法拉第电磁感应定律2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第二册

第二章电磁感应2．法拉第电磁感应定律第1课时法拉第电磁感应定律课前预习反馈

知识点

11．感应电动势(1)在___________现象中产生的电动势。

(2)产生感应电动势的那部分导体相当于_______。(3)在电磁感应现象中，只要闭合回路中有感应电流，这个回路就一定有____________；回路断开时，虽然没有感应电流，但____________依然存在。电磁感应定律电磁感应电源感应电动势感应电动势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_________成正比。(2)表达式：E＝________(单匝线圈)，E＝_________(多匝线圈)。变化率『判一判』(1)在电磁感应现象中，有感应电动势，就一定有感应电流。(

)(2)磁通量越大，磁通量的变化量也越大。(

)(3)穿过某电路的磁通量变化量越大，产生的感应电动势就越大。(

)(4)穿过线圈的磁通量的变化率越大，所产生的感应电动势就越大。(

)(5)穿过线圈的磁通量等于零，所产生的感应电动势就一定为零。(

)×××√×『选一选』(2024·河北高二开学考试)如图甲所示，连接电流传感器的铜线线圈套在长玻璃管上，将强磁铁从长玻璃管上端由静止释放，磁铁下落过程中穿过线圈，并不与玻璃管接触，实验观察到的感应电流I随时间t变化的图像如图乙所示(不计电流传感器的电阻)，则(

)A．若将强磁铁两极翻转后重复实验，则感应电流先负后正B．t1～t3过程中磁铁对线圈的作用力方向始终向上C．t2时刻线圈受到磁铁的作用力不为零D．若将铜线圈匝数加倍，线圈中产生的电流峰值也将加倍答案：A解析：根据楞次定律，感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。可知若将磁铁两极翻转后重复实验，磁场方向相反，则磁场的变化也随之相反，产生的感应电流的方向也相反，即先产生负向感应电流，后产生正向感应电流，故A正确；根据楞次定律的来拒去留，可知t1～t3时间内，磁铁受到线圈的作用力方向始终向上，所以磁铁对线圈的作用力方向始终向下，故B错误；由乙图中感应电流的变化可知，t2时刻强磁铁恰好运动到线圈处，此时穿过线圈的磁通量最大，电流为0，线圈受到磁铁的作用力为零，故C错误；若将铜线圈匝数加倍，线圈中产生的感应电动势加倍，线圈电阻加倍，感应电流峰值不变，故D错误。知识点

21．垂直切割导体棒垂直于磁场运动，B、l、v两两垂直时如图所示，E＝_________。导体切割磁感线时的感应电动势Blv2．非垂直切割导线的运动方向与导线本身垂直，但与磁感线方向夹角为θ时，如图所示，E＝_________。Blvsinθ『判一判』(6)动生电动势(切割磁感线产生的电动势)产生的原因是导体内部的自由电荷受到洛伦兹力的作用。(

)(7)右手定则判断的就是感应电动势内部电流方向。(

)(8)只要导体棒做切割磁感线运动，导体棒中就产生感应电动势，与电路是否闭合无关。(

)√√√『想一想』如图所示，水平U形光滑框架，宽度为1m，电阻忽略不计，导体棒ab的质量m＝0.2kg、电阻R＝0.5Ω，匀强磁场的磁感应强度B＝0.2T，方向垂直框架向上。现用F＝1N的外力由静止开始向右拉ab棒，当ab棒向右运动的距离为d＝0.5m时速度达到2m/s，求此时：(1)ab棒产生的感应电动势的大小；(2)ab棒的电流；(3)ab棒所受的安培力。答案：(1)0.4V

(2)0.8A

(3)0.16N，方向水平向左解析：(1)根据导体棒切割磁感线的电动势为E＝BLv＝0.4V。根据右手定则可知电流方向由a流向b。(3)ab受安培力为F安＝ILB＝0.16N，根据左手定则可知安培力的方向水平向左。课内互动探究探究

法拉第电磁感应定律要点提炼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⊥典例剖析(1)金属棒上电流的方向；(2)感应电动势的大小；(3)物体刚好离开地面的时间(g取10m/s2)。思路引导：本类问题中的恒量与变量必须分清楚，导体不动，磁场发生变化，产生感生电动势，由于变化率是定值，因此E、I均为恒量。但ab杆受到的安培力随磁场的增强而增大，根据力的变化判断出重物刚好离开地面的临界条件。答案：(1)电流由a到d

(2)0.08V

(3)5s解析：(1)由楞次定律可以判断，金属棒上的电流由a到d。(3)物体刚好离开地面时，其受到的拉力F＝mg，由以上各式代入数据解得t＝5s。对点训练❶A．圆环中产生逆时针方向的感应电流B．圆环具有收缩的趋势答案：D探究

导线切割磁感线时的感应电动势要点提炼1.E＝Blv的五性性质含义正交性B、l、v三者互相垂直瞬时性若v为瞬时速度，则E为相应的瞬时感应电动势平均性若v为平均速度，则E为平均感应电动势性质含义相对性速度v是导体相对磁场运动的速度，若磁场也在运动，应注意速度间的相对关系2.转动切割(2)推导。方法一：设导体棒在Δt时间内扫过面积ΔS，则方法二：整根导体棒的平均切割速度为典例剖析2．如图所示，MN、PQ为两条平行放置的金属导轨，导轨左端接电阻R，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面。金属棒ab接触良好地斜放在两导轨之间，与导轨的夹角θ为60°，两个触点之间的长度为L，电阻为r。若金属棒ab以速度v水平向右匀速运动，不计导轨的电阻，则通过金属棒的电流为多大？a、b之间的电压为多大？解析：金属棒ab以速度v水平向右匀速运动时，B、L、v要两两垂直，该题条件是L与v不垂直，由动生电动势公式，可得金属棒ab产生的感应电动势 (2024·浙江杭州高二阶段练习)如图所示，固定在水平面上的半径为r的金属圆环内存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场，长为l的金属棒，一端与圆环接触良好，另一端固定在竖直导电转轴OO′上，随轴以角速度ω匀速转动，在圆环的A点和电刷间接有阻值为R的电阻和电容为C、板间距为d的平行板电容器，有一带电微粒在电容器极板间处于静止状态，已知重力加速度为g，不计其他电阻和摩擦，下列说法正确的是(

)对点训练❷C．微粒带负电D．电容器所带的电荷量为CBr2ω答案：B课堂小结易错辨析警示易错点1：易忽略电表改装原理 (2024·安徽宿州高二下期中)如图所示，直角三角形金属框abc放置在匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向平行于ab边向上。ac、bc两边分别串有电压表、电流表，当金属框绕ab边逆时针转动时，下列判断正确的是(

)案例1A．电流表没有读数，b、c电势相等B．电流表有读数，b、c电势不相等C．电压表无读数，a、c电势不相等D．电压表有读数，a、c电势不相等易错分析：电压表是由电流表改装而成的，电压表的指针实际指示的是通过表头的电流大小，回路中没有感应电流时，电压表没有示数。答案：C解析：金属框bc、ac边做切割磁感线运动，产生感应电动势，Ubc、Uac不为零，b、c电势不相等，a、c电势不相等，但运动的过程中穿过金属框的磁通量始终为零，故金属框中无电流，电流表没有读数，同时电压表也没有读数；A、B、D错误，C正确。易错点2：易混淆电动势与电势差、不能正确理解有效面积S案例2A．圆环中产生沿顺时针方向的感应电流B．圆环具有收缩的趋势易错分析：本题有两个易错点：一是误认为法拉第电磁感应定律中的面积S为圆环的实际面积，实际上S为有效面积，即包含磁场的那部分面积；二是易混淆电势差的符号，电势差是标量，有正负，当a点电势高于b点电势时，Uab>0，当a点电势低于b点电势时，Uab<0。答案：BC课堂达标检测一、电磁感应定律1．(多选)(2024·重庆北碚高二期末)法拉第为电磁学的发展做出了巨大贡献，提出了“场”的概念，发现了电磁感应现象等，下列关于磁场和电磁感应现象的认识正确的有(

)A．运动电荷在匀强磁场中一定会受到洛伦兹力作用B．运动电荷在磁场中某处所受洛伦兹力的方向一定与该处的磁感应强度方向垂直C．穿过闭合导体线圈的磁通量变化越快，产生的感应电动势越大D．穿过闭合导体线圈的磁通量为零，产生的感应电动势一定为零答案：BC2．(多选)单匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量Φ随时间t的变化图像如图所示，则(

)A．在t＝0时，线圈中磁通量最大，感应电动势也最大B．在0～2×10－2s时间内，线圈中感应电动势的平均值为零C．在t＝2×10－2s时，线圈中磁通量最大，感应电动势最小D．在t＝1×10－2s时，线圈中磁通量最小，感应电动势最大答案：CD解析：在t＝0时，线圈中磁通量最大，线圈与磁场垂直，磁通量的变化率最小，感应电动势最小，A错误；在0～2×10－2s时间内，磁通量的变化量为磁通量最大值的2倍，则线圈中感应电动势的平均值不为零，B错误；在t＝2×10－2s时，线圈中磁通量最大，线圈与磁场垂直，磁通量的变化率最小，感应电动势最小，C正确；在t＝1×10－2s时，线圈中磁通量为零，最小，磁通量的变化率最大，感应电动势最大，D正确。3．如图甲所示，一个圆形线圈的匝数n＝100，线圈面积S＝200cm2，线圈的电阻r＝1Ω，线圈外接一个阻值R＝4Ω的电阻，把线圈放入一方向垂直线圈平面的磁场中，磁感应强度随时间变化规律如图乙所示。下列说法中正确的是(

)A．线圈中的感应电流方向为顺时针方向B．电阻R两端的电压随时间均匀增大C．电阻R两端的电压保持0.1V不变D．通过电阻R的电流为0.02A答案：D二、导体切割磁感线时