2025届高考物理一轮复习导学案：法拉第电磁感应定律

( 高三一轮 组题人： 核对人： 审核人： 学案 理科系列 第 周 第 个 ) 一．法拉第电磁感应定律 (1)内容: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. 表达式:，n为线圈的匝数. 法拉第电磁感应定律是计算感应电动势的普适规律. (2)说明:①是确定感应电动势的普遍规律，适用于导体回路，回路不一定闭合. ②在中，E的大小是由匝数及磁通量的变化率(即磁通量变化的快慢)决定的，与Φ或△Φ之间无大小上的必然联系.磁通量Φ表示穿过某一平面的磁感线的条数；磁通量的变化量△Φ表示磁通量变化的多少；磁通量的变化率表示磁通量变化的快慢.Φ大，△Φ及不一定大；大，Φ及△Φ也不一定大.它们的区别类似于力学中的v、△v及的区别. ③一般计算△t时间内的平均电动势，但若是恒定的，则E不变也是瞬时值. ④若S不变，B随时间变化时，则；若B不变，回路面积S随时间变化时，则. 【例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 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 【例2】如图 所示，圆形线圈 M 的匝数为 50匝，它的两个端点 a、b 与理想电压表相连，线圈中磁场方向如图，线圈中磁通量的变化规律如图乙所示，则 ab 两点的电势高低与电压表读数为 A．Φa>Φb，20 V B．Φa>Φb，10 V C．Φa<Φb，20 V D．Φa<Φb，10 V 【例3】、将一段导线绕成图甲所示的闭合回路，并固定在水平面(纸面)内.回路的ab边置于垂直纸面向里的匀强磁场Ⅰ中.回路的圆环区域内有垂直纸面的磁场Ⅱ，以向里为磁场Ⅱ的正方向，其磁感应强度B随时间t变化的图象如图乙所示.用F表示ab边受到的安培力，以水平向右为F的正方向，能正确反映F随时间t变化的图象是(　　) 二.导体平动切割磁感线产生感应电动势 (1)公式:E=BLv (可从法拉第电磁感应定律推出) (2)说明:上式仅适用于导体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与B两两垂直. ②当L⊥B,L⊥v,而v与B成θ角时，感应电动势E=BLvsinθ. ③若导线是曲折的，则L应是导线的有效切割长度. ④公式E=BLv中，若v是一段时间内的平均速度，则E为平均感应电动势，若v为瞬时速度，则E为瞬时感应电动势. 【例4】半径为a右端开小口的导体圆环和长为2a的导体直杆，单位长度电阻均为R0。圆环水平固定放置，整个内部区域分布着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B。杆在圆环上以速度v平行于直径CD向右做匀速直线运动，杆始终有两点与圆环良好接触，从圆环中心O开始，杆的位置由θ确定，如图所示。则 A．θ=0时，杆产生的电动势为2Bav B．θ=时，杆产生的电动势为 C．θ=0时，杆受的安培力大小为 D．θ=时，杆受的安培力大小为 【例5】如图，一有界区域内，存在着磁感应强度大小均为B，方向分别垂直于光滑水平桌面向下和向上的匀强磁场，磁场宽度均为L，边长为L的正方形线框abcd的bc边紧靠磁场边缘置于桌面上，使线框从静止开始沿x轴正方向匀加速通过磁场区域，若以逆时针方向为电流的正方向，能反映线框中感应电流变化规律的是(　　) ( O ω A )三、.导体转动切割磁感线产生的感应电动势 当导体在垂直于磁场的平面内，绕一端以角速度ω匀速转动， 切割磁感线产生感应电动势时:. [例6]．（2012·新课标理综）如图，均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框，半圆直径与磁场边缘重合；磁场方向垂直于半圆面（纸面）向里，磁感应强度大小为B0.。使该线框从静止开始绕过圆心O、垂直于半圆面的轴以角速度ω匀速转动半周，在线框中产生感应电流。现使线框保持图中所示位置，磁感应强度大小随时间线性变化。为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流，磁感应强度B随时间的变化率的大小应为 A. B. C. D. 【例7】金属杆MN和PQ间距为l，MP间接有电阻R，磁场如图所示，磁感应强度为B．金属棒AB长2l，由图示位置以A为轴，以角速度ω匀速转过90°求该过程中 （1）R上的最大功率． （2）通过R的电量． 四、线圈在磁场中转动切割 线圈（面积为S）在匀强磁场B中以角速度ω绕垂直于磁场的在线圈平面内的任意轴匀速转动,产生的感应电动势： 线圈平面与磁感线平行时E=BωS 线圈平面与磁感线垂直时E=0 线圈平面与磁感线夹角为θ时E=BωScosθ [例8] 如图所示，匀强磁场的磁感强度B=0.5T，边长为20cm的正方形线圈共40匝，绕对称轴OO′（垂直于磁感线）匀速转动，转速n=120r/min，转动过程中感应电动势的最大值是 　V，穿过线圈平面的磁通量变化率的最大值是　　Wb/s，若从图示位置算起，转过90°角的过程中平均感应电动势是　　V，从图示位置转过30°角时，线圈中的瞬时感应电动势是　　V． 答案：1C2B3B4AD5AC6C 7、 8、 学科网（北京）股份有限公司 $$