4.4 法拉第电磁感应定律-2021-2022学年高二物理精梳细讲 讲义（人教版选修3-2）

4.4法拉第电磁感应定律 【基础知识梳理】 知识点01 电磁感应定律 1.感应电动势 （1）定义：在电磁感应现象中产生的电动势叫做感应电动势。产生的感应电动势的那部分导体就相当于电源。 （2）分类 1　 感生电动势：由感生电场产生的感应电动势。 2　 动生电动势：由于导体运动而产生的感应电动势。 2.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： 。式中的n为线圈的匝数， 是磁通量的变化率。 知识点02 导线切割磁感线时的感应电动势 1.公式： （1）上式仅适用于导线各点以相同的速度在匀强磁场中切割磁感线的情况，且l、v、B两两垂直。 （2）在 ， ，而 与 成 夹角时，如图所示，导线切割磁感线产生的感应电动势大小为 。 2.导体棒绕其上一点以角速度 转动，切割磁感线产生感应电动势的大小： （1）以中点为轴时，E=0（两段的代数和为0）。 （2）以端点为轴时， （平均速度取中点位置的速度）。 （3）以任意点为轴时， 。 知识点03 反电动势 电动机转动时，线圈中也会产生感应电动势，这个感应电动势总要削弱电源电动势的作用，我们把这个电动势称为反电动势。该电动势的方向与电源电动势的方向相反。 【例题讲解】 1、 法拉第电磁感应定律 1．关于电磁感应现象，下列说法中正确的是（　　） A．只要闭合电路中有磁通量，闭合电路中就有感应电流产生 B．只要闭合线圈做切割磁感线运动，电路中就一定有感应电流 C．穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大 D．穿过线圈的磁通量变化率越大，感应电动势越大 2．如图所示，面积为S、匝数为n的线圈内有匀强磁场，已知磁感应强度随时间的变化规律为 （k＞0且为常数，但未知），当t＝0时磁场方向垂直纸面向里。在磁场方向改变之前，有一带电荷量为q、质量为m的粒子静止于水平放置的、间距为d的平行板电容器中间。（重力加速度为g）由此可以判断（　　） A．此粒子带正电 B．磁感应强度的变化率为 C．当磁场方向改变后，该粒子将向下做加速运动 D．电容器所带电荷量与时间成正比 3．如图所示，a、b两个闭合正方形线圈用同样材料和粗细的的导线制成，匝数均为N匝，线圈边长 ，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，则下列说法正确的是（　　） A．两线圈内产生逆时针方向的感应电流 B．a、b线圈中感应电动势之比为4∶1 C．a、b线圈中感应电流之比为4∶1 D．a、b线圈中电功率之比为4∶1 4．如图所示，100匝的线圈两端M、N与一个理想电压表V相连。线圈内有方向垂直纸面向内的磁场，线圈中的磁通量按如图所示规律变化。则下列说法正确的是（　　） A．电压表示数为150V，M端接电压表正接线柱 B．电压表示数为150V，N端接电压表正接线柱 C．电压表示数为50.0V，M端接电压表正接线柱 D．电压表示数为50.0V，N端接电压表正接线柱 5．（多选）如图所示，金属杆ab静止放在水平固定的“U”形金属框上，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中。当磁感应强度均匀增大时，杆ab总保持静止，则（　　） A．杆中感应电流方向是从b到a B．杆中感应电流大小均匀增大 C．金属杆所受安培力方向水平向左 D．金属杆所受安培力大小均匀增大 6．（多选）如图所示，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始终与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 D．感应电动势平均值 = 2、 对导体棒切割磁感线产生电动势的理解和计算 7．如图所示，两根相距为l的平行直导轨ab、cd，b、d间连有一定值电阻，阻值为R，MN为放在ab和cd上的一导体杆，与ab垂直，其电阻值为 ，导轨电阻可忽略不计整个装置处于匀强磁场中，磁感应强度的大小为B，磁场方向垂直于导轨所在平面（指向图中纸面内）现对MN施力使它沿导轨方向以速度v（如图）做匀速运动。令U表示MN两端电压的大小，则（　　） A． ，流过定值电阻R的感应电流由b到d B． ，流过定值电阻R的感应电流由b到d C． ，流过定值电阻R的感应电流由b到d D． ，流过定值电阻R的感应电流由d到b 8．如图所示，水平放置的平行金属导轨MN和PQ之间接有定值电阻R，导体棒ab长为l且与导轨接触良好，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，现使导体棒ab向右匀速运动，下列说法正确的是（　　） A．导体棒ab两端的感应电动势越来越小 B．导体棒ab中的感应电流方向是a→b C．导体棒ab所受合力做功为零 D．导体棒ab所受