用电磁感应定律需注意的三个问题(1)公式 Ent 求解的是一个回路中某段时间内的平均电动势，在磁通量均匀变化时，瞬时值才等于平均值(2)利用公式 EnSBt 求感应电动势时，S 为线圈在磁场范围内的有效面积(3)通过回路截面的电荷量 q 仅与 n、和回路电阻 R 有关，与时间长短无关，与 是否均匀变化无关推导如下：q ItntR tnR.进入导航 第16页考点 2 导体切割磁感线产生的感应电动势考向 1
8、平动切割1计算公式：EBLv 或 EBLvsin.2EBlv 的三个特性(1)正交性：本公式要求磁场为匀强磁场，而且 B、l、v 三者互相垂直(2)有效性：公式中的 l 为导体棒切割磁感线的有效长度下图中，导体棒的有效长度为 ab 间的距离进入导航 第17页(3)相对性：EBlv 中的速度 v 是导体棒相对磁场的速度，若磁场也在运动，应注意速度间的相对关系进入导航 第18页(2019云南曲靖统考)(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 R0.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 C
9、D 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()AD进入导航 第19页A0 时，杆产生的电动势为 2BavB3时，杆产生的电动势为 3BavC0 时，杆受的安培力大小为 2B2av2R0D3时，杆受的安培力大小为3B2av53R0审题指导(1)导体棒长度指处在磁场中的长度，称为有效长度0 和 3时二者不同(2)先计算感应电动势，再计算感应电流，最后计算安培力进入导航 第20页【解析】当 0 时，杆产生的电动势 EBLv2Bav，故 A 正确；当 3时，根据几何关系得出此时导体棒的有效切割长度为 a，所以杆产生的电动势为 EBav，故 B
10、 错误；当 0 时，由于单位长度电阻均为 R0，所以电路中总电阻为(2)aR0，所以杆受的安培力大小为 FBILB2a2Bav2aR04B2av2R0，故 C 错误；当 3时，电路中总电阻为153 aR0，所以杆受的安培力大小为 FBIL3B2av35R0，故 D 正确进入导航 第21页1(2019湖南衡阳模拟)如图所示，一对光滑的平行金属导轨(电阻不计)固定在同一水平面内，导轨足够长且间距为 L，左端接有阻值为 R 的电阻，一质量为 m、长度为 L 的匀质金属棒cd 放置在导轨上，金属棒的电阻为 r，整个装置置于方向竖直向上的匀强磁场中，磁场的磁感应强度为 B.金属棒在水平向右的外力作用下，
11、由静止开始做加速度大小为 a 的匀加速直线运动，经过的位移为 s 时，则()C进入导航 第22页A金属棒中感应电流方向由 d 到 cB金属棒产生的感应电动势为 BL asC金属棒中感应电流为BL 2asRrD水平拉力 F 的大小为B2L2 2asRr进入导航 第23页解析：根据楞次定律可知电流 I 的方向从 c 到 d，故 A 错误；设金属棒 cd 的位移为 s 时速度为 v，则有 v22as，金属棒产生的电动势为 EBLvBL 2as，故 B 错误；金属棒中感应电流的大小为 I ERr，解得 IBL 2asRr，故 C 正确；金属棒受到的安培力大小为 fBIL，根据牛顿第二定律可得 Ffma
12、，联立解得 FB2L2 2asRrma，故 D 错误进入导航 第24页考向 2 导体棒转动切割磁感线当导体棒在垂直于磁场的平面内绕一端以角速度 匀速转动时，产生的感应电动势为 EBl v12Bl2，如图所示进入导航 第25页如图，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()C进入导航 第26页AUaUc，金属框中无电流BUbUc，金属框中电流方向沿 abcaCUbc12Bl2，金属框中无电流DUbc12Bl2，
13、金属框中电流方向沿 acba审题指导(1)金属框在转动过程中，磁通量不变，无感应电流产生(2)金属框 bc 边和 ac 边都在切割磁感线，所以有感应电动势进入导航 第27页【解析】穿过金属框的磁通量始终为零，没有发生变化，故金属框中无电流，B、D 项错误；bc 边切割磁感线的等效速度为12l，根据右手定则 UbUc，故 Ubc12Bl2，C 项正确；ac边切割磁感线，根据右手定则得 UaI1，灯泡闪亮后逐渐变暗两种情况灯泡中电流方向均改变进入导航 第37页1.图 1 和图 2 是教材中演示自感现象的两个电路图，L1 和 L2为电感线圈实验时，断开开关 S1瞬间，灯 A1突然闪亮，然后逐渐变暗；
14、闭合开关 S2，灯 A2 逐渐变亮，而另一个相同的灯 A3 立刻变亮，最终A2 与 A3的亮度相同下列说法正确的是()C进入导航 第38页A图 1 中，A1与 L1的电阻值相同B图 1 中，闭合 S1，电路稳定后，A1中电流大于 L1中电流C图 2 中，变阻器 R 与 L2的电阻值相同D图 2 中，闭合 S2 瞬间，L2中电流与变阻器 R 中电流相等解析：本题考查自感现象判断在图 1 中断开 S1 瞬间，灯A1 突然闪亮，说明断开 S1前，L1中的电流大于 A1 中的电流，故L1 的阻值小于 A1 的阻值，A、B 选项均错误；在图 2 中，闭合S2瞬间，由于 L2的自感作用，通过 L2 的电流
15、很小，D 错误；闭合 S2后，最终 A2与 A3亮度相同，说明两支路电流相等，故 R 与L2的阻值相同，C 项正确进入导航 第39页2(2019钦州模拟)在如图所示的电路中，S 闭合时流过线圈 L 的电流是 2 A，流过灯泡 A 的电流是 1 A将 S 突然断开，则 S 断开前后，能正确反映流过灯泡的电流 I 随时间 t 变化关系的是图中的()D进入导航 第40页进入导航 第41页解析：当电键断开时，由于线圈中自感电动势阻碍电流减小，线圈中的电流逐渐减小，线圈与灯泡 A 构成回路，所以灯泡中的电流与线圈中电流大小相等，灯泡中电流也逐渐减小，但与断开前方向相反故 D 正确，A、B、C 错误进入导
16、航 第42页分析自感现象的两点注意(1)断电自感现象中灯泡是否“闪亮”的判断：关键在于对电流大小的分析，只有断电瞬间通过灯泡的电流比原来大，灯泡才先闪亮后慢慢熄灭(2)断电自感现象中电流方向是否改变的判断：与线圈在同一支路的用电器的电流方向不变，与线圈不在同一支路的用电器中的电流方向改变进入导航 第43页考向 2 对涡流的考查3(多选)1824 年，法国科学家阿拉果完成了著名的“圆盘实验”实验中将一铜圆盘水平放置，在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针，如图所示，实验中发现，当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时，磁针也随着一起转动起来，但略有滞后下列说法正确的是()AB进
17、入导航 第44页A圆盘上产生了感应电动势B圆盘内的涡电流产生的磁场导致磁针转动C在圆盘转动的过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变化D圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成电流，此电流产生的磁场导致磁针转动进入导航 第45页解析：小磁针在圆盘所在处形成的磁场是非匀强磁场，圆盘可以等效为许多环形闭合线圈，圆盘转动过程中，穿过每个环形闭合线圈的磁通量不断地发生变化，在每一环形线圈上产生电动势和涡电流，A 正确；环形线圈随圆盘转动，由楞次定律可知，线圈会受到小磁针施加的阻碍相对运动的力，根据牛顿第三定律可知，小磁针会受到与线圈即圆盘转动方向相同的力的作用，此力来源于电磁感应形成的涡电流，而不是自
18、由电子随圆盘转动形成的电流，B 正确，D 错误从圆盘的整个盘面上看，圆盘转动过程中穿过整个圆盘的磁通量不变，C 错误进入导航 第46页4扫描隧道显微镜(STM)可用来探测样品表面原子尺度上的形貌为了有效隔离外界振动对 STM 的扰动，在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板，并施加磁场来快速衰减其微小振动，如图所示无扰动时，按下列四种方案对紫铜薄板施加恒磁场；出现扰动后，对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有效的方案是()A进入导航 第47页解析：本题考查电磁阻尼若要有效衰减紫铜薄板上下及左右的微小振动，则要求施加磁场后，在紫铜薄板发生上下及左右的微小振动时，穿过紫铜薄板横截面的磁通量都能发生变化由选项图可知只有 A 满足要求，故选 A.进入导航 第48页对安培力是动力、阻力的理解技巧电磁阻尼是安培力总是阻碍导体运动的现象，电磁驱动是安培力使导体运动起来的现象，但实质上均是感应电流使导体在磁场中受到安培力进入导航 第49页温示提馨请 做：课时作业 34PPT文稿（点击进入）
