2.2法拉第电磁感应定律

2.2法拉第电磁感应定律知识点一法拉第电磁感应定律1．内容电路中感应电动势的大小，与穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。2．公式E＝nΔΦΔt，n为线圈匝数，ΔΦ3．单位在国际单位制中，ΔΦ的单位是韦伯，Δt的单位是秒，E的单位是伏特。4．Φ、ΔΦ、ΔΦ物理量单位物理意义计算公式磁通量ΦWb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Φ＝B·S⊥磁通量的变化量ΔΦWb表示在某一过程中穿过某一面积的磁通量变化的多少ΔΦ＝Φ2－Φ1磁通量的变化率ΔWb/s表示穿过某一面积的磁通量变化的快慢ΔΦΔ知识点二导体棒切割磁感线时的感应电动势1．磁场方向、导体棒与导体棒的运动方向三者两两相互垂直时，E＝BLv。2．如图所示，导体棒与磁场方向垂直，导体棒的运动方向与导体棒本身垂直，但与磁场方向夹角为θ时，E＝BLvsinθ。3．单位关系1V＝1T·1m·1m/s。4．有效性：公式E＝BLv中L的有效长度如图所示，导体切割磁感线的情况应取与B和v垂直的等效直线长度，即等于a、b连线的长度。例题1：如图，匀强磁场的磁感应强度为B，长为L的金属棒ab在垂直于B的平面内运动，速度v与L成θ角，求金属棒ab产生的感应电动势。【例题2】设匀强磁场的磁感应强度为B，导体棒MN的长度为l，在水平外力作用下以速度v水平向右匀速运动，电阻值为R，不计其它电阻和摩擦。①导体棒产生感应电动势？回路中的感应电流？②在时间t内，电路中产生多少电能？③导体棒受到的安培力的大小？方向？④作用在导体棒上的外力F的大小？方向？⑤在时间t内，外力F做功？安培力做功？⑥运动过程中，外力做功、安培力做功与电路中产生的电能有什么关系？1.下面是几名同学对于感应电动势的认识，他们的观点正确吗？为什么？同学甲：穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大；穿过线圈的磁通量为零，感应电动势一定为零．同学乙：穿过线圈的磁通量的变化量越大，感应电动势越大．同学丙：感应电动势与穿过闭合电路的磁通量的变化量成正比2.如图所示，A、B两个闭合线圈是用同样的导线制成的，其匝数均为10匝，半径RA＝2RB，图示区域内有磁感应强度均匀减小的匀强磁场．（1）线圈A、B中产生的感应电动势之比是多少？（2）线圈A、B中产生的感应电流之比是多少？3.正在转动的电风扇叶片由于某种原因被卡停时，往往过一段时间就会发出焦煳味，出现电动机被烧坏的现象．请结合如图所示的风扇中使用的直流电动机模型，分析出现这种现象的原因．4.半径为R的半圆形导线在匀强磁场B中，以速度v向右匀速运动时，求半圆形导线产生的感应电动势E。5.矩形线圈在匀强磁场中绕

OO´

轴转动时，线圈中的感应电动势随周期性变化。设线圈的两个边长分别为

L1

和

L2

，转动角速度为

ω

，磁场的磁感应强度为

B。试证明：在图示的位置时，线圈中的感应电动势为

E

=

BSω

，式中

S

=

L1L2

，为线圈的面积。课后练习1．关于感应电动势，下列说法中正确的是()A．电源电动势就是感应电动势B．产生感应电动势的那部分导体相当于电源C．在电磁感应现象中没有感应电流就一定没有感应电动势D．电路中有电流就一定有感应电动势2．将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中，关于线圈中产生的感应电动势和感应电流，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．穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大C．穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大D．感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同3．面积为0.4m2的5匝圆形线圈垂直磁场方向放置在匀强磁场中，磁场的磁感应强度B＝2＋0.5t(T)，则()A．线圈有扩张的趋势B．线圈中磁通量的变化率为1Wb/sC．线圈中的感应电动势为1VD．t＝4s时，线圈中的感应电动势为8V4．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ΔBA．πr2ΔBΔt B．C．nπr2ΔBΔt D．5．(多选)一个面积恒为S＝0.04m2，匝数n＝100匝的线圈垂直放入匀强磁场中，已知磁感应强度B随时间t变化的规律如图所示，则下列说法正确的是()A．在0～2s内，穿过线圈的磁通量的变化率等于0.08Wb/sB．在0～2s内，穿过线圈的磁通量的变化率等于0C．在0～2s内，线圈中产生的感应电动势等于8VD．在第3s末线圈中产生的电动势为06．(多选)如图所示，半径为R的半圆形硬导体AB，在拉力F的作用下、以速度v在水平U形框架上匀速滑动，且彼此接触良好。匀强磁场的磁感应强度为B，U形框架中接有电阻R0，AB的电阻为r，其余电阻不计。则AB进入磁场的过程中()A．R0中电流的方向由上到下B．感应电动势的平均值为πBRvC．感应电动势的最大值为2BRvD．感应电动势的最大值为πBRv7．如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，将一个水平放置的金属棒ab以水平初速度v0抛出，设运动的整个过程中棒的取向不变且不计空气阻力，则金属棒在运动过程中产生的感应电动势大小将()A．越来越大 B．越来越小C．保持不变 D．无法确定8．面积S＝0.2m2、n＝100匝的圆形线圈，处在如图所示的磁场内，磁感应强度随时间t变化的规律是B＝0.02t(T)，电阻R＝3Ω，电容器的电容C＝30μF，线圈电阻r＝1Ω，求：(1)通过R的电流方向和4s内通过导线横截面的电荷量；(2)电容器的电荷量。9．如图所示，水平放置的两平行金属导轨相距L＝0.50m，左端接一电阻R＝0.20Ω，磁感应强度B＝0.40T的匀强磁场方向垂直于导轨平面向下，导体