《2018-2019学年物理浙江专版人教版选修3-2讲义：第四章 第4节 法拉第电磁感应定律 Word版含解析.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018-2019学年物理浙江专版人教版选修3-2讲义：第四章 第4节 法拉第电磁感应定律 Word版含解析.pdf（13页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、第第 4 节节法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律 电磁感应定律电磁感应定律 探新知探新知基础练基础练 1感应电动势感应电动势 (1)在电磁感应现象中产生的电动势叫做感应电动势，产生感应电动势的那部分导体相 当于电源。 在电磁感应现象中产生的电动势叫做感应电动势，产生感应电动势的那部分导体相 当于电源。 (2)在电磁感应现象中，若闭合导体回路中有感应电流，电路就一定有感应电动势；如在电磁感应现象中，若闭合导体回路中有感应电流，电路就一定有感应电动势；如 果电路断开，这时虽然没有感应电流，但感应电动势依然存在。果电路断开，这时虽然没有感应电流，但感应电动势依然存在。 2法拉第电磁感应定律法拉第电
2、磁感应定律 (1)内容：闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。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)公式：公式：E。 t 若闭合电路是一个匝数为若闭合电路是一个匝数为 n 的线圈，则的线圈，则 En。 t (3)在国际单位制中，磁通量的单位是韦伯，感应电动势的单位是伏特。在国际单位制中，磁通量的单位是韦伯，感应电动势的单位是伏特。 辨是非辨是非(对的划“” ，错的划“”对的划“” ，错的划“”) 1产生感应电动势，不一定产生感应电流。产生感应电动势，不一定产生感应电流。( ) 2感应电动势的大小与磁通量大小有关。感应电动势的
3、大小与磁通量大小有关。( ) 3感应电动势感应电动势 E 和磁通量和磁通量 均与线圈匝数有关。均与线圈匝数有关。( ) 答案：答案：1. 2. 3. 释疑难释疑难对点练对点练 1磁通量磁通量 、磁通量的变化量、磁通量的变化量 、磁通量的变化率的比较、磁通量的变化率的比较 t 磁通量磁通量 磁通量的变化量磁通量的变化量 磁通量的变化率磁通量的变化率 t 物理意义物理意义 某时刻穿过磁场中某个面的 磁感线条数， 某时刻穿过磁场中某个面的 磁感线条数， 是状态量是状态量 穿过某个面的磁通量 的变化， 穿过某个面的磁通量 的变化， 是过程量是过程量 表示磁场中穿过某个面 的磁通量的变化快慢 表示磁场中
4、穿过某个面 的磁通量的变化快慢 大小计算大小计算 BS， S 为在与为在与 B 垂直方向 上的投影面积 垂直方向 上的投影面积 21 BS(B 不变不变)或或 SB(S 不变不变) B t S t (B 不变不变)或或 S t B t (S 不变不变) 关系关系 、 、均与线圈匝数无关。、均与线圈匝数无关。 大，不一定大 ；大，不一定大 ； 大，也不一定大。大，也不一定大。 、 t t t 、的大小没有直接关系，可与运动学中、的大小没有直接关系，可与运动学中 v、v、三者的关系类比、三者的关系类比 t v t 2理解公式理解公式 En t (1)感应电动势感应电动势 E 的大小取决于穿过电路的
5、磁通量的变化率，而与的大小取决于穿过电路的磁通量的变化率，而与 的大小、的大小、 的的 t 大小没有必然的关系，与电路的电阻大小没有必然的关系，与电路的电阻 R 无关；感应电流的大小与无关；感应电流的大小与 E 和回路总电阻和回路总电阻 R 有关。有关。 (2)磁通量的变化率，是磁通量的变化率，是 t 图象上某点切线的斜率，可反映单匝线圈感应电动势的图象上某点切线的斜率，可反映单匝线圈感应电动势的 t 大小和方向。大小和方向。 (3)En只表示感应电动势的大小，不涉及其正负，计算时只表示感应电动势的大小，不涉及其正负，计算时 应取绝对值，感应应取绝对值，感应 t 电流的方向，可以用楞次定律去判
6、定。电流的方向，可以用楞次定律去判定。 (4)磁通量发生变化有三种方式 ： 一是磁通量发生变化有三种方式 ： 一是 仅由仅由 B 的变化引起，的变化引起， B|B2B1|， EnS； B t 二是二是 仅由仅由 S 的变化引起，的变化引起，S|S2S1|，EnB； 三是磁感应强度； 三是磁感应强度 B 和线圈面积和线圈面积 S 均均 S t 不变，而线圈绕过线圈平面内的某一轴转动，此时不变，而线圈绕过线圈平面内的某一轴转动，此时 En。 |21| t 特别提醒特别提醒 对于磁通量的变化量和磁通量的变化率来说， 穿过一匝线圈和穿过 对于磁通量的变化量和磁通量的变化率来说， 穿过一匝线圈和穿过 n
7、 匝线 圈是一样的，而感应电动势则不同，感应电动势与匝数成正比。 匝线 圈是一样的，而感应电动势则不同，感应电动势与匝数成正比。 试身手试身手 1下列几种说法中正确的是下列几种说法中正确的是( ) A线圈中磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势一定越大线圈中磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势一定越大 B线圈中磁通量越大，线圈中产生的感应电动势一定越大线圈中磁通量越大，线圈中产生的感应电动势一定越大 C线圈放在磁场越强的位置，线圈中产生的感应电动势一定越大线圈放在磁场越强的位置，线圈中产生的感应电动势一定越大 D线圈中磁通量变化越快，线圈中产生的感应电动势一定越大线圈中磁通量变化越快，线圈中
8、产生的感应电动势一定越大 解析：选解析：选 D 感应电动势的大小和磁通量的大小、磁通量变化量的大小以及磁场的强 弱均无关系，它由磁通量的变化率决定，故选 感应电动势的大小和磁通量的大小、磁通量变化量的大小以及磁场的强 弱均无关系，它由磁通量的变化率决定，故选 D。 导导线线切切割割磁磁感感线线时时的的感感应应电电动动势 势、 、 反反电电动动势势 探新知探新知基础练基础练 1导线切割磁感线时的感应电动势导线切割磁感线时的感应电动势 (1)导线垂直于磁场运动，导线垂直于磁场运动，B、l、v 两两垂直时，如图所示，两两垂直时，如图所示，EBlv。 (2)公式中公式中 l 指导线的有效切割长度：即导
9、线在与指导线的有效切割长度：即导线在与 v 垂直的方向上的投垂直的方向上的投 影长度。影长度。 2反电动势反电动势 (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感应定义：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感应 电动势。电动势。 (2)作用：反电动势的作用是阻碍线圈的转动。如果要使线圈维持原来的转动，电源就作用：反电动势的作用是阻碍线圈的转动。如果要使线圈维持原来的转动，电源就 要向电动机提供能量，此时，电能转化为其他形式的能。要向电动机提供能量，此时，电能转化为其他形式的能。 辨是非辨是非(对的划“” ，错的划“”对的划“” ，错的划“
10、”) 1如图甲所示，线圈以恒定速度如图甲所示，线圈以恒定速度 v 从图示位置向上离开磁场过程中感应电流逐渐变大从图示位置向上离开磁场过程中感应电流逐渐变大 ( ) 2如图乙所示，导体棒平动切割磁感线产生的电动势为如图乙所示，导体棒平动切割磁感线产生的电动势为 Blv。( ) 3当线圈减速转动时，也存在反电动势。当线圈减速转动时，也存在反电动势。( ) 答案：答案：1. 2. 3. 释疑难释疑难对点练对点练 1对公式对公式 EBlv 的理解的理解 (1)公式公式 EBlv 只有在导线垂直切割磁感线时，即只有在导线垂直切割磁感线时，即 B、l、v 三者两两垂直才适用。三者两两垂直才适用。 (2)导
11、线不垂直切割磁感线时，即导线不垂直切割磁感线时，即 v 与与 B 有一夹角有一夹角 时，如图所示， 此时可将导线的速度 时，如图所示， 此时可将导线的速度 v 向垂直于磁感线和平行于磁感线两个方向分解， 则分速度 向垂直于磁感线和平行于磁感线两个方向分解， 则分速度 v2vcos 不使导线切割磁感线， 使导线切割磁感线的是分速度不使导线切割磁感线， 使导线切割磁感线的是分速度 v1vsin ，从而使导线产生的感应电动势为，从而使导线产生的感应电动势为 EBlv1Blvsin 。 (3)若导线是曲折的，则若导线是曲折的，则 l 应是导线的有效切割长度，即导线两端点在应是导线的有效切割长度，即导线
12、两端点在 v、B 所决定平面 的垂线上的长度。如图甲所示的三种情况下感应电动势相同 ； 如图乙所示的半径为 所决定平面 的垂线上的长度。如图甲所示的三种情况下感应电动势相同 ； 如图乙所示的半径为 r 的圆弧 形导体垂直切割磁感线吋，感应电动势 的圆弧 形导体垂直切割磁感线吋，感应电动势 EBlv2Brv。 2平均电动势与瞬时电动势的比较平均电动势与瞬时电动势的比较 En t EBlv 物理意物理意 义不同义不同 求的是求的是 t 时间内的平均感应电动 势， 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 与某段时间或某个过程相对 应 求的是瞬时感应电动势，求的是瞬时感应电动势，E
13、 与某个 时刻或某个位置相对应 与某个 时刻或某个位置相对应 适用范适用范 围不同围不同 求的是整个电路的感应电动势。整 个电路的感应电动势为零时，其电 路中某段导体的感应电动势不一 定为零 求的是整个电路的感应电动势。整 个电路的感应电动势为零时，其电 路中某段导体的感应电动势不一 定为零 求的是电路中一部分导体切割磁 感线时产生的感应电动势 求的是电路中一部分导体切割磁 感线时产生的感应电动势 区区 别别 研究对研究对 象不同象不同 由于是整个电路的感应电动势，因 此电源部分不容易确定 由于是整个电路的感应电动势，因 此电源部分不容易确定 由于是一部分导体切割磁感线产 生的感应电动势，该部
14、分就相当于 电源 由于是一部分导体切割磁感线产 生的感应电动势，该部分就相当于 电源 联联 系系 公式公式 En和和 EBlv 是统一的，当是统一的，当 t0 时，时，E 为瞬时感应电动势，为瞬时感应电动势， t 只是由于高中数学知识所限，现在还不能这样求瞬时感应电动势，而公 式 只是由于高中数学知识所限，现在还不能这样求瞬时感应电动势，而公 式 EBlv 中的中的 v 若代入平均速度，则求出的若代入平均速度，则求出的 E 为平均感应电动势为平均感应电动势 试身手试身手 2如图所示的导体棒的长度为如图所示的导体棒的长度为 L，处于磁感应强度为，处于磁感应强度为 B 的匀强磁场中，棒运动的速度
15、均为 的匀强磁场中，棒运动的速度 均为 v，则产生的感应电动势为，则产生的感应电动势为 BLv 的是的是( ) 解析 ： 选解析 ： 选 D 当 当 B、 L、 v 三个量方向相互垂直时，三个量方向相互垂直时， EBLv； A 选项中选项中 B 与与 v 不垂直 ；不垂直 ； B、 C 选项中选项中 B 与与 L 平行，平行，E0；只有；只有 D 选项中三者互相垂直，选项中三者互相垂直，D 正确。正确。 应用应用 En求感应电动势求感应电动势 t 典例典例 1 如图甲所示，平行导轨 如图甲所示，平行导轨 MN、PQ 水平放置，电阻不计，两导轨间距水平放置，电阻不计，两导轨间距 d10 cm，导
16、体棒，导体棒 ab、cd 放在导轨上，并与导轨垂直。每根棒在导轨间的部分，电阻均为放在导轨上，并与导轨垂直。每根棒在导轨间的部分，电阻均为 R1.0 。用长为。用长为 L20 cm 的绝缘丝线将两棒系住。整个装置处在匀强磁场中，的绝缘丝线将两棒系住。整个装置处在匀强磁场中，t0 的时刻，磁 场方向竖直向下，丝线刚好处于未被拉伸的自然状态。此后，磁感应强度 的时刻，磁 场方向竖直向下，丝线刚好处于未被拉伸的自然状态。此后，磁感应强度 B 随时间随时间 t 的变的变 化如图乙所示。不计感应电流磁场的影响，整个过程丝线未被拉断。求：化如图乙所示。不计感应电流磁场的影响，整个过程丝线未被拉断。求： (
17、1)02.0 s 的时间内，电路中感应电流的大小与方向；的时间内，电路中感应电流的大小与方向； (2)t1.0 s 时，丝线的拉力大小。时，丝线的拉力大小。 解析解析 (1)由题图乙可知由题图乙可知0.1 T/s B t 由法拉第电磁感应定律有由法拉第电磁感应定律有 ES2.010 3 V t B t 则则 I1.010 3 A E 2R 由楞次定律可知电流方向为顺时针方向。由楞次定律可知电流方向为顺时针方向。 (2)导体棒在水平方向上受丝线拉力和安培力平衡导体棒在水平方向上受丝线拉力和安培力平衡 由题图乙可知由题图乙可知 t1.0 s 时时 B0.1 T 则则 FTFABId1.010 5
18、N。 。 答案答案 (1)1.010 3 A 顺时针 顺时针 (2)1.010 5 N 1当导体和磁场间无相对运动时，磁通量的变化完全是由磁场的变化引起的，感应电 动势的计算只能采用公式 当导体和磁场间无相对运动时，磁通量的变化完全是由磁场的变化引起的，感应电 动势的计算只能采用公式 En。 t 2如果闭合回路的面积不发生变化，而磁感应强度均匀变化，不管磁场的方向是否变 化，由于的大小及正负都不变，所以产生感应电流的大小和方向都不变。 如果闭合回路的面积不发生变化，而磁感应强度均匀变化，不管磁场的方向是否变 化，由于的大小及正负都不变，所以产生感应电流的大小和方向都不变。 B t 3综合法拉第
19、电磁感应定律和楞次定律，对于面积一定的线圈，不管磁场的方向如何 变化，只要磁感应强度 综合法拉第电磁感应定律和楞次定律，对于面积一定的线圈，不管磁场的方向如何 变化，只要磁感应强度 B 随时间均匀变化，产生感应电动势的大小和方向均保持不变。所 以在 随时间均匀变化，产生感应电动势的大小和方向均保持不变。所 以在 Bt 图象中，如果图象为一条直线，不管图线在时间轴上方还是下方，整个过程感应电 动势和感应电流均为恒量。 图象中，如果图象为一条直线，不管图线在时间轴上方还是下方，整个过程感应电 动势和感应电流均为恒量。 EBlv 的应用的应用 典例典例 2 试写出如图所示的各种情况下导线中产生的感应
20、电动势的表达式，导线长均 为 试写出如图所示的各种情况下导线中产生的感应电动势的表达式，导线长均 为 l，速度为，速度为 v，磁感应强度均为，磁感应强度均为 B，图，图(3)中导线垂直纸面。中导线垂直纸面。 答案答案 (1)E0 (2)EBlv (3)E0 1当磁场和导体间有相对运动，且感应电动势大小在变化，求瞬时感应电动势时，应 采用公式 当磁场和导体间有相对运动，且感应电动势大小在变化，求瞬时感应电动势时，应 采用公式 EBlv。 2牢记公式牢记公式 EBlv 的适用条件是三者两两垂直。的适用条件是三者两两垂直。 平均电动势与瞬时电动势的求解平均电动势与瞬时电动势的求解 典例典例 3 如图
21、所示， 一导线弯成半径为 如图所示， 一导线弯成半径为 a 的半圆形闭合回路。 虚线的半圆形闭合回路。 虚线 MN 右侧有磁感应强度为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 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，直径向右匀速进入磁场，直径CD始终与始终与MN垂直。从垂直。从D点到达 边界开始到 点到达 边界开始到C点进入磁场为止， 下列结论错误的是点进入磁场为止， 下列结论错误的是( ) A感应电流方向不变感应电流方向不变 BCD 段直导线始终不受安培力段直导线始终不受安培力 C感应电动势最大值感应电动势最大值 EBav
22、D感应电动势平均值 感应电动势平均值 BavE 1 4 解析解析 感应电动势公式 感应电动势公式 E只能用来计算平均值， 利用感应电动势公式只能用来计算平均值， 利用感应电动势公式 EBlv 计计 t 算时，算时，l 应是等效长度，即导线垂直切割磁感线的长度。在闭合电路进入磁场的过程中，通 过闭合电路的磁通量逐渐增大，根据楞次定律可知感应电流的方向为逆时针方向不变， 应是等效长度，即导线垂直切割磁感线的长度。在闭合电路进入磁场的过程中，通 过闭合电路的磁通量逐渐增大，根据楞次定律可知感应电流的方向为逆时针方向不变，A 正确；根据左手定则可以判断，正确；根据左手定则可以判断，CD 段受安培力向下
23、，段受安培力向下，B 错误；当半圆闭合回路进入磁场一 半时，等效长度最大为 错误；当半圆闭合回路进入磁场一 半时，等效长度最大为 a，这时感应电动势最大为，这时感应电动势最大为 EBav，C 正确 ； 感应电动势平均值 正确 ； 感应电动势平均值 E Bav，D 正确。正确。 t B1 2a 2 2a v 1 4 答案答案 B 1一般求某一位置或某一时刻的感应电动势应用瞬时电动势公式求解。如切割磁感线 情形用 一般求某一位置或某一时刻的感应电动势应用瞬时电动势公式求解。如切割磁感线 情形用 EBlv，而用，而用 En时，应为该时刻的磁通量的变化率。求某一段时间或某时，应为该时刻的磁通量的变化率
24、。求某一段时间或某 t t 一过程的电动势要用一过程的电动势要用 En，其中，其中 t 为对应的这段时间。为对应的这段时间。 t 2感应电动势的平均值不一定是最大值与最小值的平均值，需根据法拉第电磁感应定 律求解。 感应电动势的平均值不一定是最大值与最小值的平均值，需根据法拉第电磁感应定 律求解。 课堂对点巩固课堂对点巩固 1.(多选多选)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 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
25、小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当磁感应强度减小时，线框中的感应电流可能不变 解析：选解析：选 AD 由法拉第电磁感应定律可知，感应电流的大小取决于磁通量的变化率， 与磁感应强度的增与减无关，选项 由法拉第电磁感应定律可知，感应电流的大小取决于磁通量的变化率， 与磁感应强度的增与减无关，选项 A、D 正确。正确。 2穿过一个单匝线圈的磁通量始终保持每秒
26、钟均匀地减少穿过一个单匝线圈的磁通量始终保持每秒钟均匀地减少 2 Wb，则，则( ) A线圈中感应电动势每秒钟增加线圈中感应电动势每秒钟增加 2 V B线圈中感应电动势每秒钟减少线圈中感应电动势每秒钟减少 2 V C线圈中无感应电动势线圈中无感应电动势 D线圈中感应电动势保持不变线圈中感应电动势保持不变 解析：选解析：选 D 由法拉第电磁感应定律可知，感应电动势为： 由法拉第电磁感应定律可知，感应电动势为：En2 V，感应电动，感应电动 t 势是一个定值，不随时间变化，故势是一个定值，不随时间变化，故 A、B、C 错误，错误，D 正确。正确。 3.如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，将一个水平放
27、置的金属棒如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，将一个水平放置的金属棒 ab 以水平初速度以水平初速度 v0抛出，设运动的整个过程中不计空气阻力，则金属棒在 运动过程中产生的感应电动势大小将 抛出，设运动的整个过程中不计空气阻力，则金属棒在 运动过程中产生的感应电动势大小将( ) A越来越大 越来越大 B越来越小越来越小 C保持不变保持不变 D无法确定无法确定 解析：选解析：选 C 金属棒做平抛运动，水平速度 金属棒做平抛运动，水平速度 v0不变，且水平速度即为金属棒垂直切割 磁感线的速度，故感应电动势保持不变， 不变，且水平速度即为金属棒垂直切割 磁感线的速度，故感应电动势保持不变，C 正确。正
28、确。 4 如图甲所示， 环形线圈的匝数 如图甲所示， 环形线圈的匝数 n1 000， 它的两个端点， 它的两个端点 a 和和 b 间接有一理想电压表， 线圈内磁感应强度 间接有一理想电压表， 线圈内磁感应强度 B 的变化规律如图乙所示，线圈面积的变化规律如图乙所示，线圈面积 S100 cm2，则，则 Uab_ V， 电压表示数为 ， 电压表示数为_ V。 解析：由解析：由 Bt 图象可知图象可知5 T/s， B t 由由 EnS， 得 ：， 得 ： E1 000510010 4 V 50 V。 则。 则 Uab50 V， 电压表示数也为， 电压表示数也为 50 B t V。 答案：答案：50
29、50 课堂小结课堂小结 Error!Error! 法法拉拉第第 电电磁磁感感 应应定定律律 课时跟踪检测课时跟踪检测(四四) 一、单项选择题一、单项选择题 1关于感应电动势，下列说法中正确的是关于感应电动势，下列说法中正确的是( ) A电源电动势就是感应电动势电源电动势就是感应电动势 B产生感应电动势的那部分导体相当于电源产生感应电动势的那部分导体相当于电源 C在电磁感应现象中没有感应电流就一定没有感应电动势在电磁感应现象中没有感应电流就一定没有感应电动势 D电路中有电流就一定有感应电动势电路中有电流就一定有感应电动势 解析：选解析：选 B 电源电动势的来源很多，不一定是由于电磁感应产生的，所
30、以 电源电动势的来源很多，不一定是由于电磁感应产生的，所以 A 错误； 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，即使没有感应电流，也可 以有感应电动势， 错误； 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，即使没有感应电流，也可 以有感应电动势，B 正确，正确，C 错误 ； 电路中的电流可能是由化学电池或其它电池作为电源提 供的，所以有电流不一定有感应电动势， 错误 ； 电路中的电流可能是由化学电池或其它电池作为电源提 供的，所以有电流不一定有感应电动势，D 错误。错误。 2下列说法正确的是下列说法正确的是( ) A线圈中磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势一定越
31、大线圈中磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势一定越大 B线圈中磁通量越大，线圈中产生的感应电动势一定越大线圈中磁通量越大，线圈中产生的感应电动势一定越大 C线圈处在磁场越强的位置，线圈中产生的感应电动势一定越大线圈处在磁场越强的位置，线圈中产生的感应电动势一定越大 D线圈中磁通量变化得越快，线圈中产生的感应电动势越大线圈中磁通量变化得越快，线圈中产生的感应电动势越大 解析：选解析：选 D 线圈中产生的感应电动势 线圈中产生的感应电动势 En，即，即 E 与成正比，与与成正比，与 或或 的大的大 t t 小无直接关系；磁通量变化得越快，即越大，产生的感应电动势越大，故只有小无直接关系；磁通量变
32、化得越快，即越大，产生的感应电动势越大，故只有 D 正确。正确。 t 3如图甲所示线圈的匝数如图甲所示线圈的匝数 n100，横截面积，横截面积 S50 cm2，线圈总电阻，线圈总电阻 r10 ，沿轴 向有匀强磁场，设图示磁场方向为正，磁场的磁感应强度随时间按如图乙所示规律变化， ，沿轴 向有匀强磁场，设图示磁场方向为正，磁场的磁感应强度随时间按如图乙所示规律变化， 则在开始的则在开始的 0.1 s 内内( ) A磁通量的变化量为磁通量的变化量为 0.25 Wb B磁通量的变化率为磁通量的变化率为 2.5102 Wb/s Ca、b 间电压为间电压为 0 D在在 a、b 间接一个理想电流表时，电流
33、表的示数为间接一个理想电流表时，电流表的示数为 0.25 A 解析：选解析：选 D 通过线圈的磁通量与线圈的匝数无关，若设 通过线圈的磁通量与线圈的匝数无关，若设 2B2S 为正，则线圈中磁 通量的变化量为 为正，则线圈中磁 通量的变化量为 B2S(B1S)， 代入数据即， 代入数据即 (0.10.4)5010 4 Wb 2.510 3 Wb， ，A 错误；磁通量的变化率错误；磁通量的变化率 Wb/s2.510 2 Wb/s， ，B 错误；根据法错误；根据法 t 2.5 10 3 0.1 拉第电磁感应定律可知，当拉第电磁感应定律可知，当 a、b 间断开时，其间电压等于线圈产生的感应电动势，感应
34、电 动势大小为 间断开时，其间电压等于线圈产生的感应电动势，感应电 动势大小为 En2.5 V 且恒定，且恒定，C 错误；在错误；在 a、b 间接一个理想电流表时相当于间接一个理想电流表时相当于 a、b t 间接通而形成回路， 回路总电阻即为线圈的总电阻， 故感应电流大小间接通而形成回路， 回路总电阻即为线圈的总电阻， 故感应电流大小 I 0.25 A， D 正确。正确。 E r 4.如图所示， 将一半径为如图所示， 将一半径为 r 的金属圆环在垂直于环面的磁感应强度 为 的金属圆环在垂直于环面的磁感应强度 为 B 的匀强磁场中用力握中间使其变成的匀强磁场中用力握中间使其变成 “8”字形状，
35、并使上、 下两圆半 径相等。如果环的电阻为 字形状， 并使上、 下两圆半 径相等。如果环的电阻为 R，则此过程中流过环的电荷量为，则此过程中流过环的电荷量为( ) A. B. r2B R r2B 2R C0 D.3r 2B 4R 解析 ： 选解析 ： 选 B 通过环横截面的电荷量只与磁通量的变化量和环的电阻有关， 因此， 通过环横截面的电荷量只与磁通量的变化量和环的电阻有关， 因此， Br22B 2 Br2，电荷量，电荷量 q。B 正确。正确。 ( ( r 2) ) 1 2 R r2B 2R 5.如图所示，两根相距为如图所示，两根相距为 l 的平行直导轨的平行直导轨 ab、dc，bd 间连有一
36、固 定电阻 间连有一固 定电阻 R，导轨电阻忽略不计。，导轨电阻忽略不计。MN 为放在为放在 ab 和和 dc 上的一导体棒， 与 上的一导体棒， 与 ab 垂直，连入两导轨间的电阻也为垂直，连入两导轨间的电阻也为 R。整个装置处于匀强磁场 中，磁感应强度的大小为 。整个装置处于匀强磁场 中，磁感应强度的大小为 B，磁场方向垂直于导轨所在平面，磁场方向垂直于导轨所在平面 (指向图中 纸面内 指向图中 纸面内)。 现对。 现对 MN 施力使它沿导轨方向以速度施力使它沿导轨方向以速度 v 做匀速运动， 令做匀速运动， 令 U 表示表示 MN 两端电压的大 小，则 两端电压的大 小，则( ) AU
37、vBl，流过固定电阻，流过固定电阻 R 的感应电流由的感应电流由 b 到到 d 1 2 BU vBl，流过固定电阻，流过固定电阻 R 的感应电流由的感应电流由 d 到到 b 1 2 CUvBl，流过固定电阻，流过固定电阻 R 的感应电流由的感应电流由 b 到到 d DUvBl，流过固定电阻，流过固定电阻 R 的感应电流由的感应电流由 d 到到 b 解析 ： 选解析 ： 选 A 题目中的导体棒相当于电源， 其感应电动势 题目中的导体棒相当于电源， 其感应电动势 EBlv， 其内阻等于， 其内阻等于 R， 则， 则 U ，电流方向用右手定则判断，易知流过固定电阻 ，电流方向用右手定则判断，易知流过
38、固定电阻 R 的感应电流由的感应电流由 b 到到 d，A 正确。正确。 Blv 2 6一单匝矩形线框置于匀强磁场中，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 一单匝矩形线框置于匀强磁场中，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 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 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
39、值为( ) A. B1 C2 D4 1 2 解析：选解析：选 B 根据法拉第电磁感应定律 根据法拉第电磁感应定律 E，设初始时刻磁感应强度为，设初始时刻磁感应强度为 B0，线框面，线框面 t 积为积为 S0，则第一种情况下的感应电动势为，则第一种情况下的感应电动势为 E1B0S0；第二种情况下的；第二种情况下的 BS t 2B 0 B0 S 0 1 感应电动势为感应电动势为 E2B0S0，所以两种情况下线框中的感应电动势相等，所以两种情况下线框中的感应电动势相等， BS t 2B0 S 0 S 0 2 1 比值为比值为 1，故选项，故选项 B 正确。正确。 7.如图所示，在半径为如图所示，在半
40、径为 R 的虚线圆内有垂直纸面向里的匀强磁场的虚线圆内有垂直纸面向里的匀强磁场(磁场 未画出 磁场 未画出)， 磁感应强度， 磁感应强度 B 随时间随时间 t 变化关系为变化关系为 BB0kt。 在磁场外距圆心。 在磁场外距圆心 O 为为 2R 处有一半径恰为处有一半径恰为 2R 的半圆导线环的半圆导线环(图中实线图中实线)，则导线环中的感应电动 势大小为 ，则导线环中的感应电动 势大小为 ( ) A0 BkR2 C. D2kR2 kR2 2 解析：选解析：选 C 由 由 En R2k，可知选项，可知选项 C 正确。正确。 t BS t 1 2 8如图所示， 一正方形线圈的匝数为如图所示， 一
41、正方形线圈的匝数为 n， 边长为， 边长为 a，线圈平面与匀强 磁场垂直，且一 半处在磁场中。在 ，线圈平面与匀强 磁场垂直，且一 半处在磁场中。在t时间内，磁感应强度的方向不变， 大小由 时间内，磁感应强度的方向不变， 大小由 B 均匀地增大到均匀地增大到 2B。在此过程中，线圈中产生的感应电动势为。在此过程中，线圈中产生的感应电动势为 ( ) A. B. Ba2 2t nBa2 2t C. D. nBa2 t 2nBa2 t 解析 ： 选解析 ： 选 B 线圈中产生的感应电动势 线圈中产生的感应电动势 EnnSn，选项，选项 B t B t 2B B t a2 2 nBa2 2t 正确。正
42、确。 二、多项选择题二、多项选择题 9.如图所示， 闭合开关如图所示， 闭合开关 S， 将条形磁铁插入闭合线圈， 第一次用时， 将条形磁铁插入闭合线圈， 第一次用时 0.2 s， 第二次用时 ， 第二次用时 0.4 s，并 且两次磁铁的起始和终止位置相同，则，并 且两次磁铁的起始和终止位置相同，则 ( ) A第一次线圈中的磁通量变化较快第一次线圈中的磁通量变化较快 B第一次电流表第一次电流表 G 的最大偏转角较大的最大偏转角较大 C第二次电流表第二次电流表 G 的最大偏转角较大的最大偏转角较大 D若断开若断开 S，电流表，电流表 G 均不偏转，故两次线圈两端均无感应电动势均不偏转，故两次线圈两
43、端均无感应电动势 解析：选解析：选 AB 两次磁通量变化量相同，第一次时间短，则第一次线圈中磁通量变化较 快，故 两次磁通量变化量相同，第一次时间短，则第一次线圈中磁通量变化较 快，故 A 正确；感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比，磁通量的变化率大，感应电 动势大，产生的感应电流大，故 正确；感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比，磁通量的变化率大，感应电 动势大，产生的感应电流大，故 B 正确，正确，C 错误 ； 断开错误 ； 断开 S，电流表不偏转，故感应电流为零， 但感应电动势不为零，故 ，电流表不偏转，故感应电流为零， 但感应电动势不为零，故 D 错误。错误。 10.单匝线圈在匀强
44、磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，穿过 线圈的磁通量 单匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，穿过 线圈的磁通量 随时间随时间 t 的关系如图所示，则下列说法正确的是的关系如图所示，则下列说法正确的是 ( ) A在在 t0 时刻，线圈中磁通量最大，感应电动势也最大时刻，线圈中磁通量最大，感应电动势也最大 B在在 t110 2 s 时刻，感应电动势最大 时刻，感应电动势最大 C在在 t210 2 s 时刻，感应电动势为零 时刻，感应电动势为零 D在在 0210 2 s 时间内，线圈中感应电动势的平均值为零 时间内，线圈中感应电动势的平均值为零 解析：选解析：选 BC 由法拉第电磁感应定律知，
45、单匝线圈中 由法拉第电磁感应定律知，单匝线圈中 E，故，故 t0 及及 t210 2 t s 时刻，时刻，E0，A 错，错，C 对；对；t110 2 s， ，E 最大，最大，B 对；对；0210 2 s 时间内 时间内 0， 故 ， 故 0，D 错。错。E 11某同学在实验室里熟悉各种仪器的使用，他将一条形磁铁放在水平转盘上，如图 甲所示，磁铁可随转盘转动，另将一磁感应强度传感器固定在转盘旁边。当转盘 某同学在实验室里熟悉各种仪器的使用，他将一条形磁铁放在水平转盘上，如图 甲所示，磁铁可随转盘转动，另将一磁感应强度传感器固定在转盘旁边。当转盘(及磁铁及磁铁)转 动时， 引起磁感应强度测量值周期
46、性地变化， 该变化的周期与转盘转动周期一致。 经过操作， 该同学在计算机上得到了如图乙所示的图象。该同学猜测磁感应强度传感器内有一线圈， 当测得磁感应强度最大时就是穿过线圈的磁通量最大时。按照这种猜测 转 动时， 引起磁感应强度测量值周期性地变化， 该变化的周期与转盘转动周期一致。 经过操作， 该同学在计算机上得到了如图乙所示的图象。该同学猜测磁感应强度传感器内有一线圈， 当测得磁感应强度最大时就是穿过线圈的磁通量最大时。按照这种猜测( ) A在在 t0.1 s 时刻，线圈内产生的感应电流的方向发生了变化时刻，线圈内产生的感应电流的方向发生了变化 B在在 t0.15 s 时刻，线圈内产生的感应电流的方向发生了变化时刻，线圈内产生的感应电流的方向发生了变化 C在在 t0.1 s 时刻，线圈内产生的感应电流的大小达到了最大值时刻，线圈内产生的感应电流的大小达到了最大值 D在在 t0.15 s 时刻，线圈内产生的感应电流的大小达到了最大值时刻，线圈内产生的感应电流的大小达到了最