2.2 法拉第电磁感应定律-2022-2023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）

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而与Φ的大小、ΔΦ的大小没有必然联系．而的两种表达形式为S·和B·. 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计算的是Δt时间内的平均电动势．在磁通量均匀变化时，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． 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·ωl＝Bl2ω. 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．（2022·陕西·长安一中高二期中）在变化的磁场中，穿过一个50匝闭合线圈的磁通量每秒均匀增加1Wb，则下列说法中正确的是（　　） A．线圈中的感应电动势每秒钟增加1V B．线圈中的感应电动势每秒钟增加50V C．线圈中的感应电动势为50V D．线圈中的感应电动势为0V 2．（2022·青海西宁·高二期末）如图所示，一正方形线圈的匝数为，边长为a，线圈平面与匀强磁场垂直，且一半处在磁场中，在时间内，磁感应强度方向不变，大小由均匀地增大到，在此过程中，线圈中产生的感应电动势为（　　） A． B． C． D． 3．（2021·重庆·高二期末）用两根粗细、材料均相同的导线绕制成如图所示的矩形闭合线圈A和B，匝数分别为和，在它们之间放有一根平行于两线圈平面且与两线圈距离相等的通电直导线。若通电直导线中的电流I均匀增大，则下列说法正确的是（　　） A．穿过线圈A、B的磁通量之比为 B．线圈A、B中的感应电流方向相同 C．线圈A、B中的感应电动势大小之比为 D．线圈A、B中的感应电流大小之比为4∶3 题型二：公式E＝BLv的理解 4．（2022·全国·高二课时练习）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两端的电压，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