2019年高考物理雙基突破（二）專題27法拉第電磁感應定律精講.docx

專題27 法拉第電磁感應定律 一、法拉第電磁感應定律1感應電動勢（1）感應電動勢：在電磁感應現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢。（2）產(chǎn)生條件：穿過回路的磁通量發(fā)生改變，與電路是否閉合無關。（3）方向判斷：感應電動勢的方向用楞次定律或右手定則判斷。2法拉第電磁感應定律（1）內(nèi)容：電路中感應電動勢的大小，跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比。（2）公式：En，其中n為線圈匝數(shù)。（3）感應電流與感應電動勢的關系：遵循閉合電路的歐姆定律，即I。 注意：上式適用于回路磁通量發(fā)生變化的情況，回路不一定要閉合，只要穿過電路的磁通量發(fā)生變化就會產(chǎn)生感應電動勢；若電路是閉合的就會有感應電流產(chǎn)生。不能決定E的大小，才能決定E的大小，而與之間無大小上的必然聯(lián)系。公式E=n，若t取一段時間，則E為t這段時間內(nèi)感應電動勢的平均值。磁通量的變化率是t圖象上某點切線的斜率。3對、和的理解和易錯點撥（1）不能通過公式正確地計算、和的大小，錯誤地認為它們都與線圈的匝數(shù)n成正比。（2）認為公式中的面積S就是線圈的面積，而忽視了無效的部分；不能通過t（或Bt）圖象正確地求解。（3）認為0（或B0）時一定等于0。（4）不能正確地分析初、末狀態(tài)穿過線圈的磁通量的方向關系，從而不能正確利用公式21求解。（5）、三個概念的區(qū)別：磁通量=BScos，表示穿過這一平面的磁感線條數(shù)；磁通量的變化量=21表示磁通量變化的多少；磁通量的變化率表示磁通量變化的快慢。大，及不一定大，大，及也不一定大。它們的區(qū)別類似于力學中的v、v及a=的區(qū)別。4法拉第電磁感應定律應用的三種情況（1）磁通量的變化是由面積變化引起的，BS，則En。（2）磁通量的變化是由磁場變化引起時，BS，則En。（3）磁通量的變化是由于面積和磁場共同變化引起時，則根據(jù)定義求，末初，Enn?！绢}1】將閉合多匝線圈置于僅隨時間變化的磁場中，線圈平面與磁場方向垂直，關于線圈中產(chǎn)生的感應電動勢和感應電流，下列表述正確的是A感應電動勢的大小與線圈的匝數(shù)無關 B穿過線圈的磁通量越大，感應電動勢越大C穿過線圈的磁通量變化越快，感應電動勢越大D感應電流產(chǎn)生的磁場方向與原磁場方向始終相同【答案】C【解析】由法拉第電磁感應定律En知，感應電動勢的大小與線圈匝數(shù)有關，A錯；感應電動勢正比于，與磁通量的大小無直接關系，B錯誤、C正確；根據(jù)楞次定律知，感應電流的磁場總是阻礙引起感應電流的磁通量的變化，即“增反減同”，D錯誤。 【題7】如圖所示，abcd為水平放置的平行“”形光滑金屬導軌，間距為l，導軌間有垂直于導軌平面的勻強磁場，磁感應強度大小為B，導軌電阻不計。已知金屬桿MN傾斜放置，與導軌成角，單位長度的電阻為r，保持金屬桿以速度v沿平行于cd的方向滑動（金屬桿滑動過程中與導軌接觸良好）。則A電路中感應電動勢的大小為 B電路中感應電流的大小為 C金屬桿所受安培力的大小為 D金屬桿的發(fā)熱功率為【答案】B【題8】如圖，直角三角形金屬框abc放置在勻強磁場中，磁感應強度大小為B，方向平行于ab邊向上。當金屬框繞ab邊以角速度逆時針轉動時，a、b、c三點的電勢分別為Ua、Ub、Uc。已知bc邊的長度為l。下列判斷正確的是 AUaUc，金屬框中無電流 BUbUc，金屬框中電流方向沿abcaCUbcBl2，金屬框中無電流 DUbcBl2，金屬框中電流方向沿acba【答案】C 三、感應電動勢的計算及電勢高低的判斷1計算：求解感應電動勢常見情況 情景圖研究對象回路（不一定閉合）一段直導線（或等效成直導線）繞一端轉動的一段導體棒繞與B垂直的軸轉動的導線框表達式EnEBLv（L為有效長度）EBL2ENBScos t2說明（1）當僅由B的變化引起時，則En；當僅由S的變化引起時，則En；當由B、S的變化同時引起時，則Enn。（2）磁通量的變化率是t圖象上某點切線的斜率。3判斷：把產(chǎn)生感應電動勢的那部分電路或?qū)w當作電源的內(nèi)電路，那部分導體相當于電源若電路是不閉合的，則先假設有電流通過，然后應用楞次定律或右手定則判斷出電流的方向電源內(nèi)部電流的方向是由負極（低電勢）流向正極（高電勢），外電路順著電流方向每經(jīng)過一個電阻電勢都要降低?！绢}9】（多選）如圖所示，在一磁感應強度B0.5 T的勻強磁場中，垂直于磁場方向水平放著兩根相距為h0.1 m的平行金屬導軌MN和PQ，導軌電阻忽略不計，在兩根導軌的端點N、Q之間連接一阻值R0.3 的電阻，導軌上跨放著一根長為L0.2 m，每米阻值r2.0 的金屬棒ab，金屬棒與導軌正交放置，交點為c、d，當金屬棒在水平拉力作用于以速度v4.0 m/s向左做勻速運動時，則下列說法正確的是A金屬棒a、b兩端點間的電勢差為0.2 VB水平拉金屬棒的力的大小為0.02 NC金屬棒a、b兩端點間的電勢差為0.32 V D回路中的發(fā)熱功率為0.06 W【答案】BC【題10】如圖所示，兩個端面半徑同為R的圓柱形鐵芯同軸水平放置，相對的端面之間有一縫隙，鐵芯上繞導線并與電源連接，在縫隙中形成一勻強磁場。一銅質(zhì)細直棒ab水平置于縫隙中，且與圓柱軸線等高、垂直。讓銅棒從靜止開始自由下落，銅棒下落距離為0.2R時銅棒中電動勢大小為E1，下落距離為0.8R時電動勢大小為E2.忽略渦流損耗和邊緣效應。關于E1、E2的大小和銅棒離開磁場前兩端的極性，下列判斷正確的是AE1E2，a端為正 BE1E2，b端為正CE1E2，a端為正 DE1E2，b端為正 【答案】D 【解析】當銅棒向下運動時，由左手定則可知，銅棒中的自由電子由于受洛倫茲力作用將向a端運動，故銅棒b端為正極。作出銅棒下落時的截面圖（從右向左看）如圖所示，當銅棒下落距離為0.2R時，由機械能守恒定律可得mvmg0.2R，所以v1，此時銅棒的有效切割長度L12，銅棒的感應電動勢E1BL1v12BR。當銅棒下落距離為0.8R時，由機械能守恒定律可得mvmg0.8R，所以v2，此時銅棒的有效切割長度L22，銅棒的感應電動勢E2BL2v22BR，故E1E2，D正確。 【題11】（多選）兩條平行虛線間存在一勻強磁場，磁感應強度方向與紙面垂直。邊長為0.1 m、總電阻為0.005 的正方形導線框abcd位于紙面內(nèi)，cd邊與磁場邊界平行，如圖甲所示。已知導線框一直向右做勻速直線運動，cd邊于t0時刻進入磁場。線框中感應電動勢隨時間變化的圖線如圖乙所示（感應電流的方向為順時針時，感應電動勢取正）。下列說法正確的是A磁感應強度的大小為0.5 TB導線框運動的速度的大小為0.5 m/sC磁感應強度的方向垂直于紙面向外D在t0.4 s至t0.6 s這段時間內(nèi)，導線框所受的安培力大小為0.1 N【答案】BC【題12】法拉第發(fā)明了世界上第一臺發(fā)電機。如圖，圓形金屬