部编版2020高考物理一轮复习 第十章 电磁感应 第2讲 法拉第电磁感应定律 自感 涡流练习
第2讲 法拉第电磁感应定律 自感 涡流
1.
(2017·高考天津卷)如图所示，两根平行金属导轨置于水平面内，导轨之间接有电阻R .金属棒ab 与两导轨垂直并保持良好接触，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下．现使磁感应强度随时间均匀减小，ab 始终保持静止，下列说法正确的是( )
A ．ab 中的感应电流方向由b 到a
B ．ab 中的感应电流逐渐减小
C ．ab 所受的安培力保持不变
D ．ab 所受的静摩擦力逐渐减小
解析：选D.本题考查楞次定律、电磁感应定律、闭合电路欧姆定律、安培力、平衡条件．由于通过回路的磁通量向下减小，则根据楞次定律可知ab 中感应电流的方向由a 到b ，A 错误；因ab 不动，回路面积不变；
当B 均匀减小时，由E ＝n ΔΦΔt ＝n ΔB Δt S 知，产生的感应电动势恒定，回路中感应电流I ＝E R ＋r
恒定，B 错误；由F ＝BIL 知，F 随B 减小而减小，C 错误；对ab 由平衡条件有f ＝F ，故D 正确．
2．如图所示的电路中，电源的电动势为E ，内阻为r ，电感L 的电阻不计，电阻R 的阻值大于灯泡D 的阻值．在t ＝0时刻闭合开关S ，经过一段时间后，在t ＝t 1时刻断开S.下列表示A 、B 两点间电压U AB 随时间t 变化的图象中，正确的是( )
解析：选B.闭合开关S 后，灯泡D 直接发光，电感L 的电流逐渐增大，电路中的总电流也将逐渐增大，电源内电压增大，则路端电压U AB 逐渐减小；断开开关S 后，灯泡D 中原来的电流突然消失，电感L 与灯泡形成闭合回路，所以灯泡D 中电流将反向，并逐渐减小为零，即U AB 反向逐渐减小为零，故选B.
3.
如图所示，半径为r 的金属圆盘在垂直于盘面的匀强磁场B 中，绕O 轴以角速度ω沿逆时针方向匀速运动，则通过电阻R 的电流的方向和大小是(金属圆盘的电阻不计)( )
A ．由c 到d ，I ＝Br 2ωR
B ．由d 到c ，I ＝Br 2ωR
C ．由c 到d ，I ＝Br 2ω2R
D ．由d 到c ，I ＝Br 2ω2R
解析：选D.由右手定则判定通过电阻R 的电流的方向是由d 到c ；而金属圆盘产生的感应电动E ＝12
Br 2ω，所以通过电阻R 的电流大小是I ＝Br 2ω2R
，选项D 正确． 4．(2017·高考江苏卷)如图所示，两条相距d 的平行金属导轨位于同一水平面内，其右端接一阻值为R 的电阻．质量为m 的金属杆静置在导轨上，其左侧的矩形匀强磁场区域MNPQ 的磁感应强度大小为B 、方向竖直向下．当该磁场区域以速度v 0匀速地向右扫过金属杆后，金属杆的速度变为v .导轨和金属杆的电阻不计，导轨光滑且足够长，杆在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触．求：
(1)MN 刚扫过金属杆时，杆中感应电流的大小I ；
(2)MN 刚扫过金属杆时，杆的加速度大小a ；
(3)PQ 刚要离开金属杆时，感应电流的功率P .
解析：本题考查法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律、牛顿第二定律．
(1)感应电动势E ＝Bdv 0
感应电流I ＝E R
解得I ＝Bdv 0R
. (2)安培力F ＝BId
牛顿第二定律F ＝ma
解得a ＝B 2d 2v 0mR
. (3)金属杆切割磁感线的速度v ′＝v 0－v ，则
感应电动势E ＝Bd (v 0－v )
电功率P ＝E 2R
解得P ＝B 2d 2（v 0－v ）2R
.
Bdv0 R (2)
B2d2v0
mR
(3)
B2d2（v0－v）2
R
答案：(1)。
2020版高考物理总复习10第2讲法拉第电磁感应定律自感和涡流课件新人教版
A．I 乙＝2I 甲，I 丙＝2I 甲 C．I 乙＝0，I 丙＝0
B．I 乙＝2I 甲，I 丙＝0 D．I 乙＝I 甲，I 丙＝I 甲
解析 I 甲＝ER甲＝ΔΔBt ·S2·R1＝2SRk，I 乙＝ER乙＝ΔΔBt ·S·R1＝SRk，由于丙中磁通 量始终为零，故 I 丙＝0。所以 I 乙＝2I 甲，I 丙＝0，只有 B 项正确。
产生的感应电动势。 ②动生电动势：由于导体在磁场中_运__动____而产生的感应电动势。
(2)条件：无论电路是否闭合，只要穿过电路的__磁__通__量____发生变化，电
路中就一定有感应电动势。
E
(3)与感应电流的关系：遵守__闭__合__电__路___欧姆定律，即 I＝___R_＋__r____。
向里的感应磁场，根据楞次定律可得，感应电流均沿顺时针方向，B 项正
确。
答案 B
考点 2 导体切割磁感线产生感应电动势的计算 考|点|速|通
1．E＝Blv 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。如图中，导 体棒的有效长度为 ab 间的距离。
使导体受到安培力的作用，安培力使导体运动起来。交流感应电动机就是利用 ___电__磁__驱__动____的原理工作的。
(3)电磁阻尼和电磁驱动的原理体现了___楞__次__定__律____的推广应用。
(判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。) 1．线圈中的磁通量越大，产生的感应电动势越大。( × )
答案 B
2.(公式 E＝Blv 的应用)如图所示，在庆祝反法西斯胜利 70 周年阅兵盛 典上，我国预警机“空警－2 000”在通过天安门上空时机翼保持水平，以 4.5×102 km/h 的速度自东向西飞行。该机的翼展(两翼尖之间的距离)为 50 m，北京地区地磁场的竖直分量向下，大小为 4.7×10－5 T，则( )
高考物理一轮复习第十章电磁感应2法拉第电磁感应定律及其应用课件
再根据楞次定律可以判断,流过电阻 R1 的电流方向应由 b 到 a。
((21))0(������1~���3���)0t���通1���π������时���0���2过2间,方电内向阻通从R过1的b电到电阻流a R大1(2小的)������和电������03方荷π������������������20向量2������1。为
q=It1=������
������0 π ������2 2 3������������0
������1。
关闭
(2)通过电阻R1的电荷量q。
解析 答案
考点一
考点二
考点三
-17-
思维点拨(1)磁场的有效面积为
����2
2
及磁场的变化规律Δ������
������
=
-������0 。
������0
考点三
例2(2016·安徽十校联考)如图甲所示,一个电阻值为R、匝数为n
的圆形金属线圈与阻值为2R的电阻R1连接成闭合回路。线圈的半 径为r1,在线圈中半径为r2的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里 的匀强磁场,磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图乙所示。图
(由线 间1)题穿与 内图过横乙闭、可合纵知线轴,圈磁的的截感磁距应场强 分的度 别面为B积t的0和为变B化S0,=导率π线������的22的大电小阻为不Δ���计��� =。������求0,根在据0~法t1拉时第关闭
关闭
用右手定则判断出两次金属棒 MN 中的电流方向为 N→M,所以电阻
R 中A的.c→电a流,2方∶1向Ba.→a→c。c,由2∶感1应电动势公式 故选C.项a→Cc,正1∶确2。D.c→a,1∶2
E=Blv
可知:������1
高考物理一轮复习课件第十章法拉第电磁感应定律自感现象
谢谢您的聆听
THANKS
楞次定律的应用
判断感应电流的方向；解释电磁现象中的自感现象和互感现象；分析电磁振荡过程等。
02
自感现象与自感系数
自感现象定义及产生条件
自感现象定义
当一个线圈中的电流发生变化时，它所产生的磁通量也会随之变化，从而在线圈自身中产生感应电动 势的现象。
产生条件
线圈中的电流发生变化。
自感系数影响因素分析
变压器工作原理及应用举例
变压器工作原理
变压器是利用电磁感应原理来改变交流 电压的装置，主要构件是初级线圈、次 级线圈和铁芯（磁芯）。当交流电通入 初级线圈时，会在铁芯中产生交变磁场 ，这个交变磁场又会在次级线圈中产生 感应电动势，从而实现电压的变换。
VS
应用举例
在电力系统中，变压器被广泛应用于输电 、配电和用电等各个环节。例如，在远距 离输电时，为了减小线路损耗和提高输电 效率，需要使用升压变压器将电压升高； 在用电设备中，为了满足不同设备的电压 需求，需要使用降压变压器将电压降低。
01
02
操作将电流表 、电压表调整到适当量程。
03
04
2. 将条形磁铁插入线圈中，观察电流表和 电压表的读数变化。
3. 改变滑动变阻器的阻值，观察电流表和 电压表的读数变化。
05
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4. 重复以上实验步骤，记录实验数据。
数据处理方法和结果讨论
01
02
数据处理方法：根据实 验数据，计算感应电动 势的大小，并绘制感应 电动势与磁通量变化率 的图像。通过图像分析 ，探究感应电动势与磁 通量变化率之间的关系 。
结果讨论
03
04
05
1. 通过实验数据计算得 到的感应电动势与理论 值相符，验证了法拉第 电磁感应定律的正确性 。
高考物理一轮总复习专题10电磁感应第2讲法拉第电磁感应定律自感涡流课后提能演练
专题十 第2讲知识巩固练1．如图甲所示，100匝的线圈(图中只画了2匝)两端A 、B 与一个理想电压表相连．线圈内有指向纸内方向的匀强磁场，线圈中的磁通量在按图乙所示规律变化．下列说法正确的是( )A ．A 端应接电压表正接线柱，电压表的示数为150 VB ．A 端应接电压表正接线柱，电压表的示数为50.0 VC ．B 端应接电压表正接线柱，电压表的示数为150 VD ．B 端应接电压表正接线柱，电压表的示数为50.0 V【答案】B 【解析】线圈相当于电源，由楞次定律可知A 相当于电源的正极，B 相当于电源的负极，故A 应该与理想电压表的正接线柱相连．由法拉第电磁感应定律得E ＝nΔΦΔt ＝100×0.15－0.10.1V ＝50.0 V ，电压表的示数为50.0 V ，故B 正确．2．如图所示，闭合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 ．W 1<W 2，q 1<q 2B ．W 1<W 2，q 1＝q 2C ．W 1>W 2，q 1＝q 2D ．W 1>W 2，q 1>q 2【答案】C 【解析】第一次用0.3 s 时间拉出，第二次用0.9 s 时间拉出，两次速度比为3∶1，由E ＝BLv ，两次感应电动势比为3∶1，两次感应电流比为3∶1，由于F 安＝BIL ，两次安培力比为3∶1，由于匀速拉出匀强磁场，所以外力比为3∶1，根据功的定义W ＝Fx ，所以W 1∶W 2＝3∶1；根据电量q ＝I Δt ，感应电流I ＝E R ，感应电动势E ＝ΔΦΔt ，得q ＝ΔΦR，所以q 1∶q 2＝1∶1，故W 1＞W 2，q 1＝q 2.故C 正确．3．(2021年龙岩二模)如图所示，abcd 为水平放置的平行“”形光滑金属导轨，导轨间距为l ，电阻不计．导轨间有垂直于导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B .金属杆放置在导轨上，与导轨的接触点为M 、N ，并与导轨成θ角．金属杆以ω 的角速度绕N 点由图示位置匀速转动到与导轨ab 垂直，转动过程中金属杆与导轨始终接触良好，金属杆单位长度的电阻为r .则在金属杆转动的过程中( )A ．M 、N 两点电势相等B ．金属杆中感应电流的方向由N 流向MC ．电路中感应电流的大小始终为Bl ω2rD ．电路中通过的电荷量为Bl2r tan θ【答案】A 【解析】根据题意可知，金属杆MN 为电源，导轨为外电路，由于导轨电阻不计，外电路短路，M 、N 两点电势相等，A 正确；转动过程中磁通量减小，根据楞次定律可知金属杆中感应电流的方向是由M 流向N ，B 错误；由于切割磁场的金属杆长度逐渐变短，感应电动势逐渐变小，回路中的感应电流逐渐变小，C 错误；因为导体棒MN 在回路中的有效切割长度逐渐减小，所以接入电路的电阻逐渐减小，不能根据q ＝ΔΦR计算通过电路的电荷量，D 错误．4．(多选)如图所示的电路中，电感L 的自感系数很大，电阻可忽略，D 为理想二极管，则下列说法正确的有( )A ．当S 闭合时，L 1立即变亮，L 2逐渐变亮B ．当S 闭合时，L 1一直不亮，L 2逐渐变亮C ．当S 断开时，L 1立即熄灭，L 2也立即熄灭D ．当S 断开时，L 1突然变亮，然后逐渐变暗至熄灭 【答案】BD5．(2021年莆田质检)(多选)如图甲所示，边长为L 的正方形单匝线框水平放置，左侧一半置于沿竖直方向的匀强磁场中，线框的左侧接入电阻R ，右侧接入电容器，其余电阻不计．若磁场的磁感应强度B 随时间t 的变化规律如图乙所示(规定竖直向下为正方向)，则在0～2t 0时间内( )A ．电容器a 板带负电B ．线框中磁通量变化为零C ．线框中产生的电动势为B 0L 22t 0D ．通过电阻R 的电流为B 0L 22Rt 0【答案】AC 【解析】由题图可知在0～t 0时间内磁场向上减小，根据楞次定律，可知线圈中产生逆时针方向的充电电流，则电容器a 板带负电，A 正确；因磁感应强度的变化率不为零，则线框中磁通量变化不为零，B 错误；线框中产生的电动势E ＝ΔΦΔt ＝ΔB ·12L2Δt ＝B 0L 22t 0，C 正确；因电动势恒定，则回路中只有瞬时的充电电流，电容器充电完毕后，回路中电流变为零，D 错误．6．(多选)如图所示，半径为2r 的弹性螺旋线圈内有垂直纸面向外的圆形匀强磁场区域，磁场区域的半径为r ，已知弹性螺旋线圈的电阻为R ，线圈与磁场区域共圆心，则以下说法正确的是( )A ．保持磁场不变，线圈的半径由2r 变到3r 的过程中，有顺时针的电流B ．保持磁场不变，线圈的半径由2r 变到0.5r 的过程中，有逆时针的电流C ．保持半径不变，使磁场随时间按B ＝kt 变化，线圈中的电流为k πr 2RD ．保持半径不变，使磁场随时间按B ＝kt 变化，线圈中的电流为2k πr2R【答案】BC 【解析】在线圈的半径由2r 变到3r 的过程中，穿过线圈的磁通量不变，则线圈内没有感应电流，故A 错误；当线圈的半径由2r 变到0.5r 的过程中，穿过线圈的磁通量减小，根据楞次定律，则有逆时针的电流，故B 正确；保持半径不变，使磁场随时间按B ＝kt 变化，根据法拉第电磁感应定律，有E ＝ΔB Δt ·πr 2＝k πr 2，因此线圈中的电流I ＝E R＝k πr 2R，故C 正确，D 错误． 7．(2021年株洲质检) 零刻度在表盘正中间的电流计，非常灵敏，通入电流后，线圈所受安培力和螺旋弹簧的弹力作用达到平衡时，指针在示数附近的摆动很难停下，使读数变得困难．在指针转轴上装上的扇形铝框或扇形铝板，在合适区域加上磁场，可以解决此困难．下列方案合理的是( )A BC D【答案】D 【解析】当指针向左偏转时，铝框或铝板可能会离开磁场，产生不了涡流，起不到电磁阻尼的作用，指针不能很快停下，A、C方案不合理，A、C错误；磁场在铝框中间，当指针偏转角度较小时，铝框不能切割磁感线，不能产生感应电流，起不到电磁阻尼的作用，指针不能很快停下，B错误，D正确．8．(2021年郑州模拟)(多选)涡流检测是工业上无损检测的方法之一．如图所示，线圈中通以一定频率的正弦式交变电流，靠近待测工件时，工件内会产生涡流，同时线圈中的电流受涡流影响也会发生变化．下列说法正确的是( )A．涡流的磁场总是要阻碍穿过工件磁通量的变化B．涡流的频率等于通入线圈的交变电流的频率C．通电线圈和待测工件间存在恒定的作用力D．待测工件可以是塑料或橡胶制品【答案】AB综合提升练9．(多选)如图甲所示，螺线管内有一平行于轴线的磁场，规定图中箭头所示方向为磁感应强度B的正方向，螺线管与U形导线框cdef相连，导线框cdef内有一半径很小的金属圆环L，圆环面积为S，圆环与导线框cdef在同一平面内．当螺线管内的磁感应强度随时间按图乙所示规律变化时，下列说法正确的是( )A ．在t 1时刻，金属圆环L 内的磁通量最大，最大值Φm ＝B 0S B ．在t 2时刻，金属圆环L 内的磁通量最大C ．在t 1～t 2时间内，金属圆环L 有扩张的趋势D ．在t 1～t 2时间内，金属圆环L 内有顺时针方向的感应电流 【答案】BD10．(多选)空间有磁感应强度为B 的有界匀强磁场区域，磁场方向如图所示，有一边长为L 、电阻为R 、粗细均匀的正方形金属线框abcd 置于匀强磁场区域中，ab 边跟磁场的右边界平行，若金属线框在外力作用下以速度v 向右匀速运动，下列说法正确的是( )A ．当ab 边刚离开磁场时，cd 边两端的电压为3BLv4B ．从ab 边到磁场的右边界至cd 边离开磁场的过程中，外力所做的功为B 2L 3vRC ．从ab 边到磁场的右边界至cd 边离开磁场的过程中，外力做功的功率为B 2L 2vRD ．从ab 边到磁场的右边界至cd 边离开磁场的过程中，通过线框某一截面的电量为BL 2R【答案】ABD 【解析】当ab 边刚离开磁场时，线框只有cd 边切割磁感线，产生的电动势为E ＝BLv ，cd 边为等效电源，两端的电压为闭合电路的路端电压，电路等价为四个电阻串联，cd 边为一个内阻R 4，外电路为三个R 4的电阻，故有U dc ＝E R 4＋3R 4×3·R 4＝3BLv4，故A正确；从ab 边到磁场的右边界至cd 边离开磁场的匀速过程，产生的恒定电流为I ＝E R，由动能定理W F 外－W F 安＝0，由功的定义W F 安＝F 安·L ＝BIL ·L ，可解得W F 外＝B BLv R L 2＝B 2L 3vR ，故B 正确；由能量守恒定律P F 外·t －P F 安·t ＝0，可得P F 外＝P F 安＝F 安·v ＝B BLv R L ·v ＝B 2L 2v 2R，故C 错误；根据电量的定义q ＝I ·Δt ，I ＝ER，E ＝ΔΦΔt ，联立可得q ＝ΔΦR，从ab 边到磁场的右边界到cd 边离开磁场的过程中，磁通量的变化量为ΔΦ＝B ΔS ＝BL 2，可得q＝BL 2R，故D 正确． 11．如图所示，匀强磁场的磁感应强度方向竖直向上，大小为B 0，用电阻率为ρ，横截面积为S 的导线做成的边长为l 的正方形线框abcd 水平放置，OO ′为过ad 、bc 两边中点的直线，线框全部都位于磁场中．现把线框右半部分固定不动，而把线框左半部分以OO ′为轴向上转动60°，如图中虚线所示．(1)求转动过程中通过导线横截面的电荷量；(2)若转动后磁感应强度随时间按B ＝B 0＋kt 变化(k 为常量)，求出磁场对线框ab 边的作用力大小随时间变化的关系式．解：(1)线框在转动过程中产生的平均感应电动势 E ＝ΔΦΔt＝B 0·12l 2cos 60°Δt＝B 0l 24Δt， ①在线框中产生的平均感应电流I ＝E R，② R ＝ρ4l S，③ 转动过程中通过导线横截面的电荷量q ＝I Δt ， ④ 联立①～④解得q ＝B 0lS16ρ.⑤(2)若转动后磁感应强度随时间按B ＝B 0＋kt 变化，在线框中产生的感应电动势大小E ＝ΔB ·S Δt＝⎝ ⎛⎭⎪⎫12l 2cos 60°＋l 22ΔB Δt＝3l24k ，⑥在线框中产生的感应电流I ＝E R，⑦线框ab 边所受安培力的大小F ＝BIl ，⑧联立⑥～⑧解得F ＝(B 0＋kt )3kl 2S16ρ.。
高考物理一轮复习 第十章 电磁感应 第2讲 法拉第电磁感应定律 自感现象
2．涡流现象 (1)涡流：块状金属放在_变__化__磁场中，或者让它在磁场中 运动时，金属块内产生的旋涡状感应电流． (2)产生原因：金属块内_磁__通__量__变化→感应电动势→感应 电流． (3)涡流的利用：冶炼金属的高频感应炉利用_强__大__的__涡__流__ 产生焦耳热使金属熔化；家用电磁炉也是利用涡流原理制成 的． (4)涡流的减少：各种电机和变压器中，用涂有绝缘漆的 硅钢片叠加成的铁芯，以减少涡流．
3．导体切割磁感线产生的感应电动势 (1)公式 E＝BLv 的使用条件 ①匀强磁场． ②B、l、v 三者相互_垂__直__． (2)“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．
(3)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：
第 2 讲 法拉第电磁感应定律 自感现象
【基础知识必备】 一、法拉第电磁感应定律 1．感应电动势 (1)感应电动势：在电磁感应现象中产生的电动势． (2)产生条件：穿过回路的_磁__通__量__发生改变，与电路是否 闭合无关． (3)方向判断：感应电动势的方向用楞__次__定__律__或右手定则 判断．
A．UAC＝2Blv B．UAC＝2RR00＋Blrv C．电路中产生的电热 Q＝Fd－12mv2 D．通过 R0 的电荷量 q＝R20B＋ldr
解析：BD AC 产生的电动势 E＝2Blv，则 UAC＝RE0＋R0r＝ 2RR00＋Blvv，A 错误，B 正确；由功能关系得 Fd＝12mv2＋Q＋Qμ，
A．图 a 中回路产生的感应电动势恒定不变 B．图 b 中回路产生的感应电动势一直在变大
高考物理一轮复习 第十章 第2讲 法拉第电磁感应定律 自感现象课件
2021/12/9
第二十八页，共五十页。
A.54
B.32
7 C.4
D．2
2021/12/9
第二十九页，共五十页。
解析：本题考查法拉第电磁感应定律及电荷量公式．由公式
E＝ΔΔΦt ，I＝RE，q＝It 得 q＝ΔRΦ，设半圆弧半径为 r，对于过程
Ⅰ，q1＝B4··πRr2，对于过程Ⅱ，q2＝
B′－B·πr2，由 2R
误；由楞次定律的“来拒去留”可知，0～t0 为了阻碍磁通量的减 小，线圈有扩张的趋势，t0～t1 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 E＝Δ2BΔSt ＝
B0πr2，感应电流 2t0
I＝RE＝B20πt0r2·ρ×S2πr＝B40t0rρS，故
D
正确．
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＝0 时，由于单位长度电阻均为 R0，所以电路中总电阻为(2＋
π)aR0 ， 所 以 杆 受 的 安 培 力 大 小 为
F＝
BIL
＝
B·2a
2Bav 2＋πaR0
＝
24＋B2πavR0，故 C 错误；当 θ＝π3时，电路中总电阻为1＋53πaR0，
所以杆受的安培力大小为 F′＝BI′L′＝33＋B52aπvR0，故 D 正确．
第十页，共五十页。
3．(2019·河北石家庄质检)如图甲所示，导体棒 MN 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 0～2t0 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 )
2020版高考物理一轮复习第十章电磁感应(第2课时)课件
两种情况下灯泡中电流方向 均改变
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【例 4】(2018·河南洛阳一中模拟)如图所示为安检门原理图 ， 左边门框中有一通电线圈，右边门框中有一接收线圈．工作过程中 某段时间通电线圈中存在顺时针方向均匀增大的电流，则( )
A．无金属片通过时，接收线圈中的感应电流方向为顺时针 B．无金属片通过时，接收线圈中的感应电流增大 C．有金属片通过时，接收线圈中的感应电流方向为顺时针 D．有金属片通过时，接收线圈中的感应电流大小发生变化
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D 解析：当左侧线圈中通有不断增大的顺时针方向的电流时， 可知穿过右侧线圈的磁通量向右，且增大，根据楞次定律，右侧线 圈中产生逆时针方向的电流，即使有金属片通过时，接收线圈中的 感应电流方向仍然为逆时针，故 A、C 错误；通电线圈中存在顺时 针方向均匀增大的电流，则通电线圈中的磁通量均匀增大，所以穿 过右侧线圈中的磁通量均匀增大，则磁通量的变化率是定值，由法 拉第电磁感应定律可知，接收线圈中的感应电流不变，故 B 错误； 有金属片通过时，则穿过金属片中的磁通量发生变化时，金属片中 也会产生感应电流，感应电流的方向与接收线圈中的感应电流的方 向相同，所以也会将该空间中的磁场的变化削弱一些，引起接收线 圈中的感应电流大小发生变化，故 D 正确．
变为原来的 2 倍时，P 变为原来的 4 倍，D 错．
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【变式 3】(2018 全国 1 卷)如图，导体轨道 OPQS 固定，其中 PQS
是半圆弧，Q 为半圆弧的中心，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。空间存在半圆所在平面垂直的匀强磁场，磁感应强度的大小
联立以上各式解得 I1＝nB30Rπt0r22.
高三物理一轮复习讲义课件：电磁感应 第2课时 法拉第电磁感应定律
图3
－
特别提示 在利用E=Blv计算电动势时,要特别注意:先判定属 于上述哪种情况,是否符合公式的使用条件. 交流与思考:做切割磁感线运动的导体相当于电源, 如何判断其正负极? 提示:产生感应电动势的导体相当于电源,在电源内 部电流由低电势流向高电势,常由此来确定电源的 正负极及内外电路电势的高低.
所以,电路中平均感应电流 通过R的电荷量q= 答案
变式练习1 如图5所示,空间存在垂 直于纸面的均匀磁场,在半径为a的圆 形区域内、外,磁场方向相反,磁感应 强度的大小均为B.一半径为b,电阻为 R的圆形导线环放置在纸面内,其圆心与圆形区域的中心重合,在内、外磁场同时由B均匀地减小到零的过程中,通过导线截面的电荷量q为多少？
图5
解析 据法拉第电磁感应定律,圆环中的感应电动势为E= ,据全电路欧姆定律,圆环中的电流强度为I= = ,据电流强度的定义,有I= ,由 以上三式解得通过导线截面的电荷量为q=IΔt= 在Δt时间内穿过圆环的合磁通量变化量为 Δ =Bπ(2a2-b2)或Δ =Bπ(b2-2a2) 解得通过导线截面的电荷量q= 或q= 答案
图1
(4)有效性 导体平动切割磁感线,l为导体两 端点的有效长度,若l⊥B,l⊥v,则 E=Blv.如图2所示的导线切割磁 感线的运动中,运用E=Blv公式求 a、b两点感应电动势时,都以虚线的长度l为各自的 有效长度,即感应电动势都为E=Blv. (5)相对性 E=Blv中的速度v是相对于磁场B的速度,若磁场也运 动时,应注意速度间的相对关系.
题型2 公式E=Blv的应用 【例2】 在范围足够大,方向竖直向下 的匀强磁场中,B=0.2 T,有一水平放置 的光滑框架,宽度为L=0.4 m,如图6所 示,框架上放置一质量为0.05 kg,电阻 为1 Ω的金属杆cd,框架电阻不计.若 cd杆以恒定加速度a=2 m/s2,由静止开 始做匀变速运动,则 (1)在5 s内平均感应电动势是多少? (2)第5 s末,回路中的电流多大? (3)第5 s末,作用在cd杆上的水平外力多大?
高考物理一轮复习 第十章 电磁感应 第2讲 法拉第电磁感应定律 自感现象课件
11．如图xOy平面为光滑水平面，现有一长为d宽为L
的线框MNPQ在外力F作用下，沿x轴正方向以速度v做匀
速直线运动，空间存在竖直方向的磁场，磁感应强度B＝
B0cos
π d
x(式中B0为已知量)，规定竖直向下方向为磁感应强
度正方向，线框电阻为R。t＝0时刻MN边恰好在y轴处，
则下列说法正确的是( )
5．在如图甲所示的电路中，螺线管匝数n＝1500匝， 横截面积S＝20 cm2。螺线管导线电阻r＝1.0 Ω，R1＝4.0 Ω，R2＝5.0 Ω，C＝30 μF。在一段时间内，穿过螺线管的 磁场的磁感应强度B按如图乙所示的规律变化。则下列说 法中正确的是( )
A．螺线管中产生的感应电动势为1 V B．闭合S，电路中的电流稳定后，螺线管两端电压为 1.08 V C．电路中的电流稳定后电容器下极板带负电 D．S断开后，流经R2的电荷量为1.8×10－6 C
答案 (1)0.3 V (2)4.5 V (3)与图甲中的导轨相连接 时a端电势高 φa＝0.2 V
解析 (1)杆MN做切割磁感线的运动，E1＝B1Lv 产生的感应电动势E1＝0.3 V。 (2)穿过圆形线圈的磁通量发生变化，E2＝nΔΔBt2S2 产生的感应电动势E2＝4.5 V。 (3)当电阻R与题图甲中的导轨相连接时，由右手定则 可得a端的电势高于b端即大地的电势，而当电阻R与题图 乙中的线圈相连接时，由楞次定律可知，此时a端的电势小 于b端即大地的电势。故与图甲中的导轨相连接时a端电势 高。
A．在0～t0和t0～2t0时间内，导体棒受到的导轨的摩 擦力方向相同
B．在0～t0时间内，通过导体棒的电流方向为N到M C．在t0～2t0时间内，通过电阻R的电流大小为SRBt00 D．在0～2t0时间内，通过电阻R的电荷量为S2BR0
高考物理一轮复习第十章电磁感应第2节法拉第电磁感应定律课件
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，则电流沿 a 到 b 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
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2．[多选](2018·沧州一中模拟)线圈所围的面积为 0.1 m2，线圈电
阻为 1 Ω；规定线圈中感应电流 I 的正方向从上往下看是顺时
针方向，如图甲所示，磁场的磁感应强度 B 随时间 t 的变化规
律如图乙所示，则下列说法正确的是
()
A．在时间 0～5 s 内，I 的最大值为 0.01 A B．在第 4 s 时刻，I 的方向为逆时针 C．前 2 s 内，通过线圈某截面的总电荷量为 0.01 C D．第 3 s 内，线圈的发热功率最大
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[典例] [多选]如图甲所示，abcd 是匝数为 100 匝、边长
为 10 cm、总电阻为 0.1 Ω 的正方形闭合导线圈，放在与线圈
平面垂直的图示匀强磁场中，磁感应强度 B 随时间 t 的变化关
系如图乙所示，则以下说法正确的是
()
A．导线圈中产生的是交变电流 B．在 t＝2.5 s 时导线圈产生的感应电动势为 1 V C．在 0～2 s 内通过导线横截面的电荷量为 20 C D．在 t＝1 s 时，导线圈内电流的瞬时功率为 10 W
热功率：P 热＝B2RL总2v2。
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课 堂 提能·考点 全通
易点速过，难点精研，时间用到增分点上