2020年高考物理一轮复习 第11章 电磁感应 第52讲 法拉第电磁感应定律 自感学案（含解析）

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1、第52讲　法拉第电磁感应定律　自感考点一　法拉第电磁感应定律1．感应电动势(1)概念：在电磁感应现象中产生的电动势。(2)产生：只要穿过回路的磁通量发生变化，就能产生感应电动势，与电路是否闭合无关。(3)方向：产生感应电动势的电路(导体或线圈)相当于电源，电源的正、负极可由右手定则或楞次定律判断。2．法拉第电磁感应定律(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。(2)公式：E＝n，其中为磁通量的变化率，n为线圈匝数。3．说明(1)在满足B⊥S的条件下，当ΔΦ仅由B的变化引起时，则E＝n；当ΔΦ仅由S的变化引起时，则E＝n；当ΔΦ由B、S的变化同时引起

2、时，则E＝n≠n。(2)磁通量的变化率是Φt图象上某点切线的斜率。1．[教材母题]　(人教版选修3－2P17·T1)关于电磁感应，下述说法正确的是什么？A．穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大。B．穿过线圈的磁通量为0，感应电动势一定为0。C．穿过线圈的磁通量的变化越大，感应电动势越大。D．穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大。[变式子题]　关于法拉第电磁感应定律，下列说法正确的是(　　)A．线圈中的磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势就越大B．线圈中的磁通量变化越快，线圈中产生的感应电动势就越大C．线圈中的磁通量越大，线圈中产生的感应电动势就越大D．线圈放在磁场越强的地方，线

3、圈中产生的感应电动势就越大答案　B解析　根据法拉第电磁感应定律E＝n得，感应电动势的大小跟磁通量的变化率成正比。磁通量变化大，由于不知磁通量的变化时间，故不一定越大，A错误；磁通量变化的快慢用表示，磁通量变化越快，则就大，根据法拉第电磁感应定律知产生的感应电动势就越大，B正确；磁通量Φ越大，但不一定越大，C错误；磁感应强度大的磁场中可能没有磁通量的变化，则感应电动势可能为零，D错误。2.(2018·榆林模拟)在一空间有方向相反，磁感应强度大小均为B的匀强磁场，如图所示，向外的磁场分布在一半径为a的圆形区域内，向内的磁场分布在除圆形区域外的整个区域，该平面内有一半径为b(b>a)的圆形

4、线圈，线圈平面与磁感应强度方向垂直，线圈与半径为a的圆形区域是同心圆。从某时刻起磁感应强度在Δt时间内均匀减小到，则此过程中该线圈产生的感应电动势大小为(　　)A.B.C.D.答案　D解析　线圈内存在两个方向相反的匀强磁场区域，穿过线圈的磁通量变化量为ΔΦ＝πB(b2－2a2)－＝。根据法拉第电磁感应定律可得线圈中产生的感应电动势的大小为E＝＝，故选D。3．半径为r的带缺口刚性金属圆环在纸面上固定放置，并处在变化的磁场中，在圆环的缺口两端引出两根导线，分别与两块固定放置的平行金属板连接，两板间距为d，如图甲所示。磁场的方向垂直于纸面，规定垂直纸面向里为正，变化规律如图乙所示。则以下说

5、法正确的是(　　)A．第2s内上极板为正极B．第3s内上极板为负极C．第2s末两极板之间的电场强度大小为零D．第4s末两极板之间的电场强度大小为答案　A解析　第2s内情况：由楞次定律可知，金属板上极板带正电，金属板下极板带负电，故A正确；第3s内情况：由楞次定律可知，金属板上极板带正电，金属板下极板带负电，故B错误；根据法拉第电磁感应定律可知，第2s末感应电动势不为零，则两极板之间的电场强度大小不为零，故C错误；由题意可知，第4s末两极板间的电场强度大小E＝＝＝＝，故D错误。考点二　导体切割磁感线产生感应电动势的计算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

6、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。(3)相对性：E＝Blv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。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ω匀速转动时，产生的感应电动势为E＝Bl＝Bl2ω，如图所示。3.公式E＝n与E＝Blv的比较如图所示，一金属弯杆处在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，已知ab＝bc＝L，当它以速度v向右平动时，c、a两点间的电势差为(　　)A．BLvB．BLvsinθC．BLvcosθD．BLv(1＋s

7、inθ)解析　公式E＝BLv中的L应指导体切割磁感线的有效长度，也就是与磁感应强度B和速度v垂直的长度，因此该金属弯杆的有效切割长度为Lsinθ，故感应电动势大小为BLvsinθ，故B正确。答案　B方法感悟解答本题要把握以下两点：(1)公式E＝BLv的应用条件是两两垂直，当有物理量不垂直时，要利用等效法将其转化为两两垂直。(2)将abc分为两段，ab不切割磁感线，不产生感应电动势，bc切割磁感线但不符合两两垂直，要先进行转化再求解。1．金属线圈ABC构