高二物理：10法拉第電磁感應(yīng)定律.

1、第十講法拉第電磁感應(yīng)定律考試要求內(nèi)容基本要求略高要求較高要求磁通量了解磁通量的定義會計(jì)算磁通量的改變量產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件了解產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件法拉第電磁感應(yīng)定律平均感應(yīng)電動勢、瞬時(shí)感應(yīng)電動勢的計(jì)算與力學(xué)綜合有關(guān)的題知識點(diǎn)睛一、磁通量知識點(diǎn)1 磁通量設(shè)在磁感應(yīng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場中，有一個(gè)與磁場方向垂直的平面，面積為，我們把與的乘積叫做穿過這個(gè)面積的磁通量（如圖甲），簡稱磁通。用字母表示磁通量，則。如果磁場不與研究的平面垂直，如圖乙中的，那么我們用這個(gè)面在垂直于磁場的方向的投影面積與的乘積表示磁通量。在國際單位制中，磁通量的單位是韋伯，簡稱韋，符號是，從可以得出，這表示磁感應(yīng)強(qiáng)度等于穿過單位面積的磁

2、通量，因此工程技術(shù)人員常把磁感應(yīng)強(qiáng)度叫做磁通密度，并且用做單位。 知識點(diǎn)2 磁通量的變化1.定義：磁通量的變化指末時(shí)刻磁通量與初時(shí)刻磁通量之差，即2.計(jì)算磁通的變化時(shí)要注意其正負(fù)若某平面初位置與勻強(qiáng)磁場垂直，當(dāng)線圈轉(zhuǎn)時(shí)，則有，當(dāng)線圈轉(zhuǎn)過時(shí)有（磁通量的變化率：是描述磁通量變化快慢的物理量）磁通量、磁通量的變化與磁通量變化率的區(qū)別磁通量磁通量變化磁通量變化率物理意義某時(shí)刻穿過磁場中某個(gè)面的磁感線條數(shù)穿過某個(gè)面的磁通量隨時(shí)間的變化量表述磁場中穿過某個(gè)面的磁通量變化快慢的物理量大小計(jì)算，與垂直的面積，不垂直時(shí)，取在與垂直方向上的投影或或注意若穿過某個(gè)面有方向相反的磁場，則不能直接用，應(yīng)考慮相反方向的磁

3、通量或抵消以外所剩 余的磁通量開始和轉(zhuǎn)過時(shí)平面都與磁場垂直，穿過平面的磁通量是不同的，一正一負(fù)，而不是零既不表示磁通量的大小也不表示變化的多少，在圖像中可用圖線的斜率表示附注線圈平面與磁感線平行時(shí)，最大；線圈平面與磁感線垂直時(shí)，最大，為零例題精講基礎(chǔ)題【例1】 關(guān)于磁通量，正確的說法有（）A磁通量不僅有大小而且有方向，是矢量B在勻強(qiáng)磁場中，線圈面積比線圈面積大，則穿過線圈的磁通量一定比穿過線圈的大C磁通量大磁感強(qiáng)度不一定大D把某線圈放在磁場中的兩點(diǎn)，若放在處的磁通量比在處的大，則處的磁感強(qiáng)度一定比處大【例2】 如圖所示，六根導(dǎo)線互相絕緣通入等值電流，甲、乙、丙、丁四個(gè)區(qū)域是面積相等的正方形，則

4、方向垂直指向紙內(nèi)的磁通量最大的區(qū)域是() A甲 B乙C丙 D丁【例3】 如圖所示，線框面積為，水平放置磁感應(yīng)強(qiáng)度豎直向上，若將線框沿圖示方向以為軸順時(shí)針轉(zhuǎn)動，則此時(shí)磁通量的大小為_，若順時(shí)針轉(zhuǎn)動，則磁通量的改變量是_中檔題【例4】 如圖所示，兩個(gè)圓環(huán)同心放置，且半徑，一條形磁鐵置于兩環(huán)的圓心處，且與圓環(huán)平面垂直，則兩環(huán)中磁通量、之間的關(guān)系為() ABC D無法確定與的大小關(guān)系【例5】 有一矩形線圈，線圈平面與磁場方向成角，如圖示，設(shè)磁感應(yīng)強(qiáng)度為，線圈面積為，則穿過的磁通量為多大？知識點(diǎn)睛二法拉第電磁感應(yīng)定律知識點(diǎn)1 電磁感應(yīng)現(xiàn)象1.產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化，閉合電路中

5、就有感應(yīng)電流產(chǎn)生2.產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的條件無論回路是否閉合，只要穿過線圈平面的磁通量發(fā)生變化，線路中就有感應(yīng)電動勢產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源知識點(diǎn)2 法拉第電磁感應(yīng)定律1.內(nèi)容：電路中感應(yīng)電動勢的大小，跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比2.公式：，若線圈為匝，則有（運(yùn)用該公式應(yīng)嚴(yán)格區(qū)分磁通量、磁通量變化量，磁通量變化率的不同含義；另外，當(dāng)由磁場變化而引起時(shí)，常用求解；當(dāng)是由回路面積變化而引起時(shí)，常用來求解，由計(jì)算的為平均電動勢，一般不等于初、末電動勢的平均值）知識點(diǎn)3 導(dǎo)體切割磁感線所產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢導(dǎo)體切割磁感線所產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的大小的計(jì)算公式為（為勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，是

6、導(dǎo)線的有效切割長度，是導(dǎo)線上各點(diǎn)運(yùn)動的速度，為與之間的夾角若時(shí)，公式簡化為）兩個(gè)公式的選用求解導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的問題時(shí)，兩個(gè)公式都可求解某一過程（或某一段時(shí)間）內(nèi)的感應(yīng)電動勢、平均電流、通過導(dǎo)體橫截面的電量等問題，應(yīng)選用求解某一時(shí)刻（或某一位置）的感應(yīng)電動勢，計(jì)算瞬時(shí)電流、電功率及某段時(shí)間的電功、電熱等問題，應(yīng)選用例題精講【例6】 關(guān)于感應(yīng)電流的產(chǎn)生，下列說法中正確的是( )A只要閉合電路內(nèi)有磁通量，閉合電路中就有感應(yīng)電流B穿過螺線管的磁通量發(fā)生變化時(shí)，螺線管內(nèi)部就一定有感應(yīng)電流的產(chǎn)生C線圈不閉合時(shí)，即使穿過線圈的磁通量發(fā)生變化，線圈中也沒有感應(yīng)電流D只要閉合電路的一部分做切割

7、磁感線運(yùn)動，電路中就一定有感應(yīng)電流【鞏固】 下列現(xiàn)象中，屬于電磁感應(yīng)現(xiàn)象的是()A磁場對電流產(chǎn)生力的作用B變化的磁場使閉合電路中產(chǎn)生電流C插在通電螺線管中的軟鐵棒被磁化D電流周圍產(chǎn)生磁場【鞏固】 閉合線圈中的感應(yīng)電流的大小與穿過線圈的磁通量之間的關(guān)系，以下幾種說法中，不可能的是()A線圈中的磁通量很大，感應(yīng)電流為零B線圈中的磁通量為零，感應(yīng)電流很大C線圈中的磁通量改變，感應(yīng)電流不變D線圈中的磁通量改變，感應(yīng)電流為零【例7】 如圖所示，用導(dǎo)線做成的圓形回路與一直導(dǎo)線構(gòu)成幾種位置組合，哪些組合中，切斷直導(dǎo)線中的電流時(shí)，閉合回路中會有感應(yīng)電流產(chǎn)生(圖A、B、C中直導(dǎo)線都與圓形線圈在同一平面內(nèi)，點(diǎn)為線

8、圈的圓心，D圖中直導(dǎo)線與圓形線圈垂直，并與中心軸重合 ()【鞏固】 如圖，圓圈代表閉合線圈的部分導(dǎo)線的橫截面，速度都在紙面內(nèi)，關(guān)于感應(yīng)電流的有無及方向的判斷正確的是（ ）A甲圖中有感應(yīng)電流，方向向里B乙圖中有感應(yīng)電流C丙圖中無感應(yīng)電流D丁圖中四位置上均無感應(yīng)電流【例8】 關(guān)于電磁感應(yīng)的下述說法中,正確的是( ) A穿過線圈的磁通量越大，感應(yīng)電動勢越大 B穿過線圈的磁通量為零，感應(yīng)電動勢一定為零 C穿過線圈的磁通量的變化越大，感應(yīng)電動勢越大 D穿過線圈的磁通量變化越快，感應(yīng)電動勢越大【例9】 穿過一個(gè)單匝線圈的磁通量，始終為每秒鐘均勻地增加，則() A線圈中的感應(yīng)電動勢每秒鐘增加B線圈中的感應(yīng)電

9、動勢每秒減少C線圈中的感應(yīng)電動勢始終為D線圈中不產(chǎn)生感應(yīng)電動勢【鞏固】 如圖所示，閉合開關(guān)，將條形磁鐵插入閉合線圈，第一次用，第二次用，并且兩次的起始和終止位置相同，則() A第一次磁通量變化較大B第一次的最大偏角較大C第一次經(jīng)過的總電量較多D若斷開，均不偏轉(zhuǎn)，故均無感應(yīng)電動勢【例10】 如圖所示，在豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，將一水平放置的金屬棒以水平速度拋出，設(shè)整個(gè)過程中棒的取向不變且空氣阻力不計(jì)，則在金屬棒運(yùn)動的過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的大小變化情況是() A越來越大 B越來越小C保持不變 D.無法判斷【鞏固】 如圖所示，金屬圓環(huán)處于有直線邊界的勻強(qiáng)磁場中；磁場方向與圓環(huán)平面垂直，現(xiàn)以垂直于磁場

10、邊界的速度將圓環(huán)勻速拉出磁場，在該過程中，圓環(huán)上的感應(yīng)電流()A大小不變 B逐漸減小C逐漸增大 D先增大后減小中檔題【例11】 如圖所示的條形磁鐵的上方，放置一矩形線框，線框平面水平且與條形磁鐵平行，則線框在由端勻速平移到端的過程中，線框中的感應(yīng)電流的情況是( )A線框中始終無感應(yīng)電流B線框中始終有感應(yīng)電流C線框中開始有感應(yīng)電流，當(dāng)線框運(yùn)動到磁鐵上方中部時(shí)無感應(yīng)電流，以后又有了感應(yīng)電流D開始無電流，當(dāng)運(yùn)動到磁鐵中部的上方時(shí)有感應(yīng)電流，后來又沒有感應(yīng)電流【鞏固】 繞在同一鐵芯上的線圈、按圖所示方法連接，為電流表( )A開關(guān)S閉合瞬間，G的示數(shù)不為零B保持開關(guān)S閉合狀態(tài)，G的示數(shù)不為零C保持開關(guān)S

11、閉合，移動變阻器滑動觸頭的位置，G的示數(shù)為零D斷開開關(guān)S的瞬同，G的示數(shù)為零【鞏固】 如圖所示，線圈有一半稍寬一些在回路內(nèi)，兩線圈彼此絕緣，當(dāng)開關(guān)S閉合瞬間，則線圈中 (提示：用合磁通來分析)()A有感應(yīng)電流產(chǎn)生B無感應(yīng)電流產(chǎn)生C可能有也可能沒有感應(yīng)電流D無法確定【鞏固】 帶負(fù)電的圓環(huán)繞圓心旋轉(zhuǎn)，在環(huán)的圓心處有一閉合小線圈，小線圈和圓環(huán)在同一平面，則()A只要圓環(huán)在轉(zhuǎn)動，小線圈內(nèi)就一定有感應(yīng)電流的產(chǎn)生B圓環(huán)不管怎樣轉(zhuǎn)動，小線圈內(nèi)都沒有感應(yīng)電流的產(chǎn)生C圓環(huán)在做變速轉(zhuǎn)動時(shí)，小線圈內(nèi)一定有感應(yīng)電流的產(chǎn)生D圓環(huán)做勻速轉(zhuǎn)動時(shí)，小線圈內(nèi)沒有感應(yīng)電流的產(chǎn)生【鞏固】 如圖所示，一有限范圍的勻強(qiáng)磁場，寬度為，將

12、一邊長為的正方形導(dǎo)線框以速度勻速地通過磁場區(qū)域，若則在線框通過磁場區(qū)域的過程中不產(chǎn)生感應(yīng)電流的時(shí)間應(yīng)等于 ，若，則在線框通過磁場區(qū)域的過程中，線框中不產(chǎn)生感應(yīng)電流的時(shí)間為 【例12】 穿過某線圈的磁通量隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖所示，在線圈內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電動勢最大值的時(shí)間是()AB CD【鞏固】 （2009年山東理綜）如圖所示，一導(dǎo)線彎成半徑為的半圓形閉合回路虛線右側(cè)有磁感應(yīng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場，方向垂直于回路所在的平面回路以速度向右勻速進(jìn)入磁場，直徑始終與垂直從點(diǎn)到達(dá)邊界開始到點(diǎn)進(jìn)入磁場為止，下列結(jié)論正確的是A感應(yīng)電流方向不變B段直線始終不受安培力C感應(yīng)電動勢最大值 D感應(yīng)電動勢平均值【例13】 如圖所示

13、是一種測量通電螺線管中磁場的裝置，把一個(gè)很小的測量線圈A放在待測處，線圈與測量電量的沖擊電流計(jì)G串聯(lián)，當(dāng)用雙刀雙擲開關(guān)S使螺線管的電流反向時(shí)，測量線圈中就產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，從而引起電荷的遷移，由表G測出電量Q，就可以算出線圈所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B。已知測量線圈共有N匝，直徑為d，它和表G串聯(lián)電路的總電阻為R，則被測處的磁感強(qiáng)度B為多大？【例14】 如圖所示，U形導(dǎo)線框固定在水平面上，右端放有質(zhì)量為m的金屬棒ab，ab與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為，它們圍成的矩形邊長分別為L1、L2，回路的總電阻為R。從t=0時(shí)刻起，在豎直向上方向加一個(gè)隨時(shí)間均勻變化的勻強(qiáng)磁場B=kt，（k0）那么在t為多大時(shí)，金屬棒開始

14、移動？【鞏固】 如圖所示，豎直放置的U形導(dǎo)軌寬為L，上端串有電阻R（其余導(dǎo)體部分的電阻都忽略不計(jì)）。磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場方向垂直于紙面向外。金屬棒ab的質(zhì)量為m，與導(dǎo)軌接觸良好，不計(jì)摩擦。從靜止釋放后ab保持水平而下滑。試求ab下滑的最大速度vm【例15】 粗細(xì)均勻的電阻絲圍成的正方形線框置于有界勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直于線框平面，其邊界與正方形線框的邊平行現(xiàn)使線框以同樣大小的速度沿四個(gè)不同方向平移出磁場，如圖所示，則在移出過程中線框的一邊兩點(diǎn)間電勢差絕對值最大的是()【例16】 如圖所示，長L1寬L2的矩形線圈電阻為R，處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場邊緣，線圈與磁感線垂直。求：將線圈以向右

15、的速度v勻速拉出磁場的過程中，拉力F大?。?拉力的功率P； 拉力做的功W； 線圈中產(chǎn)生的電熱Q ；通過線圈某一截面的電荷量q ?！眷柟獭?如圖所示，把矩形線圈從勻強(qiáng)磁場中勻速拉出，第一次速度為，第二次速度為，且，那么若第一次拉力做功為，第二次拉力做功為；第一次與第二次拉力的功率分別為；通過線圈的電量分別為，則,.【鞏固】 如圖所示，先后以速度v1和v2勻速把一矩形線圈拉出有界勻強(qiáng)磁場區(qū)域，v1=2v2在先后兩種情況下 （ ）A線圈中的感應(yīng)電流之比為I1I2=21B線圈中的感應(yīng)電流之比為I1I2=12C線圈中產(chǎn)生的焦耳熱之比Q1Q2=14D通過線圈某截面的電荷量之比q1q2=12【例17】 如圖

16、所示，一金屬方框從離磁場區(qū)域上方高處自由下落，然后進(jìn)入與線框平面垂直的勻強(qiáng)磁場中，在進(jìn)入磁場的過程中，可能發(fā)生的情況是（ ）A線框做加速運(yùn)動，加速度B線框做勻速運(yùn)動C線框做減速運(yùn)動D線框會反跳回原處【鞏固】 邊長為的正方形金屬導(dǎo)線框，在如圖所示的初始位置由靜止開始下落，通過一勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁場方向是水平的且垂直于線框平面，磁場區(qū)域的寬度等于，上下邊界如圖中水平虛線所示，從線框開始下落到完全穿過磁場區(qū)域的整個(gè)過程中（ ）A線框中總是有感應(yīng)電流存在B線框受到的磁場力的合力的方向有時(shí)向上，有時(shí)向下C線框運(yùn)動的方向始終是向下的D線框速度的大小不一定總是在增加家庭作業(yè)1. 閉合電路中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的大小

17、，跟穿過這一閉合電路的下列哪個(gè)物理量成正比 （ ）A磁通量 B磁感強(qiáng)度C磁通量的變化率 D磁通量的變化量2. 如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.2T的勻強(qiáng)磁場中，有一長為0.5m的導(dǎo)體AB在金屬框架上以10m/s的速度向右滑動，R1=R2=20，其它電阻不計(jì)，則流過AB的電流是 。月測備選3. 如圖所示，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為，的方向與水平方向的夾角為，圖中實(shí)線位置有一面積為的矩形線圈處于磁場中，并繞著它的一條邊從水平位置轉(zhuǎn)到豎直位置（圖中虛線位置）在此過程中磁通量的改變大小為（ ）A B C D4. 如圖所示，平行金屬導(dǎo)軌間距為d，一端跨接電阻為R，勻強(qiáng)磁場磁感強(qiáng)度為B，方向垂直平行導(dǎo)軌平面，一根

18、長金屬棒與導(dǎo)軌成角放置，棒與導(dǎo)軌的電阻不計(jì)，當(dāng)棒沿垂直棒的方向以恒定速度v在導(dǎo)軌上滑行時(shí)，通過電阻的電流是 （ ）ABdv/(Rsin) BBdv/R CBdvsin/R DBdvcos/R5. 如圖所示，水平面上固定有平行導(dǎo)軌，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場方向豎直向下。同種合金做的導(dǎo)體棒ab、cd橫截面積之比為21，長度和導(dǎo)軌的寬均為L，ab的質(zhì)量為m ，電阻為r，開始時(shí)ab、cd都垂直于導(dǎo)軌靜止，不計(jì)摩擦。給ab一個(gè)向右的瞬時(shí)沖量I，在以后的運(yùn)動中，cd的最大速度vm、最大加速度am、產(chǎn)生的電熱各是多少？介子理論的誕生本世紀(jì)初，物理學(xué)經(jīng)歷了一場偉大的革命，1925年起，新的量子力學(xué)漸漸取代了舊

19、的量子論。當(dāng)時(shí)，物理學(xué)還有兩個(gè)尚待開墾的領(lǐng)域：一個(gè)是研究更完整的相對論體系的量子理論；另一個(gè)是用量子理論研究原子核物理，尤其是研究什么力量把質(zhì)子、中子結(jié)合成原子核的。湯川秀樹選擇了后者作為自已的研究目標(biāo)。要想把中子和質(zhì)子保持在原子核那樣小的體積內(nèi)，就必須有一種力。物理學(xué)家把這種膠合中子、質(zhì)子的力稱為核力。這是一種非常強(qiáng)的吸引力，而且作用范圍只有1013厘米，一超過這個(gè)距離，核力便隱退了，它不象電磁力那樣，可以傳遞到幾千公里，甚至更遠(yuǎn)的地方去。核力只作用于中子、質(zhì)子之間，這一點(diǎn)也不象電磁力，因?yàn)殡姶帕χ粚в须姾傻牧Ｗ悠鹱饔茫凶邮遣粠щ姷??？傊肆κ且环N非常奇怪的力。湯川秀樹從期刊中得知，世界上有些著名的物理學(xué)家，都想解開核力之謎，卻沒有一個(gè)成功。這顯然是一塊硬骨頭，所以他并不急于立即深入原子核；