1、第四节 法拉第电磁感应定律,知识点1 影响感应电动势大小的因素1感应电动势：在电磁感应现象中产生的电动势2实验结果表明：感应电动势的大小跟磁通量的变化快慢,有关，磁通量变化越_，感应电动势越_,快,大,3磁通量的变化量和变化率：(1)设某时刻 t1 穿过线圈的磁通量为1，下一时刻 t2 穿过线圈的磁通量为2，则：磁通量的变化量21；,磁通量的变化率_.,(2)磁通量虽然没有方向，但1、2 可正可负(3)磁通量的变化量反映磁通量变化的多少，而磁通量的变化率反映磁通量变化的快慢,知识点2 法拉第电磁感应定律1内容：电路中的感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比,2表达式：_.,3单
2、位之间的换算关系：1 V1 Wb/s.,4推广式：_，n 为线圈的匝数,知识点 3 感应电动势的另外一种表达式,EBLv,1导体做切割磁感线运动产生的感应电动势：_.2条件：导体的运动方向与磁场方向垂直且做最有效切割3适用范围及变化：(1)公式 EBLv 只适用于导体做切割磁感线运动而产生的感应电动势的计算，且磁场是匀强磁场，导体的运动方向、磁场方向和导体长度 L 两两互相垂直(2)当导体的运动方向与磁场方向间的夹角为时，则感应电,动势为_.,EBLvsin ,知识点 4 法拉第电磁感应定律的理解,1电路中的感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量,的变化率成正比，可以这样理解：,(1)磁通量
3、的变化率反映的是磁通量变化的快慢；(2)可以利用磁通量的变化率计算感应电动势的大小；(3)利用法拉第电磁感应定律计算出的电动势是一段时间,内电动势的平均值,2当穿过某回路的磁通量的变化率为恒定值时，产生的电动势将为恒量，在闭合回路中可形成恒定电流,3利用公式 En,t,计算线圈中的磁通量发生变化产生电,动势时，n 为线圈的匝数,【例题】如图 141 所示，abcd 区域里有一匀强磁场，现有一竖直的圆环，使它匀速下落，在下落过程中，它的左半部通过水平方向的磁场O 是圆环的圆心，AB 是圆环竖直直径,的两个端点，那么(,),图 141,A当 A 与 b 重合时，环中电流最大B当 O 与 b 重合时
4、，环中电流最大C当 O 与 b 重合时，环中电流最小D当 B 与 b 重合时，环中电流最大解析：曲线在垂直于磁感线和线圈速度所确定的方向上投影线的长度是有效切割长度，当 O 与 b 重合时，切割线最长答案：B,【配对训练】1将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，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(,),C,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,t,与导体切割磁感线产生的电动势,知识点5 表达式EnEBLv 的关系,1En,t,
5、是感应电动势计算的通式，该式既适用于磁场,变化的情况，又适用于导体切割磁感线的情况2EBLv 只适用于导体切割磁感线产生的电动势的计算，同时，还要求磁场的磁感应强度 B 是恒定的，导体的运动方向与磁场方向垂直,【例题】如图 142 甲所示，环形线圈的匝数 N100匝，它的两个端点 a 和 b 与电压表相连，线圈内磁通量的变化规律如图乙所示，则 Uab_.,图 142,答案：50 V,【配对训练】2如图 143 所示，圆环 a 和圆环 b 半径之比为 21，两环用同样粗细的、同种材料的导线连成闭合回路，连接两圆环的导线电阻不计，匀强磁场的磁感应强度变化率恒定，则在a 环单独置于磁场中和 b 环单
6、独置于磁场中两种情况下，M、N,两点的电势差之比为(,),图 143,A41,B14,C21,D12,答案：C,题型1,法拉第电磁感应定律的应用,【例题】铁路上使用一种电磁装置向控制中心传输信号以确定火车的位置和速度被安放在火车首节车厢下面的磁铁能产生匀强磁场，如图 144 所示(俯视图)，当它经过安放在两铁轨间的线圈时，便会产生一电信号，被控制中心接收当火车以恒定速度通过线圈时，表示线圈两端的电压 Uab 随时间,变化的关系的图象是(,),图 144,解析：当火车以恒定速度通过线圈时，线圈中的磁通量发生变化，因此，线圈会产生感应电动势，该电动势可以等效认为是线圈的一条边切割磁感线产生的，因此
7、，线圈两端的电压Uab 是恒定的电压，根据右手定则判断，火车进入线圈时，Uab为负值，火车离开线圈时，Uab 为正值,答案：C,规律总结：可以利用等效的思路将火车进入线圈的运动看成是线圈反向切割磁感线的运动，利用右手定则判断得到正确结果.,【触类旁通】1(双选，2012 年茂名一模)等腰直角三角形 OPQ 区域内存在匀强磁场，另有一等腰直角三角形导线框 ABC 以恒定的速度沿如图 145 所示方向穿过磁场关于线框中的感应电流，,以下说法中正确的是(,),图 145,A开始进入磁场时感应电流沿顺时针方向B开始进入磁场时感应电流最大,C开始穿出磁场时感应电流沿顺时针方向D开始穿出磁场时感应电流最大
8、,解析：线框开始进入磁场时，磁通量增加，根据楞次定律可以判断感应电流的方向为逆时针方向，所以选项 A 错误；线框开始穿出磁场时，磁通量减小，根据楞次定律可以判断感应电流的方向为顺时针方向，所以选项C 正确；线框在进入磁场时，切割磁感线的有效长度为AB 的长度(最大)，感应电流最大，所以选项 B 正确；线框开始穿出磁场时，切割磁感线的有效长度最小，所以选项D 错误,答案：BC,题型2,公式 EBLv 的应用,【例题】如图 146 所示，两条平行光滑金属滑轨与水平方向夹角为 30，匀强磁场的磁感应强度的大小为 0.4 T、方向垂直于滑轨平面金属棒 ab、cd 垂直于滑轨放置，有效长度 L 为0.5
9、 m，ab 棒质量为 0.1 kg，cd 棒质量为 0.2 kg，闭合回路有效电阻为0.2 (不变)当 ab 棒在沿斜面向上的外力作用下以 1.5 m/s 的速率匀速运动时，求：(1)cd 棒的最大速度；(2)cd 棒的速度达最大时，作用在 ab 棒上外力的功率(取 g10 m/s2，cd 棒无初速度释放，导轨无限长),图 146,答案：见解析,【触类旁通】2如图 147 所示，在一个光滑金属框架上垂直放置一根长 l0.4 m 的金属棒 ab，其电阻 r0.1 .框架左端的电阻 R0.4 .垂直框面的匀强磁场的磁感应强度 B0.1 T当用外力使棒 ab 以速度 v5 m/s 右移时，ab 棒中产生的感应电动势 E_，通过 ab 棒的电流 I_，ab 棒两端的电势差Uab_，在电阻 R 上消耗的功率 PR_，在 ab 棒上消耗的发热功率 PR_，切割运动中产生的电功率 P,_.,0.016 W,0.08 W,0.064 W,0.2 V,0.4 A,0.16 V,图 147,
