2019年高考物理双基突破:专题27-法拉第电磁感应定律(精讲)
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1、 一、法拉第电磁感应定律1感应电动势(1)感应电动势:在电 磁感应现象中产生的电动势。(2)产生条件:穿过回路的磁通量发生改变,与电路是否闭合无关。(3)方向判断:感应电动势的方向用楞次定律或右手定则判断。2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。(2)公式:En ,其中 n 为线圈匝数。t(3)感应电流与感应电动势的关系:遵循闭合电路的欧姆定律,即 I 。ER r注意:上式适用于回路磁通量发生变化的情况,回路不一定要闭合,只要穿过电路的磁通量发生变化就会产生感应电动势;若电路是闭合的就会有感应电流产生。 不能决定 E 的大小, 才能决定 E
2、 的大小,而 与 之间无大小上的必然联系。t t公式 E=n ,若 t 取一段时间,则 E 为t 这段时间内感应电动势的平均值。t磁通量的变化率 是 t 图象上某点切线的斜率。t3对 、 和 的理解和易错点拨t(1)不能通过公式正确地计算 、 和 的大小,错误地认为它们都与线圈的匝数 n 成正比。t(2)认为公式中的面积 S 就是线圈的面积,而忽视了无效的部分;不能通过 t(或 Bt)图象正确地求解 。t(3)认为 0(或 B0)时 一定等于 0。t(4)不能正确地分析初、末状态穿过线圈的磁通量的方向关系,从而不能正确利用公式 2 1 求解 。(5)、 三个概念的区别:磁通量 =BScos,表
3、示穿过这一平面的磁感线条数;磁通量的t变化量= 2 1 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。 大, 及t不一定大, 大, 及 也不一定大。它们的区别类似于力学中的 v、 v 及 a= 的区别。t t t4法 拉第电磁感应定律应用的三种情况(1)磁通量的变化是由面积变化引起的,B S, 则 En 。BSt(2)磁通量的变化是由磁场变化引起时,B S,则 En 。BSt(3)磁通量的变化是由于面积和磁场共同变化引起时,则根据定义求, 末 初 ,Enn 。B2S2 B1S1t BSt【题 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
4、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【答案】C【解析】由法拉第电磁感应定律 En 知,感应电动势的大小与线圈匝数有关,A 错;感应电动势正比于t,与磁通量的大小无直接关系,B 错误、C 正确;根据楞次 定律知,感应电流的磁场总是阻碍引起感t应电流的磁通量的变化,即“增反减同” ,D 错误。 【题 7】如图所示,abcd 为水平放置的平行“ ”形光滑金属导轨,间距为 l,导轨间有垂直于导轨平面的匀强磁场,磁感应强度大小为 B,导轨电阻不计。
5、已知金属杆 MN 倾斜放置,与导轨成 角,单位长度的电阻为 r,保持金属杆以速度 v 沿平行于 cd 的方向滑动(金属杆滑动过程中与导轨接触良好) 。则A电路中感应电动势的大小为 Blvsin B电路中感应电流的大小为 Bvsin rC金属杆所受安培力的大小为 B2lvsin rD金属杆的发热功率为B2lv2rsin 【答案】B【题 8】如图,直角三角形金属框 abc 放置在匀强磁场中,磁感应强度大小为 B,方向平行于 ab 边向上。当金属框绕 ab 边以角速度 逆时针转动时,a、b、c 三点的电势分别为 Ua、U b、U c。已知 bc 边的长度为 l。下列判断正确的是AU aU c,金属框
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