人教版高中物理选修1-1练习第三章第二节法拉第电磁感应定律
人教版物理选修1-1第三章第二节法拉第电磁感应定律同步训练
人教版物理选修1-1第三章第二节法拉第电磁感应定律同步训练姓名:________ 班级:________ 成绩:________一、选择题（共15小题） (共15题；共30分)1. （2分）绕在同一铁芯上的线圈Ⅰ、Ⅱ按图所示方法连接，G为电流计，则（）A . 保持开关S闭合状态，G的示数不为零B . 开关S闭合瞬间，G的示数不为零C . 保持开关S闭合，移动变阻器R0滑动触头的位置，G的示数为零D . 断开开关S的瞬间，G的示数为零【考点】2. （2分） (2020高二下·绵阳期末) 如图甲所示，间距为L的光滑导轨水平放置在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B，轨道左侧连接一定值电阻R。
水平外力F平行于导轨，随时间t按图乙所示变化，导体棒在F作用下沿导轨运动，始终垂直于导轨，在0~t0时间内，从静止开始做匀加速直线运动。
图乙中t0、F1、F2为已知量，不计ab棒、导轨电阻。
则（）A . 在t0以后，导体棒一直做匀速直线运动B . 在t0以后，导体棒一直做匀加速直线运动C . 在0~t0时间内，导体棒的加速度大小为D . 在0~t0时间内，通过导体棒横截面的电荷量为【考点】3. （2分） (2018高二上·庄河期末) 如图所示，垂直纸面向里的匀强磁场的区域宽度为2a，磁感应强度的大小为B.一边长为a、电阻为4R的正方形均匀导线框ABCD从图示位置开始沿水平向右方向以速度v匀速穿过磁场区域，在图中线框A、B两端电压UAB与线框移动距离x的关系图象正确的是（）A .B .C .D .【考点】4. （2分）第一个发现电磁感应现象的科学家是：A . 奥斯特B . 库仑C . 法拉第D . 安培【考点】5. （2分） (2017高二下·马山期中) 关于感应电动势的大小，下列说法正确的是（）A . 跟穿过闭合电路的磁通量有关B . 跟穿过闭合电路的磁通量的变化大小有关C . 跟穿过闭合电路的磁通量的变化快慢有关D . 跟电路中电阻大小有关【考点】6. （2分） (2020高二下·长春期中) 如图所示，半径为r的n匝线圈套在边长为L的正方形abcd之外，匀强磁场局限在正方形区域内且垂直穿过正方形，当磁感应强度以的变化率均匀增加时，线圈中产生感应电动势的大小为（）A .B .C .D .【考点】7. （2分） (2017高二上·中卫期末) 如图所示的磁场中竖直放置两个面积相同的闭合线圈S1（左）、S2（右），由图可知穿过线圈S1、S2的磁通量大小关系正确的是（）A . 穿过线圈S1的磁通量比较大B . 穿过线圈S2的磁通量比较大C . 穿过线圈S1、S2的磁通量一样大D . 不能比较【考点】8. （2分） (2019高二下·上饶期中) 如图所示，位于同一绝缘水平面内的两根固定金属导轨 MN、M′N′，电阻不计，两导轨之间存在竖直向下的匀强磁场。
人教版高中物理选修1-1第三章第二节法拉第电磁感应定律
第二节 法拉第电磁感应定律建议用时 实际用时满分 实际得分90分钟100分一、 选择题（本题包括12小题，每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选 项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2 分，有选错或不选的得0分，共40分） 1.关于电路中感应电动势的大小，下列说法中正确的是（ ）A.穿过电路的磁通量越大，感应电动势就越大B.电路中磁通量的改变量越大，感应电动势就越大C.电路中磁通量改变越快，感应电动势就越大D.若电路中某时刻磁通量为零，则该时刻感应电流一定为零2.如图3-2-1所示，将条形磁铁从相同的高度分别以速度 和2 插入线圈，电流表指针偏转角度较大的是（ ）图3-2-1A.以速度 插入B.以速度2 插入C.一样大D.无法确定3.当线圈中的磁通量发生变化时，则（ ） A.线圈中一定有感应电流 B.线圈中一定有感应电动势C.感应电动势的大小与线圈的电阻无关D.磁通量变化越大，产生的感应电动势越大 4.在电磁感应现象中，下列说法中正确的是（ ） A.穿过线圈的磁通量为零时，感应电动势也一定为零B.穿过线圈的磁通量均匀变化时，感应电动势也均匀变化C.穿过线圈的磁通量越大，产生的感应电动势也越大D.穿过线圈的磁通量变化越快，产生的感应电动势越大5.穿过一个电阻为1 Ω的单匝闭合线圈的磁通量始终是每秒钟均匀地减少2 Wb ，则（ ） A.线圈中感应电动势一定是每秒减少2 V B.线圈中感应电动势一定是2 V C.线圈中感应电流一定是每秒减少2 A D.以上说法均不正确6.如图3-2-2所示，闭合开关S ，将条形磁铁插入闭合线圈，第一次用0.2 s ，第二次用0.4 s ，并且两次的起始和终止位置相同，则（ ）图3-2-2A.第一次磁通量变化较大B.第一次的最大偏角较大C.第一次经过的总电荷量较多D.若断开S ，不偏转，故无感应电动势7.穿过一个电阻为1 Ω的单匝线圈的磁通量发生变化：在Δ 时间内是每秒均匀地减小2 Wb ，在Δ 时间内是每秒均匀地增大2 Wb.则（ ） A.线圈中产生的感应电动势在Δ 时间内比在 Δ 时间内大2 VB.线圈中产生的感应电动势在Δ 时间内和在 Δ 时间内一定都大于2 VC.线圈中产生的感应电流在Δ 时间内和在Δ 时间内一定都是2 A ，只是方向相反D.以上选项都不对8.穿过某线圈的磁通量随时间的变化关系如图3-2-3所示，在线圈内产生感应电动势最大值的时间是（ ）。
2018版高中物理(人教版)选修1-1同步教师用书：第3章 第2节 法拉第电磁感应定律
(3)由q＝ t得
＝ ＝ .
【答案】(1)2∶1(2)2∶1(3)1∶1
5．如图3 2 6所示，导体棒ab在间距为L的两导轨上以速度v垂直磁感线运动，磁场的磁感应强度为B.试分析导体棒ab运动时产生的感应电动势为多大．
【导学号：46852057】
图3 2 6
大小
计算
Φ＝BS⊥，S⊥为在垂直B方向上S的投影面积
ΔΦ＝|Φ2－Φ1|
ΔΦ＝B·ΔS⊥
ΔΦ＝ΔB·S⊥
＝B·
或 ＝
S⊥·
1．感应电动势产生的条件是()
【导学号：46852053】
A．导体必须做切割磁感线的运动
B．导体回路必须闭合，且回路所包围面积内的磁通量发生变化
C．无论导体回路是否闭合，只要它包围面积内的磁通量发生变化
二、法拉第电磁感应定律
学习目标
知识脉络
1．知道什么是感应电动势．
2．掌握磁通量、磁通量变化量和磁通量变化率的区别．(难点)
3．理解法拉第电磁感应定律．(重点)
4．学会用法拉第电磁感应定律分析与解决一些简单的问题．(重点、难点)
感应电动势
1．概念
在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势，产生感应电动势的那部分导体相当于电源．
2．产生条件
只要穿过回路的磁通量发生改变，在回路中就产生感应电动势．
3．探究影响感应电动势大小的因素
实验1：部分电路的一部分导体做切割磁感线运动，如图3 2 1所示，改变导体AB的切割速度，观察电流计示数大小．
图3 2 1
现象分析：导体AB切割速度越快，电流计示数越大，说明感应电动势越大；切割速度越慢，电流计示数越小，则感应电动势越小．
人教版高中物理选修1-1课时作业1：3.2 法拉第电磁感应定律
第2讲 法拉第电磁感应定律题组一、对法拉第电磁感应定律的理解1．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，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 ．当穿过线圈的磁通量为零时，感应电动势一定为零C ．当穿过线圈的磁通量变化越快时，感应电动势越大D ．感应电动势的大小与磁通量的变化量成正比[答案] C[解析] 由法拉第电磁感应定律可知，感应电动势E ＝n ΔΦΔt，即感应电动势与线圈匝数有关，故A 错误；同时可知，感应电动势与磁通量的变化率有关，故D 错误；穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大，故C 正确；当穿过线圈的磁通量为零时，磁通量的变化率不一定为零，因此感应电动势不一定为零．故B 错误．2．感应电动势产生的条件是( )A ．导体必须做切割磁感线的运动B ．导体回路必须闭合，且回路所包围面积内的磁通量发生变化C ．无论导体回路是否闭合，只要它包围面积内的磁通量发生变化D ．导体回路不闭合[答案] C[解析] 产生感应电动势的条件是回路中的磁通量发生变化，与回路闭合与否无关，故C 选项正确，B 、D 选项错；磁通量变化的方式很多，不一定是导体切割磁感线，故选项A 错．3．如图3－2－5所示，让线圈由位置1通过一个匀强磁场的区域运动到位置2，下列说法中正确的是( )图3－2－5A．在线圈进入匀强磁场区域的过程中，线圈中有感应电流，而且进入时的速度越大，感应电流越大B．整个线圈在匀强磁场中匀速运动时，线圈中有感应电流，而且电流是恒定的C．整个线圈在匀强磁场中加速运动时，线圈中有感应电流，而且电流越来越大D．在线圈穿出匀强磁场区域的过程中，线圈中有感应电流，而且穿出时的速度越大，感应电流越大[答案]AD[解析]线圈在进入和穿出磁场时，线圈中有感应电流，且运动速度越大，磁通量变化越快，产生的感应电流越大．当线圈全部进入磁场后，穿过线圈的磁通量始终不变，没有感应电流．4．单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转动轴垂直于磁场，若线圈所围面积的磁通量随时间变化规律如图3－2－6所示，则()图3－2－6A ．线圈在O 时刻的感应电动势最大B ．线圈在D 时刻的感应电动势为零C ．线圈在D 时刻的感应电动势最大D ．线圈在0.01s 时的感应电动势为零[答案] AB[解析] 根据法拉第电磁感应定律E ＝ΔΦΔt，因为O 时刻和0.01s 时的磁通量变化率最大，故两时刻的感应电动势最大，A 对，D 错；D 时刻线圈中磁通量的变化率为零，感应电动势也为零，B 对，C 错．题组二、感应电动势大小的计算5．穿过单匝闭合线圈的磁通量每秒连续均匀地增大4Wb ，则( )A ．线圈中的感应电动势将均匀增大B ．线圈中的感应电流将均匀增大C ．线圈中的感应电动势将保持4V 不变D ．线圈中的感应电流保持2A 不变[答案] C[解析] 本题是定性分析和定量计算，其核心仍是对法拉第电磁感应定律的正确理解与应用．由E ＝ΔΦΔt 得E ＝4Wb 1s＝4V ，C 项正确；因线圈电阻不一定是2Ω，D 项错误．故正确[答案]为C.6．如图3－2－7所示，桌面上放一单匝线圈，线圈中心上方一定高度处有一竖立的条形磁体．当磁体竖直向下运动时，穿过线圈的磁通量将________(选填“变大”或“变小”)．在上述过程中，穿过线圈的磁通量变化了0.1Wb ，经历的时间为0.5s ，则线圈中的感应电动势为________V .图3－2－7[答案] 变大 0.2V[解析] 当磁体竖直向下运动时，磁场增强，穿过线圈的磁感线的条数增多，磁通量将变大；由E ＝n ≈ΔΦΔt ＝0.10.5V ＝0.2V . 7．一个200匝、面积为20cm 2的线圈，放在磁场中，磁场的方向与线圈平面垂直，若磁感应强度在0.05s 内由0.1T 增加到0.5T ，在此过程中穿过线圈的磁通量的变化量是________Wb ；磁通量的平均变化率是________Wb/s ；线圈中的感应电动势的大小是________V .[答案] 8×10－4 1.6×10－2 3.2[解析] ΔΦ＝(B 2－B 1)S ＝0.4×20×10－4Wb ＝8×10－4WbΔΦΔt ＝8×10－40.05Wb/s ＝1.6×10－2 Wb/s E ＝n ΔΦΔt＝200×1.6×10－2V ＝3.2V . 8．穿过单匝闭合线圈的磁通量随时间变化的Φ—t 图象如图3－2－8所示，由图知0～5s 线圈中感应电动势大小为________V ，5～10s 线圈中感应电动势大小为______V ,10～15s 线圈中感应电动势大小为________V .图3－2－8[答案] 1 0 2[解析] 由E ＝n ΔΦΔt， 可得0～5s 线圈中感应电动势大小；E 1＝55V ＝1V ； 5～10s 线圈中感应电动势大小E 2＝5－55V ＝0V ； 10～15s 线圈中感应电动势E 3＝－5－55V ＝－2V ，其大小为2V. 9．如图3－2－9所示，一单匝线圈从左侧进入磁场．在此过程中，图3－2－9(1)线圈的磁通量将如何变？(2)若上述过程所经历的时间为0.1s ，线圈中产生的感应电动势为0.2V ，则线圈中的磁通量变化了多少？[答案] (1)变大 (2)0.02Wb[解析] (1)线圈从左侧进入磁场的过程中，穿过线圈的磁感线的条数增加，线圈的磁通量变大．(2)由E ＝n ΔΦΔt得ΔΦ＝E Δt ＝0.1×0.2Wb ＝0.02Wb。
人教版物理选修1-1第三章第二节法拉第电磁感应定律同步训练A卷
人教版物理选修1-1第三章第二节法拉第电磁感应定律同步训练A卷姓名:________ 班级:________ 成绩:________一、选择题（共15小题） (共15题；共30分)1. （2分）(2020·大兴模拟) 如图（a）→（b）→（c）→（d）→（e）过程是交流发电机发电的示意图。
线圈的ab边连在金属滑环K上，cd边连在金属滑环L上，用导体制成的两个电刷分别压在两个滑环上，线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路连接。
下列说法正确的是（）A . 图（a）中，线圈平面与磁感线垂直，磁通量变化率最大B . 从图（b）开始计时，线圈中电流i随时间t变化的关系是C . 当线圈转到图（c）位置时，感应电流最小，且感应电流方向改变D . 当线圈转到图（d）位置时，感应电动势最大，ab边感应电流方向为a→b2. （2分） (2018高二上·庄河期末) 如图所示，垂直纸面向里的匀强磁场的区域宽度为2a，磁感应强度的大小为B.一边长为a、电阻为4R的正方形均匀导线框ABCD从图示位置开始沿水平向右方向以速度v匀速穿过磁场区域，在图中线框A、B两端电压UAB与线框移动距离x的关系图象正确的是（）A .B .C .D .3. （2分）如图所示，直角三角形导线框OPQ放置在磁感应强度大小为B，方向垂直于OQ向右的匀强磁场中，且OP边的长度为l，∠POQ=θ。
当导线框绕OQ边以角速度ω逆时针转动（从O向Q观察）时，下列说法正确的是（）A . 导线框OPQ内无感应电流B . 导线框OPQ内产生大小恒定，方向周期性变化的交变电流C . P点的电势始终大于O点的电势D . 如果截去导线PQ，则P、O两点的电势差的最大值为4. （2分）下列说法中正确的是A . 磁感线总是从磁体的N极出发终止于磁体的S极B . 一小段通电导线放在某处不受磁场的作用力，则该处的磁感应强度一定为零C . 线圈放在磁场越强的位置，线圈的磁通量一定越大D . 穿过线圈的磁通量变化越快；线圈中产生的感应电动势越大5. （2分） (2019高二上·绥德月考) 如图所示，导体杆OP在作用于OP中点且垂直于OP的力作用下，绕O 轴沿半径为r的光滑半圆形框架在匀强磁场中以一定的角速度转动，磁场的磁感应强度为B，AO间接有电阻R，杆和框架电阻不计，回路中的总电功率为P，则（）A . 外力的大小为B . 外力的大小为C . 导体杆旋转的角速度为D . 导体杆旋转的角速度为6. （2分）(2019·滨州月考) 平行金属导轨左端接有阻值为R的定值电阻，右端接有电容为C的电容器，平行导轨间距为L1。
人教版高中物理选修1--1第3章 电磁感应练习含答案
2020--2021人教物理选修1--1第3章电磁感应练习含答案选修1—1第三章电磁感应1、如图所示，L为一根无限长的通电直导线，M为一金属环，L过M的圆心，且通以向上的电流I，则()A．当L中的I发生变化时，环中有感应电流B．当M左右平移时，环中有感应电流C．当M保持水平，在竖直方向上下移动时环中有感应电流D．只要L与M保持垂直，则以上几种情况，环中均无感应电流2、一磁感应强度为B的匀强磁场方向水平向右，一面积为S的矩形线圈abcd 如图所示放置，平面abcd与竖直方向成θ角，将abcd绕ad轴转180°角，则穿过线圈平面的磁通量的变化量有()A．0 B．2BS C．2BScos θD．2BSsin θ3、2 A的直流电流通过电阻R时，t时间内产生的热量为Q.现让一正弦式电流通过电阻R，若2t时间内产生的热量为Q，则交变电流的最大值为()A．1 A B．2 AC． 2 A D．2 2 A4、有一台理想变压器，已知副线圈有400匝．现把原线圈接到220 V的交流电的线路中，测得副线圈的电压是55 V，则原线圈的匝数为()A．100匝B．25匝C．1 600匝D．110匝5、(双选)为消除高压输电线上的凌冰，有人设计了这样的融冰思路：利用电流的热效应除冰．若在正常供电时，高压线上输电电压为U，电流为I，热耗功率为ΔP；除冰时，输电线上的热耗功率需变为9ΔP，则除冰时(认为输电功率和输电线电阻不变)()A．输电电流为3I B．输电电流为9IC．输电电压为3U D．输电电压为1 3U6、变压器铁芯中的叠片间要互相绝缘是为了()A．增大电压B．增加涡流损耗C．减少涡流损耗D．增大自感7、决定闭合电路中感应电动势大小的因素是()A．磁通量B．磁感应强度C．磁通量的变化率D．磁通量的变化量8、一只“220 V100 W”的灯泡接在u＝311sin 314t V的交流电源上，则下列说法中错误的是()A．通过灯泡的电流I＝0.64 AB．与灯泡串联的电流表示数为I＝0.45 AC．灯泡能正常发光D．与灯泡并联的电压表示数为U＝220 V9、将输入电压为220 V、输出电压为6 V的变压器，改装成输出电压为30 V的变压器，副线圈原来的匝数为30匝，原线圈的匝数不变，则副线圈应增加的匝数为()A．150匝B．144匝C．130匝D．120匝10、(双选)远距离输送一定功率的交流电，若输送电压升高到原来的n倍，关于输电线上的电压损失和功率损失，下列说法正确的是()A．输电线上的功率损失是原来的1 nB．输电线上的功率损失是原来的1 n2C．输电线上的电压损失是原来的1 nD．输电线上的电压损失是原来的1 n211、关于线圈的自感系数，下列说法正确的是()A．线圈的自感系数越大，自感电动势一定越大B．线圈中电流等于零时，自感系数也等于零C．线圈中电流变化越快，自感系数越大D．线圈的自感系数由线圈本身的因素及有无铁芯决定12、如图所示，将一条形磁铁插入某一闭合线圈，第一次用0.05 s，第二次用0.1 s．设插入方式相同，试求：(1)两次线圈中平均感应电动势之比；(2)两次线圈中平均电流之比；(3)两次通过线圈的电荷量之比．13、一台理想变压器，其原线圈2 200匝，副线圈440匝，并接一个100 Ω的负载电阻，如图所示．(1)当原线圈接在44 V直流电源上时，电压表示数为________ V，电流表示数为________ A.(2)当原线圈接在220 V的交流电源上时，电压表示数为________ V，电流表示数为________ A．此时输入功率为________ W，变压器效率为________．14、如图所示的电路，L为自感线圈，R是一个灯泡，E是电源，当开关S闭合瞬间，通过电灯的电流方向是________．当S断开瞬间，通过电灯的电流方向是________．2020--2021人教物理选修1--1第3章电磁感应练习含答案选修1—1第三章电磁感应1、如图所示，L为一根无限长的通电直导线，M为一金属环，L过M的圆心，且通以向上的电流I，则()A．当L中的I发生变化时，环中有感应电流B．当M左右平移时，环中有感应电流C．当M保持水平，在竖直方向上下移动时环中有感应电流D．只要L与M保持垂直，则以上几种情况，环中均无感应电流【答案】D[由于直线电流的磁场是垂直导线的同心圆，故只要L与M保持垂直，穿过金属环M的磁通量就为零，保持不变，环中均无感应电流产生．故选项D正确．]2、一磁感应强度为B的匀强磁场方向水平向右，一面积为S的矩形线圈abcd 如图所示放置，平面abcd与竖直方向成θ角，将abcd绕ad轴转180°角，则穿过线圈平面的磁通量的变化量有()A．0 B．2BS C．2BScos θD．2BSsin θC[开始时穿过线圈平面的磁通量为Φ1＝BScos θ，后来穿过线圈平面的磁通量为Φ2＝－BScos θ，则磁通量的变化量为ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝2BScos θ.]3、2 A 的直流电流通过电阻R 时，t 时间内产生的热量为Q.现让一正弦式电流通过电阻R ，若2t 时间内产生的热量为Q ，则交变电流的最大值为( )A ．1 AB ．2 AC ． 2 AD ．2 2 A【答案】B [设交变电流有效值为I ，则I 2·R ·2t ＝(2A)2·R ·t ，故I ＝ 2 A ．交变电流的最大值I m ＝2I ＝2 A ，故选项B 正确．]4、有一台理想变压器，已知副线圈有400匝．现把原线圈接到220 V 的交流电的线路中，测得副线圈的电压是55 V ，则原线圈的匝数为( )A ．100匝B ．25匝C ．1 600匝D ．110匝 【答案】C [由U 1U 2＝n 1n 2得22055＝n 1400，所以n 1＝1 600匝．]5、(双选)为消除高压输电线上的凌冰，有人设计了这样的融冰思路：利用电流的热效应除冰．若在正常供电时，高压线上输电电压为U ，电流为I ，热耗功率为ΔP ；除冰时，输电线上的热耗功率需变为9ΔP ，则除冰时(认为输电功率和输电线电阻不变)( )A ．输电电流为3IB ．输电电流为9IC ．输电电压为3UD ．输电电压为13U【答案】AD [由ΔP ＝I 2R 线知ΔP ′＝9ΔP 时，I ′＝3I ，故A 对，B 错；又由P ＝IU 得，U ′＝13U ，故C 错，D 对．]6、变压器铁芯中的叠片间要互相绝缘是为了( )A ．增大电压B ．增加涡流损耗C ．减少涡流损耗D ．增大自感【答案】C [在变压器铁芯中的叠片间要互相绝缘是为了减少变压器中的涡流损耗．]7、决定闭合电路中感应电动势大小的因素是( )A ．磁通量B ．磁感应强度C ．磁通量的变化率D ．磁通量的变化量C [由E ＝ΔΦΔt 知感应电动势的大小取决于ΔΦΔt，即磁通量的变化率．] 8、一只“220 V 100 W ”的灯泡接在u ＝311sin 314t V 的交流电源上，则下列说法中错误的是( )A ．通过灯泡的电流I ＝0.64 AB ．与灯泡串联的电流表示数为I ＝0.45 AC ．灯泡能正常发光D ．与灯泡并联的电压表示数为U ＝220 V【答案】A [该交流电源的有效值为U ＝U m /2＝3112V ≈220 V ，选项C 、D 正确；通过灯泡的电流为I ＝U R ＝2202202/100 A ≈0.45 A ，选项B 正确．]9、将输入电压为220 V 、输出电压为6 V 的变压器，改装成输出电压为30 V 的变压器，副线圈原来的匝数为30匝，原线圈的匝数不变，则副线圈应增加的匝数为( )A ．150匝B ．144匝C ．130匝D ．120匝 【答案】D [先由公式U 1U 2＝n 1n 2求出原线圈的匝数，再求出输出电压为30 V 时，变压器副线圈的匝数，即可求出新增的匝数．]10、(双选)远距离输送一定功率的交流电，若输送电压升高到原来的n 倍，关于输电线上的电压损失和功率损失，下列说法正确的是( )A ．输电线上的功率损失是原来的1nB ．输电线上的功率损失是原来的1n 2C ．输电线上的电压损失是原来的1nD ．输电线上的电压损失是原来的1n 2【答案】BC [当输电电压升高为原来的n 倍时，输电电流减小为原来的1n ，输电线上损失的功率为P 损＝I 2R ，所以输电线上的功率损失降低到原来的1n 2；因输电线上的电压损失U损＝IR，所以电压损失是原来的1n，故选项B、C正确．]11、关于线圈的自感系数，下列说法正确的是()A．线圈的自感系数越大，自感电动势一定越大B．线圈中电流等于零时，自感系数也等于零C．线圈中电流变化越快，自感系数越大D．线圈的自感系数由线圈本身的因素及有无铁芯决定【答案】D[线圈的自感系数与线圈的大小、形状、匝数和是否带有铁芯有关，而与电流及电流的变化无关．]12、如图所示，将一条形磁铁插入某一闭合线圈，第一次用0.05 s，第二次用0.1 s．设插入方式相同，试求：(1)两次线圈中平均感应电动势之比；(2)两次线圈中平均电流之比；(3)两次通过线圈的电荷量之比．[解析](1)由法拉第电磁感应定律得E1E2＝ΔΦΔt1·Δt2ΔΦ＝Δt2Δt1＝21.(2)利用欧姆定律可得I1I2＝E1R·RE2＝E1E2＝21.(3)由q＝It得q1 q2＝I1Δt1I2Δt2＝11.[答案](1)2∶1(2)2∶1(3)1∶113、一台理想变压器，其原线圈2 200匝，副线圈440匝，并接一个100 Ω的负载电阻，如图所示．(1)当原线圈接在44 V直流电源上时，电压表示数为________ V，电流表示数为________ A. (2)当原线圈接在220 V 的交流电源上时，电压表示数为________ V ，电流表示数为________ A ．此时输入功率为________ W ，变压器效率为________．[解析] (1)原线圈接在直流电源上时，由于原线圈中的电流恒定，所以穿过原、副线圈的磁通量不发生变化，副线圈两端不产生感应电动势，故电压表示数为零，电流表示数也为零．(2)由U 2U 1＝n 2n 1得 U 2＝U 1n 2n 1＝220×4402 200V ＝44 V(电压表读数) I 2＝U 2R ＝44100 A ＝0.44 A(电流表读数)P 入＝P 出＝I 2U 2＝0.44×44 W ＝19.36 W效率η＝100%.[答案] (1)0 0 (2)44 0.44 19.36 100%14、如图所示的电路，L 为自感线圈，R 是一个灯泡，E 是电源，当开关S 闭合瞬间，通过电灯的电流方向是________．当S 断开瞬间，通过电灯的电流方向是________．[解析] S 闭合时，流经R 的电流A →B.在S 断开瞬间，由于电源提供给R 的电流很快消失，而线圈中电流减小时要产生一个和原电流方向相同的自感电动势来阻碍原电流减小，所以线圈此时相当于一个电源，与电灯R 构成放电电路，故通过R 的电流方向是B →A.[答案] A →B B →A。
人教版高中物理选修1-1学案：3.2法拉第电磁感应定律
3.2 法拉第电磁感应定律[学习目标定位] 1.知道什么是感应电动势.2.掌握法拉第电磁感应定律的内容并能应用电磁感应定律进行计算．知识点一、感应电动势1．感应电动势的概念：在电磁感应现象中产生的电动势叫做感应电动势．在闭合电路里，产生感应电动势的那部分导体相当于电源．2．产生条件：只要穿过电路的磁通量发生改变，在电路中就产生感应电动势．3．磁通量的变化量：ΔΦ＝Φ2－Φ1.4．磁通量的变化率：磁通量的变化跟产生这个变化所用时间的比值，即单位时间内磁通量的变化量．二、法拉第电磁感应定律1．内容：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：E＝，若有n匝线圈，则产生的感应电动势为：E＝.知识探究一、感应电动势[问题设计]我们知道当闭合电路中的磁通量发生变化时，会产生感应电流．当我们仔细观察上一节的实验会发现有时感应电流大，有时感应电流小，这说明什么？答案说明电路中的电动势有时大有时小．[要点提炼]1．感应电动势感应电动势是形成感应电流的必要条件．有感应电动势不一定存在感应电流(要看电路是否闭合)，有感应电流一定存在感应电动势，在电路组成不变的情况下，感应电动势大感应电流就大．2．磁通量Φ、磁通量的变化量ΔΦ、磁通量的变化率的比较(1)Φ是状态量，是闭合电路在某时刻(某位置)穿过电路的磁感线的条数，当磁场与电路平面垂直时Φ＝.(2)ΔΦ是过程量，它表示电路从某一时刻到另一时刻磁通量的改变量，即ΔΦ＝Φ2－Φ1.(3)表示磁通量的变化快慢，即单位时间内磁通量的变化量，又称为磁通量的变化率．二、法拉第电磁感应定律[问题设计]重新回顾上节课的探究实验，并回答下列问题：1．观察磁铁N极插入或抽出线圈的过程中电流表指针的偏转情况，它说明什么问题？2．电流表指针的偏转程度与感应电动势的大小有什么关系？3．闭合线圈中部分导线以不同速度切割磁感线，观察电流表指针偏转角度有何不同？答案 1.说明电路中产生了感应电动势．2．指针偏转程度越大，感应电动势越大．3．速度越大，指针偏转角度越大．[要点提炼]法拉第电磁感应定律(1)内容：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：E＝.n为线圈的匝数，ΔΦ是磁通量的变化量．(3)国际单位：ΔΦ的单位是韦伯()，Δt的单位是秒(s)，E的单位是伏特(V)．(4)电磁感应现象的本质：在电磁感应现象中，一定产生感应电动势，不一定产生感应电流．能否产生感应电动势是电磁感应现象的本质．三、导线切割磁感线时的电动势[问题设计]如图1所示，导线在间距为l的两平行导轨上以速度v垂直磁感线运动，磁场的磁感应强度为B.导线运动使闭合电路的面积改变引起磁通量的变化，从而产生感应电动势．求电路中产生的感应电动势．图1答案由法拉第电磁感应定律知，在时间Δt内，产生的感应电动势为E＝＝B＝B＝.[要点提炼]导体切割磁感线运动产生的感应电动势1．公式：E＝.2．适用条件：B⊥v.3．电流方向的判定：右手定则．(1)适用范围：适用于闭合电路部分导体切割磁感线产生感应电流的情况．(2)判定方法：伸出右手，让大拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在同一平面内，让磁感线垂直穿入掌心，大拇指指向导体运动方向，其余四指所指的方向就是感应电流的方向．[延伸思考]电磁感应过程，能量是如何转化的？答案电磁感应过程是其他形式的能转化为电能的过程．例题一、法拉第电磁感应定律的理解例1关于电路中感应电动势的大小，下列说法正确的是()A．穿过电路的磁通量越大，感应电动势就越大B．电路中磁通量的改变量越大，感应电动势就越大C．电路中磁通量改变越快，感应电动势就越大D．若电路中某时刻磁通量为零，则该时刻感应电流一定为零解析据法拉第电磁感应定律，感应电动势正比于磁通量变化率，C项中磁通量变化越快，则磁通量的变化率越大，故C选项正确，A、B选项错误；某时刻的磁通量为零，但该时刻磁通量的变化率不一定为零，所以感应电流也就不一定为零，D选项错误，故选C.答案 C针对训练如图2所示，电流表与螺线管组成闭合电路．以下关于电流表指针偏转情况的叙述中正确的是()图2A．磁铁快速插入螺线管时比慢速插入螺线管时电流表指针偏转大B．磁铁快速插入螺线管和慢速插入螺线管，磁通量变化相同，故电流表指针偏转相同C．磁铁放在螺线管中不动时螺线管中的磁通量最大，所以电流表指针偏转最大D．将磁铁从螺线管中拉出时，磁通量减小，所以电流表指针偏转一定减小答案 A解析电流表指针的偏转角度是由螺线管产生的感应电动势的大小决定，而感应电动势的大小决定于磁通量的变化率，所以A正确．二、感应电动势的计算例2如图3甲所示，某线圈共有50匝，若穿过该线圈的磁通量随时间的变化如图乙所示，则a、b两点间的电压是多少？图3解析求a、b两点的电压就是求线圈中的感应电动势由题图乙得＝V＝1 V故E＝＝50 V所以a、b两点间的电压为50 V.答案50 V例3如图4所示，磁场中有一导线与“匚”形光滑金属框组成闭合电路，当导线向右运动时，下列说法正确的是()图4A．电路中有顺时针方向的电流B．电路中有逆时针方向的电流C．导线的N端相当于电源的正极D．电路中无电流产生解析由右手定则可知感应电流方向为逆时针，A错，B对；导线产生感应电动势相当于电源，N端相当于电源的负极，C、D错．答案 B。
第三章第2节《法拉第电磁感应定律》-人教版高中物理选修1-1
分别给门的四角钉上大钉子，用电线沿着4个钉子绕制一个几十匝的大线圈，如图，线圈的两端连在一个电流表上，开门、关门时能不能发出电来？试试看！如果发电效果不明显，想一想，应该怎样改进？
小结
一.感应电动势
电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势。
产生感应电动势的那部分导体相当于电源。
△φ=（Φ2-Φ1）
结论：感应电动势的大小跟磁通量变化△φ和所用时间△t都有关，即与磁通量的变化快慢有关.
二、法拉第电磁感应定律
我们用磁通量的变化率来描述磁通量变化的快慢。
大量实验表明：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。这就是法拉第电磁感应定律。
表达式式中物理量都取国际单位时K=1
P47图3.1-3实验中(短片2与动画3）
向线圈插入条形磁铁，磁铁的磁场越强、插入的速度越快，产生的感应电流就越大
综合：产生感应电流产生的条件：
闭合电路中的磁通量发生变化。
1、当时间△t相同时,磁通量变化△φ越大,感应电流就越大,表明感应电动势越大。
2、当磁通量变化△φ相同时,所用时间△t越短感应电流就越大,表明感应电动势越大
课题：法拉第电磁感应定律类型：新授课
目的要求：知道什么是感应电动势。了解什么是磁通量以及磁通量的变化量和磁通量的变化率。了解法拉第电磁感应定律内容及数学表达式，学会用该定律分析与解决一些简单的问题。培养类比推理和通过观察、实验、归纳寻找物理规律的能力。
重点难点：
教具：
过程及内容：复习：
1.要使闭合电路中有电流必须具备什么条件？
1、感应电动势：在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势。
2、电源：产生感应电动势的那部分导体就相当于电源.
人教版高中物理选修1-1精品课件 第三章 电磁感应 二、法拉第电磁感应定律
2.磁通量的变化率
D当堂检测
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典例剖析
Δ
Δ ,而与
Δ
是 Φ-t 图象上某点切线的斜率。如图所
Δ
Δ
=0,t=0、0.2 s、0.4 s、0.6
Δ
s 时图线斜率最大,即
Δ
Δ
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D.磁通量等于零时,磁通量的变化率也为零
解析:穿过一个平面的磁通量大,磁通量的变化量不一定大,磁通
Δ
量的变化率也不一定大,所以A、B均错误。磁通量的变化率 Δ 表
示穿过某一面积的磁通量变化的快慢,磁通量变化率越大,磁通量
变化得就越快,故C正确。磁通量等于零时,磁通量可能正在变,此时
磁通量的变化率可以不为零,故D错误。
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ANGTANGJIANCE
辨一辨
1.思考辨析。
(1)闭合电路中感应电动势的大小与线圈匝数无关。 (
Δ
解析:若线圈为多匝时,感应电动势的大小为 E=n 。
Δ
)
答案:×
(2)闭合电路中感应电动势的大小跟穿过这一闭合电路的磁通量
成正比。 (
)
解析:感应电动势的大小与穿过回路的磁通量的变化率成正比。
Δ
Δ
线圈的总电动势为 E=n 。
Δ
对磁通量的变化率
4.表达形式:若磁通量的变化是由 B 的变化引起的,可以表示为
Δ
Δ
=nS ;若磁通量的变化是由 S
Δ
Δ
Δ
人教版高中物理选修1-1同步学习 第3章 电磁感应2 第2节 法拉第电磁感应定律23
第二节 法拉第电磁感应定律1.知道什么是感应电动势．2.了解什么是磁通量的变化量和磁通量的变化率．(重点) 3．了解法拉第电磁感应定律的内容及数学表达式,会用该定律分析与解决一些简单问题．(重点＋难点)4．培养类比推理和通过观察、实验、归纳寻找物理规律的能力．,[学生用书P43])一、感应电动势1．定义：在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势,产生感应电动势的那部分导体相当于电源． 2．感应电动势的大小跟磁通量变化的快慢有关,即跟磁通量的变化率有关,磁通量的变化率为ΔΦΔt ．二、法拉第电磁感应定律1．内容：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：E ＝ΔΦΔt ,若为n 匝线圈,则产生的电动势为：E ＝n ΔΦΔt．3．在电磁感应现象中产生了感应电流,一定有其他形式的能向电能转化,在转化的过程中遵守能量守恒定律．穿过某电路的磁通量的变化量越大,产生的感应电动势是否一定越大？提示：不一定．根据法拉第电磁感应定律可知穿过某电路的磁通量的变化率越大,产生的感应电动势越大,穿过某电路的磁通量变化量大,变化率不一定大,因此产生的感应电动势不一定大．Φ、ΔΦ、ΔΦ/Δt 的比较[学生用书P43]物理量 单位 物理意义磁通量Φ Wb表示某时刻或某位置时穿过某一面积的磁感线条数的多少磁通量的变化量ΔΦ＝Φ2－Φ1 Wb表示在某一过程中穿过某一面积磁通量变化的多少磁通量的变化率ΔΦΔtWb/s表示穿过某一面积的磁通量变化的快慢Φ、ΔΦ、ΔΦΔt 的大小没有直接关系,Φ很大,ΔΦΔt 可能很小；Φ很小,ΔΦΔt可能很大；Φ＝0,ΔΦΔt 可能不为零．当Φ最大时,ΔΦΔt 可能为零,反之,当Φ为零时,ΔΦΔt可能最大．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B ．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 [思路点拨] Φ、ΔΦ、ΔΦΔt三者无必然联系．[解析] 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,它由磁通量的变化率决定,故选D.[答案] D1．从同一位置将一磁铁缓慢地或迅速地插到闭合线圈中同样位置处,不发生变化的物理量有( ) A ．磁通量的变化率 B ．感应电流的大小 C ．消耗的机械能 D ．磁通量的变化量解析：选D.磁铁插入线圈的初末位置相同,则初位置的磁通量和末位置的磁通量也相同,因此磁通量的变化量相同,D 正确；由于插入的快慢不同,时间不同,因此磁通量的变化率不同,感应电动势和感应电流以及转化的电能也不同,消耗的机械能也不同,所以选项A 、B 、C 错误．对感应电动势的理解[学生用书P44]1．感应电动势的大小决定于穿过电路的磁通量的变化率ΔΦΔt ,而与Φ的大小,ΔΦ的大小没有必然关系,与电路的电阻R 无关；感应电流的大小与E 和回路总电阻R 有关．2．磁通量的变化率ΔΦΔt是Φ－t 图象上某点切线的斜率．3．用E ＝n ΔΦΔt 所求的感应电动势为整个闭合电路的感应电动势,而不是回路中某部分导体两端的电动势．由E ＝n ΔΦΔt求出的感应电动势是整个闭合电路的总电动势；在高中阶段,利用公式E ＝n ΔΦΔt求出的电动势是在Δt 时间内的平均电动势． 将线圈置于范围足够大、方向竖直向下的匀强磁场B 中,各线圈的运动方式如下列图所示,则能够在线圈中产生感应电动势的是( )[答案] C2．下面各图中,相同的条形磁铁穿过相同的线圈时,线圈中产生的感应电动势最大的是( )解析：选D.根据法拉第电磁感应定律可知,产生的感应电动势大小与磁通量的变化率及线圈匝数有关,而磁通量变化率是由磁通量变化及变化时间决定的,选项D 正确．感应电动势和感应电流的计算[学生用书P44]如图所示,将一条形磁铁插入某一闭合线圈,第一次用0.05 s,第二次用0.1 s ．设插入方式相同,试求：(1)两次线圈中平均感应电动势之比； (2)两次线圈中平均感应电流之比； (3)两次通过线圈的电量之比．[审题指导] (1)平均感应电动势可由E －＝ΔΦΔt 求得；(2)平均电流I －＝E－R ；(3)电荷量q ＝I －t.[解析] (1)由法拉第电磁感应定律得： E －1E －2＝ΔΦΔt 1·Δt 2ΔΦ＝Δt 2Δt 1＝21. (2)利用欧姆定律可得：I －1I －2＝E －1R ·R E －2＝E －1E －2＝21.(3)电荷量q ＝I －Δt ＝E －R ·Δt ＝ΔΦR ·Δt ·Δt ＝ΔΦR故q 1q 2＝11. [答案] (1)2∶1 (2)2∶1 (3)1∶1(1)根据公式I ＝qΔt ,当取一段时间求出的电流是平均电流,因此计算流过某一导体的电荷量时要用电流的平均值．(2)流过导体的横截面的电荷量q ＝I ·Δt ＝E R ·Δt ＝ΔΦR ·Δt ·Δt ＝ΔΦR ,q 仅与ΔΦ、R 有关,与时间无关．[随堂检测] [学生用书P44]1．闭合电路中产生的感应电动势的大小取决于此回路的( ) A ．磁通量B ．磁通量的变化量C ．磁通量变化的快慢D ．在磁场中运动的快慢解析：选C.因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,故感应电动势取决于此回路的磁通量变化的快慢．2．由法拉第电磁感应定律公式E ＝ΔΦΔt 可知( )A ．穿过线圈的磁通量Φ越大,感应电动势E 一定越大B ．穿过线圈的磁通量的改变量ΔΦ越大,感应电动势E 一定越大C ．穿过线圈的磁通量的变化率ΔΦΔt 越大,感应电动势E 一定越大D ．穿过线圈的磁通量发生变化的时间Δt 越小,感应电动势E 一定越大解析：选C.根据法拉第电磁感应定律可知,感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比,C 对；磁通量大或者磁通量的变化量大,磁通量的变化率都不一定大,故A 、B 错；当磁通量的变化量一定时,时间越短,磁通量的变化率才越大,故D 错．3．穿过一个单匝线圈的磁通量始终为每秒均匀地增加2 Wb,则( ) A ．线圈中的感应电动势每秒增加2 V B ．线圈中的感应电动势每秒减小2 V C ．线圈中的感应电动势始终为2 V D ．线圈中不产生感应电动势解析：选C.由法拉第电磁感应定律得E ＝n ΔΦΔt ＝2 V,所以线圈中感应电动势始终为2 V,C 项正确．4．如图所示,将条形磁铁从相同的高度分别以速度v 和2v 插入线圈,电流表指针偏转角度较大的是( )A．以速度v插入B．以速度2v插入C．一样大D．无法确定解析：选B.磁铁从相同的高度插入,速度越大,磁通量的变化越快,产生的感应电动势越大,电流表的偏转角就越大．5.如图所示,金属框所围的面积为S,框架平面与磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直,则穿过线框的磁通量为________；若使线框绕OO′轴以角速度ω匀速转动,则从图示位置转过90°的过程中,磁通量变化了________,磁通量变化最快的位置是在框架转到________的位置．解析：线圈与磁场垂直,穿过线圈的磁通量等于磁感应强度与线圈面积的乘积．故图示位置的磁通量为Φ＝BS,线圈从图示转过90°时,磁通量为0,故磁通量变化为ΔΦ＝BS；由磁通量表达式Φ＝BScos θ可知,线框平面与磁感线平行时磁通量变化最快．答案：BS BS 线框平面与磁感线平行[课时作业] [学生用书P97(单独成册)]一、单项选择题1．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大B．线圈中的磁通量越大,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解析：选D.感应电动势的大小与磁感应强度、磁通量和磁通量的变化量没有必然的联系,与磁通量的变化率成正比．2.如图所示的有界磁场中有一闭合矩形线框,以速度v在磁场中运动,则关于闭合矩形线框产生的感应电流,下列说法正确的是( )A ．当以速度v 沿磁场方向运动时,速度越大产生的感应电流越大B ．当以速度v 沿磁场方向运动时,速度越大产生的感应电流越小C ．当以速度v 沿垂直磁场方向向外拉出时,速度越大产生的感应电流越大D ．当以速度v 沿垂直磁场方向向外拉出时,速度越大产生的感应电流越小解析：选C.当以速度v 沿磁场方向运动时,线圈的磁通量不发生变化,不会产生感应电流,故选项A 、B 错误；当以速度v 沿垂直磁场方向向外拉出时,磁通量发生变化,速度越大磁通量变化的越快,产生的感应电流也就越大,故选项C 正确,D 错误．3.如图所示是某线圈穿过其截面的磁通量随时间而变化的Φ－t 图象,下面几段时间内,感应电动势最大的是( )A ．0～2 sB ．2～4 sC ．4～5 sD ．第2 s 末解析：选C.在0～2 s 感应电动势E 1＝32 V ＝1.5 V ；在2～4 s 感应电动势E 2＝12 V ＝0.5 V ；在4～5 s感应电动势E 3＝21V ＝2 V,因此C 选项正确．4．一个闭合线圈放在变化的磁场中,线圈产生的感应电动势为E.若仅将线圈匝数增加为原来的4倍,则线圈产生的感应电动势变为( )A ．4EB ．2EC ．E 2D ．E 4解析：选A.根据法拉第电磁感应定律知,磁通量的变化率不变时,感应电动势的大小与线圈匝数成正比,故选A.5.如图所示,半径为r 的n 匝线圈套在边长为L 的正方形abcd 之外,匀强磁场局限在正方形区域内且垂直穿过正方形,当磁感应强度以ΔBΔt均匀变化时,线圈中产生的感应电动势大小为( )A ．πr2ΔB ΔtB ．L2ΔB ΔtC ．n πr2ΔB ΔtD ．nL2ΔB Δt解析：选D.磁场的有效面积S ＝L 2,根据法拉第电磁感应定律,线圈中产生的感应电动势大小E ＝nΔΦΔt ＝nL2ΔBΔt,选项D 正确． 6.如图所示,闭合矩形导线框的质量可忽略不计,将它从如图所示的位置匀速拉出匀强磁场．若第一次用0.3 s 时间拉出,通过导线截面的电荷量为q 1；第二次用0.9 s 时间拉出,通过导线截面的电荷量为q 2,则( )A ．q 1＜q 2B ．q 1＝q 2C ．q 1＞q 2D ．无法确定解析：选B.由于两次拉出过程中,ΔΦ1＝ΔΦ2, 所以q ＝I －t ＝E －R t ＝ΔΦR,所以有q 1＝q 2.7．如图甲所示,n ＝50匝的圆形线圈M,它的两端点a 、b 与内阻很大的电压表相连,线圈中磁通量的变化规律如图乙所示,则电压表的示数为( )A ．5 VB ．10 VC ．15 VD ．20 V解析：选B.由题中图象可得：ΔΦΔt ＝（8－0）×10－2（4－0）×10－1 Wb/s ＝0.2 Wb/s所以E ＝n ΔΦΔt ＝50×0.2 V ＝10 V ．电压表电阻很大,故路端电压U 约等于电源电动势,故B 对．二、多项选择题8．根据法拉第电磁感应定律的数学表达式,电动势的单位V 可以表示为( ) A ．T/s B ．Wb/s C ．T ·m 2/sD ．Wb ·m 2/s解析：选BC.根据公式E ＝n ΔΦΔt和Φ＝BS 可知选项B 、C 正确,A 、D 错误．9．穿过一个电阻为2 Ω的闭合线圈的磁通量每秒均匀减小0.4 Wb,则线圈中( ) A ．感应电动势为0.4 V B ．感应电动势每秒减小0.4 V C ．感应电流恒为0.2 A D ．感应电流每秒减小0.2 A解析：选AC.将题目中的已知数据代入公式E ＝n ΔΦΔt 可得E ＝0.4 V,再由I ＝ER ＝0.2 A,由此可知E 、I均为定值,因而B 、D 错误．10.如图所示,让线圈由位置1通过一个匀强磁场的区域运动到位置2,下列说法中正确的是( )A ．线圈进入匀强磁场区域的过程中,线圈中有感应电流,而且进入时的速度越大,感应电流越大B ．整个线圈在匀强磁场中匀速运动时,线圈中有感应电流,而且电流是恒定的C ．整个线圈在匀强磁场中加速运动时,线圈中有感应电流,而且电流越来越大D ．线圈穿出匀强磁场区域的过程中,线圈中有感应电流,而且穿出时的速度越大,感应电流越大 解析：选AD.线圈进入和穿出磁场的过程中,线圈内的磁通量发生了变化,运动速度越大,ΔΦΔt 越大,电流越大,故A 、D 对；而B 、C 选项中磁通量不变,电流为零,故B 、C 错．三、非选择题11．有一个100匝的线圈,总电阻为10 Ω,在0.2 s 内垂直穿过线圈平面的磁通量从0.02 Wb 均匀增加到0.1 Wb.求：(1)这段时间内线圈中产生的平均感应电动势为多少？ (2)通过线圈的平均感应电流为多少？ 解析：(1)根据法拉第电磁感应定律 E －＝n ΔΦΔt ＝100×0.1－0.020.2V ＝40 V.(2)根据欧姆定律I －＝E －R ＝4010 A ＝4 A.答案：(1)40 V (2)4 A12．在一个1 000匝的线圈中,0.4 s 内穿过它的磁通量从0.02 Wb 均匀增加到0.09 Wb,求线圈中的感应电动势．如果线圈的电阻是10 Ω,把它跟一个电阻为990 Ω的电热器串联在一起组成闭合电路时,10 min 内通过电热器产生的热量是多少？解析：线圈中的感应电动势E ＝n ΔΦΔt ＝1 000×0.09－0.020.4 V ＝175 V.线圈与电热器串联后,电路中的电流 I ＝E R 1＋R 2＝17510＋990 A ＝0.175 A ； 10 min 内通过电热器产生的热量Q ＝I 2R 2t ＝0.1752×990×10×60 J ≈1.8×104J. 答案：175 V 1.8×104J。
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第三章电磁感应
第二节法拉第电磁感应定律
A级抓基础
1．关于感应电动势的大小，下列说法正确的是()
A．穿过闭合回路的磁通量最大时，其感应电动势一定最大
B．穿过闭合回路的磁通量为零时，其感应电动势一定为零
C．穿过闭合回路的磁通量由不为零变为零时，其感应电动势一定为零
D．穿过闭合回路的磁通量由不为零变为零时，其感应电动势一定不为零
解析：磁通量的大小与感应电动势的大小不存在内在的联系，故A、B错误；当磁通量由不为零变为零时，闭合回路的磁通量一定改变，一定有感应电流产生，有感应电流就一定有感应电动势，故C错、D 对．
答案：D
2．(多选)根据法拉第电磁感应定律的数学表达式，电动势的单位V可以表示为()
A．T/s B．Wb/s
C．T·m2/s D．Wb·m2/s
解析：根据法拉第电磁感应定律可知1 V＝1 Wb/s，选项B正确．T 是磁感应强度B的单位，1 T显然不等于1 Wb，故A错误．根据磁通量的定义，1 Wb＝1 T·m2，可知C正确，D错误．
答案：BC
3．决定闭合电路中感应电动势大小的因素是( )
A ．磁通量
B ．磁感应强度
C ．磁通量的变化率
D ．磁通量的变化量
解析：由E ＝ΔΦΔt
知感应电动势的大小取决于ΔΦΔt ，即磁通量的变化率．
答案：C
4．如图所示，将直径为d ，电阻为R 的闭合金属环从匀强磁场B 中拉出，这一过程中通过金属环某一截面的电荷量为( )
A.B πd 2
4R
B.2πBd R
C.Bd 2R
D.Bd 2πR
解析：E ＝n ΔΦΔt
，故q ＝It ＝E R ·Δt ＝n ·B π⎝ ⎛⎭⎪⎫d 22R ＝B πd 24R
. 答案：A 5.(多选)单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴垂直于磁场，若线圈所围里面的磁通量随时间变化规律如图所示(磁通量变化曲线
是正弦函数图象)，则()
A．线圈中O时刻的感应电动势最大
B．线圈中D时刻的感应电动势为零
C．线圈中D时刻的感应电动势最大
D．线圈中O到D时刻内平均感应电动势为0.4 V
解析：根据法拉第电磁感应定律E＝ΔΦ
Δt，因为O时刻和D时刻
的感应电动势为瞬时值，而根据E＝ΔΦ
Δt来求的一般为平均值，由数学
知识可知，当Δt→0时，E就为瞬时值，而在Φt图线中反映瞬时值的是曲线上该点的斜率．由图可以看出，O时刻和t＝0.01 s时曲线的斜率最大，则感应电动势最大；而D时刻曲线的斜率为零，则感应电动势为零．故A、B正确，C错误．O时刻Φ1＝0，D时刻Φ2＝2×10－3 Wb，则ΔΦ＝Φ2－Φ1＝2×10－3Wb，经历的时间Δt＝0.005 s，所以
平均感应电动势E＝2×10－3
0.005V＝0.4 V，故D正确．
答案：ABD
6．如图所示，将条形磁铁从相同的高度分别以速度v 和2v 插入线圈，电流表指针偏转角度较大的是( )
A ．以速度v 插入
B ．以速度2v 插入
C ．一样大
D ．无法确定
解析：条形磁铁初末位置相同，因此磁通量变化相同，但速度越
大，时间越短，则磁通量变化率ΔΦΔt
越大，即电动势越大，电流也就越大，电流表指针偏转角度越大，所以B 项正确．
答案：B
7．当穿过线圈的磁通量发生变化时( )
A ．线圈中一定有感应电流产生
B ．线圈中感应电动势的大小与线圈的形状有关
C ．线圈中感应电动势的大小与线圈的电阻有关
D ．线圈中感应电动势的大小与线圈的形状和电阻均无关
解析：磁通量发生变化时，闭合线圈中一定产生感应电动势．当
电路闭合时才有感应电流产生，A 错；由法拉第电磁感应定律E ＝n ΔΦΔt
知感应电动势的大小和线圈的匝数及磁通量的变化率成正比，与线圈的形状及电阻无关，B 、C 均错，D 正确．
答案：D
8.一磁感应强度为B 的匀强磁场方向垂直于纸面向里，一面积为S 的矩形线圈abcd 如图所示放置，将abcd 绕ad 边转180°，则穿过线圈平面的磁通量的变化量为( )
A ．0
B ．2BS
C ．BS D.12
BS 解析：开始时穿过线圈平面的磁通量为Φ1＝BS ，后来线圈翻转，穿过线圈的磁通量变为Φ2＝－BS ，所以ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝2BS .
答案：B
B 级 提能力
9．如图所示，闭合矩形导线框的质量可以忽略不计，将它从如图所示的位置匀速拉出匀强磁场．若第一次用0.3 s 时间拉出，外力所做的功为W 1，通过导线截面的电荷量为q 1；第二次用0.9 s 时间拉出，外力所做的功为W 2，通过导线截面的电荷量为q 2则( )
A．W1<W2，q1<q2B．W1<W2，q1＝q2
C．W1>W2，q1＝q2D．W1>W2，q1>q2
解析：设线框长为L1，宽为L2，第一次拉出速度为v1，第二次拉出速度为v2，则v1＝3v2，匀速拉出磁场时，外力所做的功恰好等于安培力所做的功，有
W＝FL1，F＝BIL2，I＝E
R＝
BL2v
R，
所以W＝B2L22L1v
R，
所以W1∶W2＝v1∶v2＝3∶1，W1>W2，
电荷量q＝It＝E
R·t＝
ΔΦ
Δt
R·Δt＝
ΔΦ
R，
又由于两次拉出过程中ΔΦ1＝ΔΦ2，
所以q1＝q2.
答案：C
10．(多选)如图中画出的是穿过一个闭合线圈的磁通量随时间的变化规律，以下哪些认识是正确的()
A．第0.6 s末线圈中的感应电动势为4 V
B．第0.9 s末线圈中的瞬时电动势比0.2 s末的大
C．第0.1 s末线圈的瞬时电动势为零
D．第0.2 s末和0.4 s末的瞬时电动势的方向相同
解析：题图给出了磁通量的变化图象，由法拉第电磁感应定律计
算：第0.6 s末线圈中的感应电动势为8－6
0.5V＝4 V，A正确；第0.9 s
末线圈中的瞬时电动势为30 V，第0.2 s末的瞬时电动势为80
3V，所
以B正确；第0.1 s末线圈的瞬时电动势不为零，C错误；第0.2 s末和0.4 s末的瞬时电动势的方向相反，D错误．
答案：AB。