高二物理下电磁感应讲义2

××××××××××电磁感应定律一．法拉弟电磁感应定律1.内容：tNE2.分类：1.感生：StBNE2.动生：tSBNE3.由tNE所求E为一段时间内的平均电动势。例1.穿过闭合回路的磁通量Φ随时间t变化的图像分别如图甲、乙、丙、丁所示，下列关于回路中产生的感应电动势的论述，正确的是（）A．甲中回路产生的感应电动势恒定不变B．乙中回路产生的感应电动势一直在变大C．丙中回路在0～t1内产生的感应电动势大于在t1～t2内产生的感应电动势D．图丁中回路产生的感应电动势先变小再变大例2.如图，线圈内有理想边界的匀强磁场，当磁感应强度均匀增加时，有一带电微粒静止于水平放置的平行板电容器中间，若线圈的匝数为n,粒子的质量为m，带电量为q，线圈面积为s，平行板电容器两板间的距离为d，求磁感应强度的变化率。1.一闭合线圈，放在随时间均匀变化的磁场中，线圈平面和磁场方向垂直，若想使线圈中感应电流增强一倍，下述哪些方法是可行的()A．使线圈匝数增加一倍B．使线圈面积增加一倍C．使线圈匝数减少一半D．使磁感应强度的变化率增大一倍2.面积S=4×10-2m2，匝数N=100的线圈，放在匀强磁场中，磁场方向垂直线圈平面，磁感应强度B随时间变化规律为△B/△t=2T/s，则穿过线圈的磁通量变化率t为Wb/s，线圈中产生的感应电动势E=V。3.单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴垂直于磁场，若线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如图所示（）A．线圈中O时刻感应电动势最大B．线圈中D时刻感应电动势为零C．线圈中D时刻感应电动势最大D．线圈中O至D时间内平均感电动势为0.4V4.如图所示，面积为0.2m2的100匝线圈A处在磁场中，磁场方向垂直于线圈平面.磁感应强度随时间变化的规律是B=（6-0.2t）T，已知电路中的R1=4Ω，R2=6Ω，电容C=30μF，线圈A的电阻不计.(1)闭合K后，通过R2的电流强度大小及方向.(2)闭合K一段时间后，再断开K，K断开后通过R2的电量是多少?二．导体切割磁感线时的感应电动势1．大小：BLvE2．说明：a.v为有效切割速度b.L为有效切割长度3．方向：右手定则判断例1.如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，将一水平放置的金属棒ab以水平初速度v0抛出，设在整个过程中棒的方向不变且不计空气阻力，则在金属棒运动过程中产生的感应电动势大小变化情况是()A．越来越大B．越来越小C．保持不变D．无法判断例2.图中两条平行虚线之间存在匀强磁场，虚线间的距离为l，磁场方向垂直纸面向里。abcd是位于纸面内的梯形线圈，ad与bc间的距离也为l。t=0时刻，bc边与磁场区域边界重合（如图）。现令线圈以恒定的速度v沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域。取沿a→b→c→d→a的感应电流为正，则在线圈穿越磁场区域的过程中，感应电流I随时间t变化的图线可能是（）1.如图，一导线弯成半径为a的半圆形闭合回路。虚线MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场。方向垂直于回路所在的平面。回路以速度v向右匀速进入磁场，直径CD始络与MN垂直。从D点到达边界开始到C点进入磁场为止，下列结论正确的是（）A．感应电流方向不变B．CD段直线始终不受安培力C．感应电动势最大值E＝BavD．感应电动势平均值14EBav2.如图所示，空间存在两个磁场，磁感应强度大小均为B，方向相反且垂直纸面，MN、PQ为其边界，OO′为其对称轴．一导线折成边长为l的正方形闭合回路abcd，回路在纸面内以恒定速度v0向右运动，当运动到关于OO′对称的位置时()A．穿过回路的磁通量为零B．回路中感应电动势大小为2Blv0C．回路中感应电流的方向为顺时针方向D．回路中ab边与cd边所受安培力方向相同3.如图所示，固定在水平面上的三角形导线框PQS顶角为θ，处于垂直于纸面向里的匀强磁场中。一根用与导线框同样材料制作的导线棒MN放在导线框上，保持MN⊥QS，用水平力F拉MN向右匀速运动，MN与导轨间的接触电阻和摩擦都忽略不计。则下列说法中正确的是（）A.回路中的感应电流方向不变，大小逐渐增大B.回路中的感应电流方向不变，大小逐渐减小C.回路中的感应电流方向和大小都保持不变D.水平力F的大小保持不变4.在磁感应强度B=0.1T的匀强磁场中，有一个直角三角形线框ABC，如图所示，线框以2m/s的速度沿图示方向(与BC边平行)匀速运动，已知AB=10cm，α=30°，线框总电阻R=0.2Ω，则AC、BC、AB三条线段上的感应电动势EAC=____V，EBC=____V，EAB=______V，线框A、B、C三点，电势最高的点是______，线框中感应电流强度I=____A.三．感应电动势计算的两个特例1.导体棒切割磁感线例1.如图所示，长度为的金属杆ab，a端为周定转轴，在磁感应强度为B的匀强磁场中，在垂直于B的平面内按顺时针方向以角速度做匀速圆周运动，试求金属杆中产生的感应电动势的大小。2单匝矩形线圈旋转切割例2.如图，矩形线圈由n=50匝导线组成，ab边长l1=0.4m，bc边长l2=0.2m，整个线圈R=2Ω，在B=0.1T的匀强磁场中，以两短边中点的连线为轴转动，ω=50rad/s（1）线圈从图(a)位置转过180（2）线圈从图(b)位置转过180FPQSMNBθR123BMNab（3）线圈从图(b)位置起转动30°时瞬时电动势.1．一矩形线圈在匀强磁场中绕一固定转轴作匀速转动，当线圈刚好处于如图所示的位置时，则它的()A．磁通量最大，磁通量的变化率最小，感应电动势最小B．磁通量最大，磁通量的变化率最大，感应电动势最大C．磁通量最小，磁通量的变化率最大，感应电动势最大D．磁通量最小，磁通量的变化率最小，感应电动势最小2.下图是法拉第发电机模型的原理图．将铜盘放在磁场中，让磁感线垂直穿过铜盘，图中a、b导线与铜盘的中轴线处在同一平面内，转动铜盘，就可以使闭合电路获得电流．若图中铜盘半径为L，匀强磁场的磁感应强度为B，回路总电阻为R，从上往下看逆时针匀速转动铜盘的角速度为ω．则下列说法正确的是（）A．回路中电流大小恒定B．回路中电流方向不变，且从b导线流进灯泡，再从a流向旋转的铜盘C．回路中有大小和方向作周期性变化的电流D．若将匀强磁场改为仍然垂直穿过铜盘的正弦变化的磁场，不转动铜盘，灯泡中也会有电流流过3．如图，在匀强磁场中放有平行铜导轨，它与大线圈M相连接。要使小线圈N获得逆时针方向的感应电流，则放在导轨上的裸金属棒ab的运动情况是（两线圈共面放置）（）A．向右匀速运动B．向左加速运动C．向右减速运动D．向右加速运动4.如图所示，通有稳恒电流的长直螺线管竖直放置，铜环R沿螺线管的轴线加速下落。在下落过程中，环面始终保持水平。铜环先后经过轴线上1、2、3位置时的加速度分别为a1、a2、a3。位置2处于螺线管的中心，位置1、3与位置2等距离。设重力加速度为g，则：（）A．a1＜a2＝gB．a3＜a1＜gC．a1＝a3＜a2D．a3＜a1＜a25.如图所示，同一平面内的三条平行导线串有两个最阻R和r，导体棒PQ与三条导线接触良好；匀强磁场的方向垂直纸面向里。导体棒的电阻可忽略。当导体棒向左滑动时，下列说法正确的是（）A.流过R的电流为由d到c，流过r的电流为由b到aB.流过R的电流为由c到d，流过r的电流为由b到aC.流过R的电流为由d到c，流过r的电流为由a到bBabBD.流过R的电流为由c到d，流过r的电流为由a到b