2.2法拉第电磁感应定律 课件-2024-2025学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册

2.2 法拉第电磁感应定律 观察下面两种实验： 一、导线切割磁感线：切割速度越快，产生的感应电流越大。 二、向线圈中插入条形磁体的实验：插入的速度越快，产生的感应电流就越大。 + G N S 电磁感应定律 德国物理学家纽曼、韦伯在对理论和实验资料进行严格分析后，于 1845 年和 1846 年先后指出：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。因法拉第对电磁感应现象研究的巨大贡献，后人称之为法拉第电磁感应定律（Faraday’s law of electromagneticinduction）。 法拉第 1791.09-1867.08 1.当各物理量单位都用国际单位时，k=1，则 2.若线圈有n匝时，可以看成n个单匝线圈串联而成 3.感应电动势单位: 伏特（V），1 V=1 Wb/s 4. 该公式只求E感大小，E感方向（与内部I感方向相同）由楞次定律另行判断，求值时ΔΦ取绝对值，不涉及正负。 5. E 一般为Δt内的平均感应电动势。 导体切割磁感线时的电动势 在Δt 时间内，线框的面积变化量：ΔS＝LvΔt 回路中的磁通量变化量：ΔΦ＝BΔS＝BLvΔt 产生的感应电动势为： 切割过程，如果导线的运动方向与导线本身是垂直的，但与磁感线方向有一个夹角 θ（如图） 产生的电动势： B 转动切割磁感线 如图所示，导体棒长为L，磁感应强度为B，垂直于纸面向里。以O为圆心转动，角速度ω，求E。 O A L ω × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × 右手定则：φA>φO，A相当于电源的正极。 1.如图所示的实验装置中，线圈的两端与电压传感器相连组成闭合回路，强磁体从长玻璃管上端口位置由静止下落，穿过线圈。下列说法正确的是( ) A. 强磁体在线圈上方下落过程中加速度大于g B. 若仅将线圈匝数增加，电压的最大值保持不变 C. 强磁体磁性越强，电压的最大值越大 D. 若仅将线圈到玻璃管上端口位置的距离加倍， 电压的最大值也将加倍 C 2.（多选）如图所示，abcd为水平放置的“匚”形光滑金属导轨，轨道ab 与轨道cd平行，间距为l，ab、cd两轨道间有垂直于导轨平面的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为B，导轨电阻不计。已知金属杆MN 水平放置，与轨道cd成θ角，金属杆的电阻为r，保持金属杆以速度v沿平行于cd 的方向滑动(金属杆与导轨接触良好)。则下列说法中正确的是( ) A. 电路中感应电动势的大小为 B. 电路中感应电动势的大小为 Blv C. 金属杆所受安培力的大小为 D. 电路中感应电流的大小为 BCD 3.如图所示，一长为l的导体棒在磁感应强度为B的匀强磁场中绕其一端以角速度ω在垂直于磁场的平面内匀速转动，ab两端产生的感应电动势为E，ab 两端的电势分别为、，则( ) A.， B.， C.， D.， B 4.教材习题改编（多选题）如图，单匝矩形线圈在匀强磁场中可绕00'轴转动，线圈的两个边长分别是l1和l2，转动时角速度是ω，磁场的磁感应强度为B，则( ) A. 矩形线圈在转动时，感应电动势是变化的 B. 线圈在图示位置时，感应电流沿逆时针方向 C. 线圈在与纸面垂直的平面内时，线圈中的感应电动势为0 D. 线圈在图示位置时，线圈中的感应电动势为 Bl1l2 ACD 5.教材习题改编：如图，在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中，将一水平放置的长为l的金属棒ab以某一水平速度v0抛出，金属棒在运动过程中始终保持水平。不计空气阻力，关于金属棒在运动过程中产生的感应电动势，下列判断正确的是( ) A. ab 棒不会产生电动势 B. ab 棒产生的电动势越来越大 C. ab棒产生的电动势保持不变，且a 端电势低于b端电势 D. ab 棒产生的电动势保持不变，且a 端电势高于b端电势 C 10.如图所示，由均匀导线制成的半径为R的圆环，以速度v匀速进入一磁感应强度大小为B的匀强磁场。当圆环运动到图示位置(∠aob= 90°)时，a、b两点的电势差为( ) A.BRv B. BRv C. BRv D. BRv D 2.如图甲所示，300匝的线圈两端A、B与一个理想直流电压表相连。线圈内有指向纸内方向的匀强磁场，线圈中的磁通量在按图乙所示规律变化(线圈电阻不计)。下列说法正确的是( ) A. A 端应接电压表正接线柱，电压表的示数为150V B. A端应接电压表正接线柱，电压表的示数为450V C. B 端应接电压表正接线柱，电压表的示数为150V D. B端应接电压表正接线柱，电压表的示数为450 V A 6.穿过闭合回路的磁通量Φ-t图像分别如图①~④，关于回路中感应电动势正确的是( ) A. 图①中回路产生的感应电动势恒定不变 B. 图②中回路产生的感应电动势一直在变大 C. 图④中回路产生的感应电动势先变小后变大 D. 图③中回路在0~t1时间内产生的感应电动势等于在t1~t2时间内产生的感应电动势 C 7.如图所示，一导线弯成半径为R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向里。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. 直径CD中的感应电流方向始终由C到D B. CD 段直导线始终不受安培力 C. 感应电动势最大值Em=BRv D. 感应电动势平均值=BRv C 8.如图所示，光滑水平面上有竖直向下的有界匀强磁场，磁感应强度大小。边长的正方形金属线框abcd，在水平外力F作用下以水平向右的速度匀速进入磁场区域。已知线框的电阻Ω，线框运动过程中ab、cd 两边始终与磁场边界平行。在线框进入磁场过程中，求: (1)线框中电流I的大小; (2) cd两点间的电势差Ucd; (3) 外力F的大小; (4)线框中产生的焦耳热Q。 a b c d 答案：（1）0.1A（2）0.03V（3）1×10-3N（4）1×10-4J 9.如图所示，水平面上有两根足够长接触良好。整个装置处于方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中。现给ab杆一个初速度v0，使杆向右运动，最终ab杆停在导轨上。下列说法正确的是( ) A. ab杆将做匀减速运动直到静止 B. ab 杆速度减为时，ab杆加速度大小为 C. ab 杆速度减为时，通过定值电阻的电荷 D. ab 杆速度减为时，ab杆通过的位移大小 B 10.如图，MN、PQ两条固定的光滑平行金属轨道与水平面成θ角，轨道间距为L。P、M 间接有阻值为R的电阻。质量为m的金属杆ab水平放置在轨道上，其有效阻值为r.空间存在磁感应强度为B的匀强磁场。磁场方向垂直于轨道平面向上。现由静止释放ab，若轨道足够长且电阻不计，重力加速度为g。求: (1)通过导体棒ab的电流方向; (2)金属杆ab运动的最大速度vm; (3)金属杆ab运动的加速度为方gsinθ时， 金属杆ab消耗的电热功率P。 答案：（1）由b到a（2）（3） Lavf58.29.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $$