2.2 法拉第电磁感应定律-2021-2022学年高二物理精讲与精练高分突破考点专题系列（人教版2019选择性必修第二册）

第二章：电磁感应 2.2：法拉第电磁感应定律 一：知识精讲归纳 考点一、电磁感应定律 1．感应电动势 (1)在电磁感应现象中产生的电动势． (2)产生感应电动势的那部分导体相当于电源． (3)在电磁感应现象中，只要闭合回路中有感应电流，这个回路就一定有电动势；回路断开时，虽然没有感应电流，但电动势依然存在． 2．磁通量的变化率 磁通量的变化率表示磁通量变化的快慢，用表示，其中ΔΦ表示磁通量的变化量，Δt表示发生磁通量变化所用的时间． 3．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n为线圈的匝数． (3)在国际单位制中，磁通量的单位是韦伯(Wb)，感应电动势的单位是伏(V)． 考点二、导线切割磁感线时的感应电动势 1．导线垂直于磁场方向运动，B、l、v两两垂直时，如图所示，E＝Blv.　　　 2．导线的运动方向与导线本身垂直，但与磁感线方向夹角为θ时，如图所示，E＝Blvsin_θ. 3．导体棒切割磁感线产生感应电流，导体棒所受安培力的方向与导体棒运动方向相反，导体棒克服安培力做功，把其他形式的能转化为电能． 技巧一：法拉第电磁感应定律的理解和应用 1．感应电动势的大小：决定于穿过电路的磁通量的变化率. 和B·的两种表达形式为S·而与Φ的大小、ΔΦ的大小没有必然联系．而 2．磁通量的变化率：是Φ­t图象上某点切线的斜率大小． 3．Φ、ΔΦ与三者之间的关系 物理量 单位 物理意义 计算公式 磁通量Φ Wb 表示某时刻或某位置时穿过某一面积的磁感线条数的多少 Φ＝B·S⊥ 磁通量的变化量ΔΦ Wb 表示在某一过程中穿过某一面积的磁通量变化的多少 ΔΦ＝|Φ2－Φ1| 磁通量的变化率 Wb/s 表示穿过某一面积的磁通量变化的快慢 ＝ 4.平均电动势与瞬时电动势 用E＝n计算的既是Δt时间内的平均电动势，也是某个时刻的瞬时电动势． 计算的是Δt时间内的平均电动势．在磁通量均匀变化时，E＝n 技巧一：对公式E＝BLv的理解 1．该公式可看成法拉第电磁感应定律的一个推论，一般用于导体各部分切割磁感线的速度相同的情况，当v为瞬时速度时，E为瞬时感应电动势；若v是平均速度，则E为平均感应电动势．如果导体各部分切割磁感线的速度不相等， 可取其平均速度求电动势．例如如图导体棒在磁场中绕A点在纸面内以角速度ω匀速转动，磁感应强度为B，则AC在切割磁感线时产生的感应电动势为：E＝Blv＝Bl·Bl2ω. ωl＝ 2．公式中的v应理解为导线和磁场间的相对速度，当导线不动而磁场运动时，也有电磁感应现象产生． 3．公式中的l应理解为导线切割磁感线时的有效长度．如果导线和磁场不垂直，l应是导线在垂直磁场方向投影的长度；如果切割磁感线的导线是弯曲的，l应取导线两端点的连线在与B和v都垂直的直线上的投影长度． 例如，如图所示的三幅图中切割磁感线的导线是弯曲的，则切割磁感线的有效长度应取与B和v垂直的等效直线长度，即ab的长． 二：考点题型归纳 题型一：法拉第电磁感应定律的理解 1．（2021·全国·高二课时练习）关于感应电动势，下列说法中正确的是（ ）。 A．穿过导电线圈的磁通量越大，产生的感应电动势越大 B．穿过导电线圈的磁通量的变化越大，产生的感应电动势越大 C．穿过导电线圈的磁通量变化越快，产生的感应电动势越大 D．穿过导电线圈的磁通量为零，产生的感应电动势一定为零 2．（2021·全国·高二专题练习）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．（2021·全国·高二）如图甲为手机及无线充电板。图乙为充电原理示意图。为方便研究，现将问题做如下简化：设受电线圈的匝数为n，面积为S，该区域的磁场可视为匀强磁场；若在t1到t2时间内，匀强磁场的磁感线垂直于受电线圈平面向上穿过线圈，其磁感应强度由B1均匀增加到B2，下列说法正确的是（　　） A．c点的电势高于d点的电势 B．受电线圈中感应电流方向由d到c C．受电线圈中产生的感应电动势为 D．若想增加c、d之间的电势差，可以仅均匀增加送电线圈中的电流 题型二：公式E＝BLv的理解 4．（2021·福建省建瓯市芝华中学高二期中）空间存在磁感应强度大小为 的匀强磁场，在如图所示的几种情况中，金属导体中产生的感应电动势为 的是（　　） A．