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(全国版)2019版高考物理一轮复习 第11章 电磁感应 第41课时 法拉第电磁感应定律自感学案.doc

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第41课时 法拉第电磁感应定律 自感考点1 对法拉第电磁感应定律的理解与应用 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。 [例1] 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。则以下说法正确的是(  ) A.第2 s内上极板为正极 B.第3 s内上极板为负极 C.第2 s末两极板之间的电场强度大小为零 D.第4 s末两极板之间的电场强度大小为 解析 第2 s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3 s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2 s末感应电动势不变,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4 s末两极板间的电场强度大小E====,故D错误。 答案 A (1)由于磁通量有正负之分,计算磁通量的变化时一定要规定磁通量的正方向。正向的磁通量增加与反向的磁通量减少产生的感应电流的方向相同。 (2)公式E=n是求解回路某段时间内平均感应电动势的最佳选择,所求得的感应电动势是整个回路的电动势,而不是某部分导体产生的电动势。 (3)用公式E=nS求感应电动势时,S为线圈在磁场范围内垂直磁场方向的有效面积。 1.(人教版选修3-2 P17·T1改编)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。磁通量变化越大,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. (2017·河北衡水中学调研)如图,一匝数为N、面积为S、总电阻为R的圆形线圈,放在磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直于线圈平面。当线圈由原位置翻转180°的过程中,通过线圈导线横截面的电荷量为(  ) A. B. C. D. 答案 B 解析 由法拉第电磁感应定律E=N,可求出感应电动势的大小,再由闭合电路欧姆定律I=,可求出感应电流的大小,根据电荷量公式q=IΔt,可得q=N。由于开始线圈平面与磁场垂直,现把线圈翻转180°,则有ΔΦ=2BS,所以由上述公式可得通过线圈导线横截面的电荷量q=,B正确,A、C、D错误。 3.(2017·湖北七校联考)(多选)如图所示,a、b两个闭合正方形线圈用同样的导线制成,匝数均为10匝,边长La=2Lb,图示区域内有垂直纸面向里的匀强磁场,且磁感应强度随时间均匀减小,不考虑线圈之间的相互影响,则(  ) A.两线圈内产生顺时针方向的感应电流 B.a、b线圈中感应电动势之比为21 C.a、b线圈中感应电流之比为41 D.a、b线圈中电功率之比为81 答案 AD 解析 原磁场向里减小,根据楞次定律可知,感应电流的磁场与原磁场方向相同,因此感应电流的方向为顺时针方向,A正确;根据法拉第电磁感应定律可知,E=n=n·L2,而La=2Lb,因此电动势之比为41,B错误;线圈电阻R=ρ,故电阻之比为21,由闭合电路欧姆定律可知I=,则电流之比为21,C错误;电功率P=I2R,两线圈电流之比为21,电阻之比为21,则电功率之比为81,D正确。考点2 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B、l、v三者相互垂直。 (2)有效性:公式中的l为导体切割磁感线的有效长度。 (3)相对性:E=Blv中速度v是导体相对于磁场的速度。 2.公式E=n与E=Blv的比较 E=n E=Blv 区别 研究 对象 闭合回路 回路中做切割磁感线运动的部分导体 研究 内容 平均电动势 若v为瞬时
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