高三物理复习法拉第电磁感应定律

1、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：在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势感应电动势。产生感应电动势的那部分导体就是。产生感应电动势的那部分导体就是电源电源。如果如果电路不闭合，电路不闭合，没有感应电流没有感应电流，但，但有感应电动势有感应电动势。，2 2、法拉第电磁感应定律、法拉第电磁感应定律内容：内容：电路中感应电动势的大小，电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的跟穿过这一电路的磁通量变化率磁通量变化率/ t成正比成正比表达式：表达式：，Enttn：E12或，tSBnEtBSnE3.3.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： sinEBLv

2、 E=BLV (B,L,V两两垂直两两垂直)221LBE4、长杆在垂直于匀强磁场的平面、长杆在垂直于匀强磁场的平面内以角速度内以角速度匀速转动：匀速转动： 如图所示是世界上早期制作的如图所示是世界上早期制作的发电机发电机及及电电动机动机的实验装置，有一个可绕固定转轴转动的铜盘，铜的实验装置，有一个可绕固定转轴转动的铜盘，铜盘的一部分处在蹄形磁铁当中。实验时用导线盘的一部分处在蹄形磁铁当中。实验时用导线A连接铜连接铜盘的中心，用导线盘的中心，用导线B通过滑片与铜盘的边缘连接且接触通过滑片与铜盘的边缘连接且接触良好。若用外力摇手柄使得铜盘转动起来时，在良好。若用外力摇手柄使得铜盘转动起来时，在AB

3、两两端会产生感应电动势；若将端会产生感应电动势；若将AB导线连接外电源，则铜导线连接外电源，则铜盘会转动起来。下列说法正确的是盘会转动起来。下列说法正确的是 （ ） A产生感应电动势的原因是铜盘盘面上无数个同心圆产生感应电动势的原因是铜盘盘面上无数个同心圆环的磁通量发生了变化环的磁通量发生了变化B若顺时针转动铜盘时电路闭合会产生感应电流，则若顺时针转动铜盘时电路闭合会产生感应电流，则电流从电流从A端流出端流出C铜盘会转动起来，是由于铜盘盘面上沿径向排列的铜盘会转动起来，是由于铜盘盘面上沿径向排列的无数根铜条受到安培力作用无数根铜条受到安培力作用D.若要通电使铜盘顺势针转动起来若要通电使铜盘顺势

4、针转动起来， A导线应连接电源导线应连接电源的正极的正极。ABC发发电电机机电电动动机机右手定则右手定则B负负判断安培力用左手定则判断安培力用左手定则VI II I 如图所示，平行金属导轨间距为如图所示，平行金属导轨间距为d,一端跨接一端跨接电阻为电阻为R，匀强磁场磁感强度为，匀强磁场磁感强度为B，方向垂直平行导轨平，方向垂直平行导轨平面，一根长金属棒与导轨成面，一根长金属棒与导轨成角放置，棒与导轨的电阻不角放置，棒与导轨的电阻不计，当棒沿垂直棒的方向以恒定速度计，当棒沿垂直棒的方向以恒定速度v在导轨上滑行时，在导轨上滑行时，通过电阻的电流是通过电阻的电流是 A Bdv/R BBdvsin/R

5、 C Bdvcos/R D Bdv/(Rsin)D如图所示是一种测量通电螺线管中磁场的装置，把如图所示是一种测量通电螺线管中磁场的装置，把一个很小的一个很小的测量线圈测量线圈A A放在待测处，线圈与测量电荷量的冲击电流放在待测处，线圈与测量电荷量的冲击电流计计G G串联，当用双刀双掷开关串联，当用双刀双掷开关S S使螺线管的电流反向时，测量线圈中使螺线管的电流反向时，测量线圈中就产生感应电动势，从而引起电荷的迁移，就产生感应电动势，从而引起电荷的迁移，由表由表G G测出电荷量测出电荷量q q，就可以算出线圈所在，就可以算出线圈所在处的磁感应强度处的磁感应强度B.B.已知测量线圈共有已知测量线圈

6、共有N N匝，匝，直径为直径为d d，它和表，它和表G G串联电路的总电阻为串联电路的总电阻为R R，则被测处的磁感应强度则被测处的磁感应强度B B为多大？为多大？ 如图甲所示，在一个正方形金属线圈区域内，如图甲所示，在一个正方形金属线圈区域内，存在着磁感应强度存在着磁感应强度B随时间变化的匀强磁场，磁场的方向与线圈随时间变化的匀强磁场，磁场的方向与线圈平面垂直。金属线圈所围的面积平面垂直。金属线圈所围的面积S=200cm2，匝数，匝数n=1000，线圈，线圈电阻电阻r=1.0。线圈与电阻。线圈与电阻R构成闭合回路，电阻的阻值构成闭合回路，电阻的阻值R=4.0。匀强磁场的磁感应强度随时间变化的

7、情况如图乙所示，求：匀强磁场的磁感应强度随时间变化的情况如图乙所示，求：（1）在）在t=2.0s时刻，穿过线圈的磁通时刻，穿过线圈的磁通量和通过电阻量和通过电阻R的感应电流的大小；的感应电流的大小；（2）在）在t=5.0s时刻，电阻时刻，电阻R消耗消耗的电功率；的电功率；（3）0-6.0s内整个闭合电路中内整个闭合电路中产生的热量。产生的热量。解：（解：（1）根据法拉第电磁感应定）根据法拉第电磁感应定律，律，04.0s时间内线圈中磁通量均时间内线圈中磁通量均匀变化，产生恒定的感应电流。匀变化，产生恒定的感应电流。t1=2.0s时的感应电动势：时的感应电动势：-（1） 根据闭合电路欧姆定律，闭合

8、回路中的感应电流：根据闭合电路欧姆定律，闭合回路中的感应电流：-（2） 联立（联立（1）（）（2）式解得：）式解得： I I1 1= 0.2A = 0.2A （2）由图象可知，在）由图象可知，在4.0s6.0s时间内，线圈中产生的感应电动势：时间内，线圈中产生的感应电动势： -（3） 根据闭合电路欧姆定律，根据闭合电路欧姆定律，t2=5.0s时闭合回路中的感应电流时闭合回路中的感应电流=0.8A -（4） 电阻消耗的电功率电阻消耗的电功率 P P2 2= =I I2 22 2R R -（5） 联立（联立（3）（）（4）（）（5）式解得：）式解得： P P2 2=2.56W =2.56W （3）

9、根据焦耳定律，）根据焦耳定律，04.0s内闭合电路中产生的热量：内闭合电路中产生的热量：Q Q1 1= =I I1 12 2( (r rR R)t t1 1=0.8 J=0.8 J 4.06.0s内闭合电路中产生的热量：内闭合电路中产生的热量：Q Q2 2= =I I2 22 2( (r rR R)t t2 2=6.4 J =6.4 J 06.0s内闭合电路中产生的热量内闭合电路中产生的热量Q = Q1Q2 =7.2J 如图（如图（a）所示，一个电阻值为）所示，一个电阻值为R，匝数为，匝数为n的圆的圆形金属线圈与阻值为形金属线圈与阻值为2R的电阻的电阻R1连接成闭合回路连接成闭合回路.线圈的半

10、径为线圈的半径为r1.在线圈中半径为在线圈中半径为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，磁感应强度场，磁感应强度B随时间随时间t变化的关系图线如图（变化的关系图线如图（b）所示）所示.图线与横图线与横、纵轴的截距分别为、纵轴的截距分别为t0和和B0.导线的电阻不计导线的电阻不计.求求0至至t1时间时间内内 （1）通过电阻）通过电阻R1上的电流大小和方向；上的电流大小和方向；（2）通过电阻）通过电阻R1上的电量上的电量q及电阻及电阻R1上产生的热量上产生的热量.解：（解：（1）根据楞次定律可知，）根据楞次定律可知，通过通过R1的电流方向为由的

11、电流方向为由b到到a. 根据法拉第电磁感应定律得线根据法拉第电磁感应定律得线圈中的电动势为圈中的电动势为 根据欧姆定律得通过根据欧姆定律得通过R1的电流为：的电流为： .（2）通过）通过R1的电量：的电量： R1上产生的上产生的热量：热量： . 可绕固定轴可绕固定轴OO转动的正方形线框的边长转动的正方形线框的边长L=0.5m，仅，仅ab边有质量边有质量m=0.1kg，线框的总电阻，线框的总电阻R=1 ,不计摩擦和不计摩擦和空气阻力，线框从水平位置由静止释放，到达竖直位置历时空气阻力，线框从水平位置由静止释放，到达竖直位置历时0.1s，设线框始终处在方向竖直向下、磁感应强度的大小为，设线框始终处

12、在方向竖直向下、磁感应强度的大小为B=4 10-2T的磁场中，如图所示。求的磁场中，如图所示。求（1）这个过程中平均电流强度的大小和方向）这个过程中平均电流强度的大小和方向（2）若这个过程中产生的焦耳热）若这个过程中产生的焦耳热Q=0.3J，线框达到线框达到竖直位置时竖直位置时ab边受的安培力大小边受的安培力大小和方向。（和方向。（g=10m/s2）BabcdOO解：（解：（1）线圈从水平位置转到竖直位置）线圈从水平位置转到竖直位置 ，磁通量的改变量为：磁通量的改变量为：BabcdOO2BLVBL1 . 0tE2A1 . 0REI根据法拉第电磁感应定律得这个过程的平均根据法拉第电磁感应定律得这

13、个过程的平均电动势为电动势为 根据欧姆定律得根据欧姆定律得平均平均电流为：电流为： 根据楞次定律可判断通过线圈的感应电流方向为根据楞次定律可判断通过线圈的感应电流方向为dcbad. （2）设线框达到竖直位置时）设线框达到竖直位置时 a b边的速度为边的速度为v, 根据能量守恒定根据能量守恒定律有：律有： 221mgmvQL代入数值，解得：代入数值，解得：v=2m/sv=2m/s a b边在最低位置边在最低位置的瞬时电动势为的瞬时电动势为 : V04. 0BLvE瞬时电流为：瞬时电流为： .A04. 0REIa b边受到的安培力边受到的安培力为为 : N108BILF4-电流方向为电流方向为b到到a ，由左手定则可判定安培力方向，由左手定则可判定安培力方向 水平水平向向左左 如图所示