第2章 第2节 法拉第电磁感应定律（课件PPT）-【新课程学案】2025-2026学年高中物理选择性必修第二册（教科版）

法拉第电磁感应定律 第 2 节 核心素养导学 物理观念 (1)理解感应电动势的概念。 (2)理解法拉第电磁感应定律。 科学思维 (1)知道E=和E=Blvsin θ的内在联系。 (2)经历推理得出E=Blvsin θ的过程，体会矢量分解的方法。 (3)会用法拉第电磁感应定律求解相关问题。 科学态度与责任 (1)通过法拉第电磁感应定律的应用，能体会科学家的不断创造推动了社会的进步。 (2)对动手做实验有浓厚的兴趣，能体会法拉第电磁感应定律等物理定律之美。 [四层]学习内容1 落实必备知识 [四层]学习内容2 强化关键能力 01 02 CONTENTS 目录 [四层]学习内容3 ·4 浸润学科素养和核心价值 课时跟踪检测 03 04 [四层]学习内容1 落实必备知识 一、感应电动势 1.定义：由__________产生的电动势。 2.感应电动势与感应电流的关系 (1)闭合回路中的感应电流由感应电动势和回路中的______决定。 (2)如果回路没有闭合，只要穿过回路的磁通量发生变化，虽然没有感应电流产生，但感应电动势依然存在。 电磁感应 电阻 二、电磁感应定律 1.实验探究结果：感应电动势的大小与磁通量的变化______有关。 2.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________成正比。 3.表达式：E=______(单匝线圈)；E=______ (n匝线圈)。 快慢 变化率 n [微点拨] (1)正确区别Φ、ΔΦ、，其中为磁通量变化率。 (2)有感应电动势，不一定有感应电流。 三、导线切割磁感线的感应电动势 1.垂直切割 Δt时间内闭合电路的磁通量的变化量 ΔΦ=BΔS=________ 根据法拉第电磁感应定律，E=，由此求得感应电动势：E=_______。 BLvΔt BLv 2.不垂直切割 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α(如图)，速度v可以分解为两个分量： 垂直于磁感线的分量v⊥=vsin α和平行于磁感线的分量v∥ =vcos α，只有v⊥切割磁感线，产生的电动势为E=BLv⊥ =_________。  BLvsin α 1.如图所示，将条形磁铁从同一高度插入线圈中，快速插入和缓慢插入有什么相同和不同? 提示：线圈中的磁通量变化相同，但磁通量变化快慢不同。快速插入时电流表指针偏转角度较大。 2.如图，产生感应电动势的线圈相当于直流电路中的电池。判断下列说法的正误。 (1)电路中有感应电动势，一定产生感应电流。 ( ) (2)穿过某回路的磁通量越大，产生的感应电动势就越大。 ( ) (3)闭合电路垂直放在强磁场中，感应电动势可能为0。 ( ) × × √ 3.导体棒长度为l，从中间弯成90°后，以速度v运动时，如图所示，产生的感应电动势多大? 提示：E=Blv。 [四层]学习内容2 强化关键能力 如图所示，我们可以通过实验探究电磁感应现象中感应电流方向的决定因素和遵循的物理规律。 新知学习(一)|对法拉第电磁感应定律的理解及应用 任务驱动 (1)在实验中，电流表指针偏转的原因是什么? 提示：插入磁铁时，线圈中的磁通量发生变化，线圈中产生了感应电流。 (2)电流表指针偏转程度跟感应电动势的大小有什么关系? 提示：感应电动势越大，感应电流越大，电流表指针偏转程度越大。 1.对法拉第电磁感应定律的理解 (1)感应电动势的大小由线圈的匝数和穿过线圈的磁通量的变化率共同决定，与磁通量Φ的大小、变化量ΔΦ的大小没有必然联系。 (2)磁通量的变化率对应Φ⁃t图线上某点切线的斜率。 (3)公式E=n求解的是一个回路中某时间内的平均电动势，在磁通量均匀变化时，瞬时值才等于平均值。 重点释解 2.应用法拉第电磁感应定律的三种情况 (1)磁通量的变化是由面积变化引起时，ΔΦ=BΔS，则E=n。 (2)磁通量的变化是由磁场变化引起时，ΔΦ=ΔBS，则E=n，S为线圈在磁场范围内的有效面积。 (3)磁通量的变化是由于面积和磁场变化共同引起时，则根据定义求，ΔΦ=|Φ末-Φ初|，E=n≠n。 [典例]　(2024·福建高考)拓扑结构在现代物理学中具有 广泛的应用。现有一条绝缘纸带，两条平行长边镶有铜丝， 将纸带一端扭转180°，与另一端连接，形成拓扑结构的莫 比乌斯环，如图所示。连接后，纸环边缘的铜丝形成闭合回路，纸环围合部分可近似为半径为R的扁平圆柱。现有一匀强磁场从圆柱中心区域垂直其底面穿过，磁场区域的边界是半径为r的圆(r<R)。若磁感应强度大小B随时间t的变化关系为B=kt(k为常量)，则回路中产生的感应电动势大小为 (　 ) A.0　　　　 B.kπR2 C.2kπr2 D.2kπR2 典例体验 √ [解析]　由题意可知，铜丝构成的“莫比乌斯环”形成了两匝(n=2)线圈串联的闭合回路，穿过回路的磁场有效面积为S=πr2，根据法拉第电磁感应定律可知，回路中产生的感应电动势大小为E=n=n=2kπr2，故选C。 /方法技巧/ 公式E=n的应用技巧 (1)首先确定磁通量变化的原因，根据Φ=BS，看是B发生变化还是S发生变化；其次求出ΔΦ的大小，并确定相应时间Δt；最后代入公式求出E的大小，且不能忘记线圈总匝数n。 (2)注意S是线圈和磁场共同确定的有效面积，不一定等于线圈的面积。 1.如图所示，电流表与螺线管组成闭合电路，以下关于 电流表指针偏转情况的陈述正确的是 (　 ) A.磁铁快速插入螺线管时比慢速插入螺线管时电流表 指针偏转大 B.磁铁快速插入螺线管和慢速插入螺线管，磁通量变化相同，故电流表指针偏转相同 C.磁铁放在螺线管中不动时，螺线管中的磁通量最大，所以电流表指针偏转最大 D.将磁铁从螺线管中拔出时，磁通量减小，所以电流表指针偏转一定减小 针对训练 √ 解析：只有在磁铁插入和拔出螺线管时，线圈中才有感应电流产生，插入和拔出的速度越快，磁通量的变化越快，感应电流越大，电流表指针偏转越大。 2.近场通信(NFC)器件应用电磁感应原理进行通讯，其天 线类似一个压平的线圈，线圈尺寸从内到外逐渐变大。如 图所示，一正方形NFC线圈共3匝，其边长分别为1.0 cm、 1.2 cm和1.4 cm，图中线圈外线接入内部芯片时与内部线 圈绝缘。若匀强磁场垂直通过此线圈，磁感应强度变化率为103 T/s，则线圈产生的感应电动势最接近 (　 ) A.0.30 V B.0.44 V C.0.59 V D.4.3 V √ 解析：根据法拉第电磁感应定律可知E===103×(1.02+1.22+1.42)×10-4 V=0.44 V，故选B。 3.如图甲所示的螺线管，匝数n=1 500匝，横截面积S=20 cm2，方向向右穿过螺线管的匀强磁场的磁感应强度按图乙所示规律变化。则 (1)2 s内穿过线圈的磁通量的变化量是多少? 答案：8×10-3 Wb　 解析：磁通量的变化量是由磁感应强度的变化引起的，则Φ1=B1S，Φ2=B2S，ΔΦ=Φ2-Φ1，所以ΔΦ=ΔBS=(6-2)×20×10-4 Wb =8×10-3 Wb。 (2)磁通量的变化率多大? 答案：4×10-3 Wb/s　 解析：磁通量的变化率为= Wb/s=4×10-3 Wb/s。 (3)线圈中感应电动势大小为多少? 解析：根据法拉第电磁感应定律得感应电动势的大小 E=n=1 500×4×10-3 V=6.0 V。 答案：6.0 V [例1·平动切割]　如图所示，MN、PQ是间距为L的平 行金属导轨，置于磁感应强度为B、方向垂直导轨所 在平面向里的匀强磁场中，M、P间接有一阻值为R的 电阻。一根与导轨接触良好、有效阻值为R的导体棒ab垂直导轨放置，并在水平外力F的作用下以速度v向右匀速运动，则(不计导轨电阻) (　 ) A.通过电阻R的电流方向为P→R→M B.a、b两点间的电压为BLv C.a端电势比b端高 D.a端电势比b端低 新知学习(二)|导线切割磁感线的电动势 典例体验 √ [解析]　导体棒做切割磁感线运动，等效为电源，根据右手定则，感应电流的方向为b→a，a点的电势高于b点的电势，通过电阻R的电流方向为M→R→P，A、D错误，C正确；感应电动势大小为：E=BLv，感应电流大小为：I=，故电阻R两端的电压为：U=IR=BLv，其大小即为a、b两点间的电压，B错误。 [例2·转动切割]　长为l的金属棒ab以a点为轴在垂直 于匀强磁场的平面内以角速度ω做匀速转动，如图所 示，磁感应强度为B，求： (1)ab棒各点的平均速率。 [答案]　ωl　 [解析]　ab棒各点的平均速率 ===ωl。 (2)ab两端的电势差。 [答案]　Bl2ω [解析]　ab两端的电势差：E=Bl=Bl2ω。 (3)经时间Δt金属棒ab所扫过面积中磁通量为多少?此过程中平均感应电动势多大? [答案]　Bl2ωΔt　Bl2ω [解析]　经时间Δt金属棒ab所扫过的扇形面积为ΔS，则：ΔS=πl2=l2ωΔt，ΔΦ=BΔS=Bl2ωΔt。 由法拉第电磁感应定律得： E===Bl2ω。 1.应用E=Blv注意的问题 (1)当B、l、v三个量方向相互垂直时，E=Blv；当有任意两个量的方向平行时，E=0。 (2)式中的l应理解为导线 切割磁感线时的有效长度。 若切割磁感线的导线是 弯曲的，则应取其与B和v方向都垂直的等效线段长度来计算。如图甲、乙、丙中线段ab的长即为导线切割磁感线的有效长度。 系统归纳 (3)公式中的v应理解为导线和磁场的相对速度，当导线不动而磁场运动时，也有感应电动势产生。 2.导体棒转动切割磁感线时的感应电动势 如图所示，长为l的导体棒ab以 a 为圆心，以角速度ω在磁感应强度为B的匀强磁场中匀速转动，其感应电动势可从两个角度推导。 (1)棒上各点速度不同，其平均速度=ωl，由E=Blv得棒上感应电动势大小为 E=Bl·ωl=Bl2ω。 (2)若经时间Δt，棒扫过的面积为ΔS=πl2=l2ω·Δt，磁通量的变化量ΔΦ=B·ΔS=Bl2ω·Δt，由E=得棒上感应电动势大小为E=Bl2ω。 针对训练 √ 1.一根弯成直角的导线放在B=0.4 T 的匀强磁场中， 如图所示，ab=30 cm，bc=40 cm，当导线以5 m/s 的 速度做切割磁感线运动时，可产生的最大感应电动势 的值为 (　 ) A.1.4 V B.1.0 V C.0.8 V D.0.6 V 解析：由题易得ac=50 cm，当切割磁感线的有效长度L=ac=50 cm时，产生的感应电动势最大，最大值Em=BLv=1.0 V，B正确。 2.(2024·湖南高考)如图，有一硬质导线Oabc，其中是半径为R的半圆弧，b为圆弧的中点，直线段Oa长为R且垂直于直径ac。该导线在纸面内绕O点逆时针转动，导线始终在垂直纸面向里的匀强磁场中。则O、a、b、c各点电势关系为(　 ) A.φO>φa>φb>φc B.φO<φa<φb<φc C.φO>φa>φb=φc D.φO<φa<φb=φc √ 解析：如图，相当于Oa、Ob、Oc导体棒转动切割磁感线，根据右手定则可知O点电势最高；根据E=Blv=Bωl2，同时有lOb=lOc=R，可得0<UOa<UOb=UOc，得φO>φa>φb=φc，故选C。 平均电动势与瞬时电动势的比较 新知学习(三)|平均电动势与瞬时电动势 重点释解   平均电动势 瞬时电动势 区 别 求解公式 E=n E=Blvsin θ 物理意义 求的是Δt时间内的平均感应电动势，E与某段时间或某个过程相对应 求的是瞬时感应电动势，E与某个时刻或某个位置相对应 适用范围 求的是整个电路的感应电动势。整个电路的感应电动势为0时，其电路中某段导线的感应电动势不一定为0 求的是电路中一部分导线切割磁感线时产生的感应电动势   平均电动势 瞬时电动势 区 别 研究对象 由于是整个电路的感应电动势，因此研究对象即电源部分不容易确定 由于是一部分导线切割磁感线产生的感应电动势，该部分就相当于电源 联系 公式E=n和E=Blvsin θ是统一的，当Δt→0时，E为瞬时感应电动势，而公式E=Blvsin θ中的v若为平均速度，则求出的E为平均感应电动势 典例体验 [典例]　如图所示，边长为0.1 m的正方形线圈ABCD在大小为0.5 T的匀强磁场中以AD边为轴匀速转动。初始时刻线圈平面与磁感线平行，经过1 s线圈转过了90°，求： (1)线圈在1 s时间内产生的感应电动势的平均值； [答案]　0.005 V [解析]　根据E=可得在转过90°的过程中产生的平均感应电动势E==0.5×0.1×0.1 V=0.005 V。 (2)线圈在1 s末时的感应电动势大小。 [答案]　0 [解析]　当线圈转了1 s时，恰好转过了90°，此时线圈的BC边的速度方向与磁感线的方向平行，线圈的BC边不切割磁感线(或认为切割磁感线的有效速度为0)，所以线圈不产生感应电动势，E'=0。 [变式拓展]　对应[典例]中的情境，若整个线圈的电阻R=0.1 Ω，则1 s时间内通过线圈导线某横截面的电荷量是多少? 答案：0.05 C 解析：q=·t=·Δt== C=0.05 C。 /方法技巧/ (1)某一位置或某一时刻的瞬时感应电动势一般用E=Blv求解，而E=n一般用于求某一段时间或某一过程的平均感应电动势，其中Δt为对应的时间间隔。 (2)平均感应电动势不一定是最大值与最小值的平均值，需根据法拉第电磁感应定律求解。 (3)闭合回路中磁通量发生变化时，由于感应电场的作用使电荷发生定向移动而形成感应电流，在Δt时间内迁移的电荷量(感应电荷量)q=·t=n。　 1.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，下列结论错误的是 (　 ) A.感应电流方向不变 B.CD段直导线始终不受安培力 C.感应电动势最大值E=Bav D.感应电动势平均值=πBav 针对训练 √ 解析：利用感应电动势公式E=Blv计算时，l应是有效切割长度。在闭合回路进入磁场的过程中，通过闭合回路的磁通量逐渐增大，根据楞次定律可知感应电流的方向始终为逆时针方向，A正确；根据左手定则可以判断，CD段受方向向下的安培力，B错误；当半圆形闭合回路进入磁场一半时，有效切割长度最大，为a，这时感应电动势最大，为E=Bav，C正确；感应电动势平均值===πBav，D正确。 2.如图所示，匀强磁场的磁感应强度B=0.5 T。 一个匝数n=50的矩形线圈边长ab=0.2 m，bc=0.1 m， 以角速度ω=314 rad/s绕ab边匀速转动。求： (1)图示位置时的瞬时感应电动势。 答案：157 V　 解析：在题图中位置的瞬时感应电动势由公式E=nBlv得E=50×0.5×0.2×0.1×314 V=157 V。 (2)由图示位置转过90°这段时间内的平均感应电动势。 答案：100 V 解析：这段时间内的平均感应电动势由公式=n 得=50× V≈100 V。 [四层] 学习内容3·4浸润 学科素养和核心价值 1.(选自沪科版教材课后练习)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 ◉物理观念——对感应电动势的理解 一、好素材分享——看其他教材如何落实核心素养 √ 解析：根据法拉第电磁感应定律，感应电动势的大小由磁通量变化率的大小决定，与磁通量、磁通量变化量无关，C正确，A、B、D错误。 2.(选自鲁科版教材课后练习)无线充电技术中使用的受电线圈 示意图如图所示，线圈匝数为n，面积为S。若在t1~t2这段时间 内，匀强磁场平行于线圈轴线向右穿过线圈，其磁感应强度大 小由B1均匀增加到B2，则该段时间内线圈两端a和b之间的电势差 (　 ) A.恒为 B.从0均匀变化到 C.恒为- D.从0均匀变化到- ◉科学思维——法拉第电磁感应定律的应用 √ 解析：根据E=n，E=，将线圈等效为电源，根据楞次定律，b为正极，故Uab=-，C正确。 ◉科学态度与责任——感应电动势的科技应用 3.(选自鲁科版教材课后练习)航天飞机在环绕地球的轨道上飞行时，从中释放一颗卫星。若卫星与航天飞机保持相对静止，二者用导电缆绳相连，这种卫星称为绳系卫星。现有一颗绳系卫星在地球赤道上空自西向东运行，卫星位于航天飞机的正上方，它与航天飞机间的距离是20.5 km(远小于航天飞机的轨道半径)，它们所在处的地磁场的磁感应强度B=4.6×10-5 T，磁场方向沿水平方向由南向北，航天飞机和卫星的运行速度为7.6 km/s。 (1)求导电缆绳中的感应电动势； 解析：E=Blv=4.6×10-5×20.5×103×7.6×103 V≈7.2×103 V。 (2)导电缆绳的哪一端电势高? 答案：上端高 解析：根据右手定则，导电缆绳上端电势高。 答案：7.2×103 V 二、新题目精选——品立意深处所蕴含的核心价值 1.(2024·广东高考)电磁俘能器可在汽车发动机振动时利用电磁感应发电实现能量回收，结构如图甲所示。两对永磁铁可随发动机一起上下振动，每对永磁铁间有水平方向的匀强磁场，磁感应强度大小均为B。磁场中，边长为L的正方形线圈竖直固定在减震装置上。某时刻磁场分布与线圈位置如图乙所示，永磁铁振动时磁场分界线不会离开线圈。关于图乙中的线圈，下列说法正确的是 (　 ) A.穿过线圈的磁通量为BL2 B.永磁铁相对线圈上升越高，线圈中感应电动势越大 C.永磁铁相对线圈上升越快，线圈中感应电动势越小 D.永磁铁相对线圈下降时，线圈中感应电流的方向为顺时针方向 √ 解析：根据题图乙可知，两对永磁铁穿过线圈的磁场方向相反，且磁场分界线不会离开线圈，故穿过线圈的磁通量不可能为BL2，故A错误；根据法拉第电磁感应定律可知，永磁铁相对线圈上升越快，穿过线圈的磁通量变化越快，线圈中感应电动势越大，故B、C错误；永磁铁相对线圈下降时，根据楞次定律结合安培定则可知，线圈中感应电流的方向为顺时针方向，故D正确。 2.(2024年1月·甘肃高考适应性演练)1831年，法拉第发明了第一台发电机，示意图如下。半径为r的铜盘安装在金属轴上，其边缘置于一个磁铁两极之间的狭缝里，铜盘边缘与轴通过导线与检流计连接。铜盘以周期T匀速旋转，检流计中有电流通过。已知狭缝沿半径方向的长度为a，狭缝间为匀强磁场，磁感应强度为B，忽略狭缝之外的磁场，下列说法正确的是 (　 ) A.检流计中电流方向从Q向P B.若铜盘旋转方向和磁场方向同时反向，则检流计中电流方向也反向 C.铜盘产生的电动势为 D.铜盘产生的电动势为 √ 解析：根据右手定则可知，检流计中电流方向从P向Q，故A错误；根据右手定则可知，若铜盘旋转方向和磁场方向同时反向，则检流计中电流方向不变，故B错误；铜盘产生的电动势为E=Ba=，故C正确，D错误。 课时跟踪检测 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1.匝数为100的线圈的面积S=100 cm2，放在方向如图所 示的匀强磁场中。线圈平面与磁场的方向垂直，当磁感 应强度由2×10-3 T经过5 s均匀减小到0时，感应电动势 的大小为 (　 ) A.4×10-4 V B.2×10-3 V C.4×10-2 V D.0.2 V √ 解析：线圈中感应电动势大小为：E=nS=100××0.01 V=4× 10-4 V，A正确，B、C、D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 2.如图所示，在磁感应强度为B、方向垂直金属 导轨所在平面向里的匀强磁场中，金属杆MN在平行 金属导轨上以速度v向右匀速滑动，MN中产生的感应 电动势为E1；若磁感应强度增大为2B，其他条件不变，MN中产生的感应电动势变为E2。通过电阻R的电流方向及E1与E2之比E1∶E2分别为 (　 ) A.c→a，2∶1 B.a→c，2∶1 C.a→c，1∶2 D.c→a，1∶2 √ 解析：由右手定则判断可得，电阻R上的电流方向为a→c，由E=Blv知E1=Blv，E2=2Blv，则E1∶E2=1∶2，C正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 3.穿过某线圈的磁通量随时间变化的关系如图所示，在线圈内产生感应电动势最大值的时间段是 (　 ) A.0~2 s B.2~4 s C.4~6 s D.6~8 s √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 解析：图线斜率表示磁通量的变化率，根据法拉第电磁感应定律E=知，在4~6 s内Φ⁃t图线斜率最大，则磁通量变化率最大，感应电动势最大，C正确，A、B、D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 4.如图所示，导体AB的长为2R，绕O点以角速度ω匀速 转动，OB长为R，且OBA三点在一条直线上，有一磁 感应强度为B的匀强磁场，充满转动平面且与转动平面 垂直，那么AB两端的电势差为 (　 ) A. B.2BωR2 C.4BωR2 D.6BωR2 √ 解析：AB两端的电势差大小等于金属棒AB中产生的感应电动势，E=B·2R·=B·2R·=4BωR2，C正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 5.如图所示，面积为S、匝数为N的矩形线圈固 定在绝缘的水平面上，线圈的一半面积处于竖直向 下的匀强磁场中。磁场的磁感应强度随时间均匀变 化，其变化率为K。已知某时刻磁感应强度为B0， 穿过线圈的磁通量为Φ，产生的感应电动势为E，则 (　 ) A.Φ=B0S B.Φ=NB0S C.E=KS D.E=NKS √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 解析：匀强磁场与线圈平面垂直，有一半的面积处于磁场中，故磁通量为：Φ=B0·=B0S，A、B错误；根据法拉第电磁感应定律，感应电动势为：E=N=N=NS=NKS，C错误，D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 6.(多选)如图所示，A、B两闭合线圈为同样导线绕成，A有10匝，B有20匝，两圆线圈半径之比为2∶1。均匀磁场只分布在B线圈内，当磁场随时间均匀减弱时 (　 ) A.A中无感应电流 B.A、B中均有恒定的感应电流 C.A、B中感应电动势之比为2∶1 D.A、B中感应电流之比为1∶2 √ √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 解析：只要穿过圆线圈内的磁通量发生变化，线圈中就有感应电动势和感应电流，因为磁场变化情况相同，有效面积也相同，所以每匝线圈产生的感应电动势相同，所以A、B中感应电动势之比为1∶2，又由于两线圈的匝数和半径不同，电阻值不同，根据电阻定律，单匝线圈电阻之比为2∶1，所以感应电流之比为1∶2。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 7.(选自鲁科版教材课后练习)(多选)有一种非接触式 电源供应系统，这种系统基于电磁感应原理可无线 传输电力。其工作原理可用两个左右相邻或上下相 对的线圈来说明，如图所示。下列说法正确的是 (　 ) A.若线圈A中输入电流，则线圈B中会产生感应电动势 B.只有线圈A中输入变化的电流，线圈B中才会产生感应电动势 C.线圈A中电流越大，线圈B中感应电动势也越大 D.线圈A中电流变化越快，线圈B中感应电动势越大 √ √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 解析：根据感应电动势产生的条件，只有线圈A中输入变化的电流，线圈B中的磁通量才会发生变化，线圈B中才会产生感应电动势，且线圈A中电流变化越快，线圈B中磁通量变化也越快，线圈B中的感应电动势越大，故A、C错误，B、D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 √ 8.如图所示，一面积为S的正三角形金属框abc固定，M、N分别为ab和ac边的中点，直线MN上方有垂直于线框的匀强磁场。在时间t内，磁感应强度的大小由B均匀增加到3B，方向不变，在此过程中 (　 ) A.穿过金属框的磁通量变化量为BS B.N点电势比M点的高 C.金属框中的感应电动势为 D.金属框中的感应电动势为 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 解析：由几何关系知三角形aMN的面积为S'=S，开始时穿过金属框的磁通量为Φ1=BS'，末磁通量为Φ2=3BS'，所以此过程中磁通量的变化量为ΔΦ=Φ2-Φ1=BS，A错误；根据楞次定律可以判断三角形金属框中的感应电流方向为逆时针方向，其中aMN部分为电源部分，在电源内部电流从低电势流向高电势，故M点的电势高于N点的电势，B错误；根据法拉第电磁感应定律得金属框中的感应电动势大小为E==，C正确，D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 9.如图所示，固定在水平面上的半径为r的金 属圆环内存在方向竖直向上、磁感应强度大小为 B的匀强磁场。长为l的金属棒，一端与圆环接触 良好，另一端固定在竖直导电转轴OO'上，随轴 以角速度ω匀速转动，在圆环的A点和电刷间接 有阻值为R的电阻和电容为C、板间距为d的平行板电容器，有一带电微粒在电容器极板间处于静止状态。已知重力加速度为g，不计其他电阻和摩擦，下列说法正确的是 (　 ) 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 A.棒产生的电动势为Bl2ω B.微粒的电荷量与质量之比为 C.电阻消耗的电功率为 D.电容器所带的电荷量为CBr2ω √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 解析：由法拉第电磁感应定律可知棒产生的电动势为E=Br·ωr =Br2ω，A错误；金属棒电阻不计，故电容器两极板间的电压等于棒产生的电动势，微粒的重力与其受到的静电力大小相等，有q=mg，可得=，B正确；电阻消耗的电功率P==，C错误；电容器所带的电荷量Q=CU=CBr2ω，D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 10.(2025·湖北高考)如图(a)所示， 相距L的两足够长平行金属导轨放 在同一水平面内，两长度均为L、 电阻均为R的金属棒ab、cd垂直跨 放在两导轨上，金属棒与导轨接触良好。导轨电阻忽略不计。导轨间存在与导轨平面垂直的匀强磁场，其磁感应强度大小B随时间变化的图像如图(b)所示，t=T时刻，B=0。t=0时刻，两棒相距x0，ab棒速度为零，cd棒速度方向水平向右，并与棒垂直，则0~T时间内流过回路的电荷量为 (　 ) A. B. C. D. √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 解析：0~T时间内，回路中磁通量的变化量ΔΦ=B0Lx0，回路中产生的平均感应电动势为=，平均感应电流为=，流过回路的电荷量为q=Δt=，故选B。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 11.(8分)在如图所示的三维坐标系中，有与x轴同方向的磁感应强度为B的匀强磁场，一矩形导线框，面积为S，电阻为R，其初始位置abcd与xOz平面的夹角为θ，以z轴为转动轴沿顺时针方向匀速转动2θ角到达a'b'cd位置，角速度为ω。求： 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 (1)这一过程中导线框中产生的感应电动势的平均值；(4分) 答案：　 解析：导线框转动2θ角的过程所用的时间Δt=，穿过线框的磁通量的变化量ΔΦ=2BSsin θ。由法拉第电磁感应定律知，此过程中产生的感应电动势的平均值===。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 (2)若θ为60°，当导线框恰好到达a'b'cd位置时感应电动势的瞬时值。(4分) 答案：BSω 解析：θ为任意值时，线框中感应电动势的大小为ab边切割磁感线产生的感应电动势的大小 E=B···ω·sin(90°-θ)=BSωcos θ 当θ=60°时，有E=BSω。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 12.(10分)如图所示，匀强磁场中有一个用软导线制成的单匝闭合线圈，线圈平面与磁场垂直。已知线圈的面积S=0.3 m2、电阻R=0.6 Ω，磁场的磁感应强度B=0.2 T。现同时向两侧拉动线圈，线圈的两边在Δt=0.5 s时间内合到一起。求线圈在上述过程中： 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 (1)感应电动势的平均值E；(4分) 答案：0.12 V　 解析：感应电动势的平均值E= 磁通量的变化ΔΦ=BΔS，解得E= 代入数据得E=0.12 V。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 (2)感应电流的平均值I，并在图中标出电流方向；(4分) 答案：0.2 A(电流方向见解析图) 解析：平均电流I=，代入数据得I=0.2 A (电流方向如图所示)。 (3)通过导线横截面的电荷量q。(2分) 答案：0.1 C 解析：电荷量q=IΔt，代入数据得 q=0.1 C。 本课结束 更多精彩内容请登录：www.zghkt.cn $