稳恒磁场和法拉第电磁感应定律复习-精选文档

第二讲 法拉第电磁感应定律知识点1、感应电动势和感应电流产生的条件的理解核心知识总结：1、在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势。

2、对感应电动势的理解要注意以下几个方面：（1)不管电路是否闭合,只要穿过电路的磁通量发生变化,都产生感应电动势.（2）产生感应电动势的部分导体相当于电源，该部分导体的的电阻相当于内阻。

（3）要产生感应电流,电路必须闭合，感应电流大小不仅与感应电动势大小有关，还与闭合电路的电阻有关,即感应电流的大小为I 感=E 感/（R 外+r 内）。

只要穿过回路的磁通量发生变化,就产生感应电动势；如果回路闭合，则可以产生感应电流.考题1、如图所示,在匀强磁场中,MP 、PQ 是两根平行的金属导轨,而ab 、cd 为串有电压表和电流表的两根金属棒，初两表外其余电阻不计，当两棒同时以相同速度向右运动时，用Uab 和Ucd 分别表示a 、b 间和c 、d 间的电势差,下列说法正确的有（ ）。

A.电压表无读数，电流表无读数 B 。

电压表有读数,电流表无读数 C.Uab>Ucd D. Uab=Ucd 答案：AC解析：此题考查对电磁感应现象的理解和对电压表、电流表示数的理解.两棒以相同速度向右运动时,因穿过面abcd 的磁通量不变，回路中没有感应电流，电流表和电压表均不会有读数。

Uab>0，Ucd 〈0 . 变式1-1、如图所示，在匀强磁场中放有与磁场方向垂直的金属线圈abcd ，在下列叙述中正确的是（） A 、在线圈沿磁场方向平动过程中，线圈中有感应电动势，而无感应电流（以下简称有势无流） B 、在线圈沿垂直磁场方向平动过程中,线圈中有势无流。

C 、当线圈以bc 为轴转动时，线圈中有势有流。

D 、当线圈以cd 为轴转动时，线圈中无势无流.答案：C [ 线圈垂直于磁场方向水平平动时，线圈总电动势为零，电流为零。

线圈沿磁场方向平动，磁通量不变，也不切割磁感线,无电动势,无电流。

1．根据磁场中的高斯定理，穿过任意闭合曲面的总磁通量必为零。

（ √ ）2．根据稳恒磁场的安培环路定理，如果没有电流穿过回路L ，则回路L 上的磁感应强度B 一定处处为零。

（ × ） 3.根据真空中稳恒磁场的安培环路定理，闭合回路L 上的磁感应强度B 仅与回路内部包围的电流强度有关，与外部的电流强度无关。

（ × ）4. 根据安培环路定理，在稳恒磁场中，如果磁感应强度沿一闭合回路积分为零，则该闭合回路内一定没有电流分布。

（× ）5.在稳恒磁场中，因为磁力线都是闭合曲线，所以穿过任意闭合曲面的磁通量 都等于零。

（ √ ）6. 线圈的磁矩就是线圈在磁场作用下转动时的力矩。

（× ）7. 产生动生电动势的非静电力就是洛伦兹力。

（√ ）8.一半径为R 、载有电流强度为I 、匝数为1的圆形线圈在均匀磁场B 中所受到的最大磁力矩大小为2IB R π。

（√ ）9. 一段长为L 载有电流强度为I 的直导线在匀强磁场B 中所受到的最大安培力为ILB 。

（ √ ）10. 一段长为L 的直导线在均匀磁场B 中以角速度ω匀速转动时，导线上所能产生的最大动生电动势大小为ωBL 。

（ × ）11.根据法拉第电磁感应定律，在闭合回路中产生的感应电动势与磁通量的 变化率成正比 （√ ）12. 在稳恒磁场中，因为磁力线都是闭合曲线，所以穿过任意闭合曲面的磁通量都应等于零。

（ √ ）13.一匝半径为R 载有电流强度为I 的圆形线圈在均匀磁场B 中所受到的最大磁力矩为2R 2IB π。

（ × ）2．一无限长载流直导线，电流强度为I ，则与导线垂直距离为r 处任意一点磁感应强度的大小B ＝0/2I r μπ 特斯拉。

3. 无限长载流直螺线管（设单位长度上的匝数为n ，每匝通有电流强度为I ）内部轴线上任意一点的磁感应强度的大小B ＝ 0nIμ 特斯拉。

3.如图所示流经闭合导线中的电流强度为I ，圆弧半径分别为R 1和R 2，圆心为O ，则圆心处磁感应强度的大小为 012114I R R μ⎛⎫-⎪⎝⎭。

第九章电磁感应电磁场（一）复习提要一、电磁感应定律磁通变化的两类原因：回路变化和磁场变化。

1、法拉弟电磁感应定律：或式中，称磁通链。

2、感应电量：二、动生电动势和感生电动势1、动生电动势：因回路变化产生的电磁感应。

非静电场强：动生电动势：能量转换：洛仑兹力的一个分力做负功吸收外界能量，另一分力做正功输出电能。

2、感生电动势：因磁场变化产生电磁感应。

感应电场：起源于变化磁场。

，有旋性。

，无源性。

感应电动势：三、自感和互感1、自感应：自感系数：自感电动势：当线圈形状不变时，即L不变：2、互感应：互感系数：互感电动势：两线圈形状和相对位置不变时，即M不变3、回路耦合：式中K为耦合系数，密绕无漏磁K＝1。

4、电感的串联两电感顺接取“+”号；反接取“—”号。

四、磁能1、电感磁能：自感磁能：互感磁场：总磁能：2、磁场能量：磁能密度：磁场能量：五、感应电场变化的磁场激发的电场称为感应电场，感应电场的电力线为闭合曲线因此感应电场也称涡旋电场。

1、感应电场与变化磁场的关系。

式中负号表示，感应电场与组成左手系。

2、静电场与涡旋电场比较表静电场感应电场起源由静止电荷激发由变化的磁场激发场方程场性质1．有源场；（电力线由正电荷出发到负电荷终止，不闭合）2．保守场1．无源场；（电力线为闭合曲线）2．非保守场场对导体的作用导体产生静电感应现象，导体内的场强为零导体产生感应电动势，导体内场强不为零3、长直螺线管内变化磁场所激发的涡旋电场螺线管内：螺线管外：涡旋电场分布情况如图所示。

第九章电磁感应电磁场（二）复习提要一、位移电流变化的电场和传导电流一样能激发磁场，把变化电场的这种性质看作为一种等效电流，定义为位移电流。

1、位移电流位移电流密度2、传导电流与位移电流比较表传导电流位移电流激发磁场的规律遵守安培环路定律遵守安培环路定律产生的原因电荷在导体中宏观定向运动产生。

由变化电场所激发与电荷的定向运动无关。

存在场所导体真空、介质及导体电流方向与电场方向相同与电场的变化方向相同热效应遵守焦耳楞次定律在导体及真空中无热效应。

第二讲 法拉第电磁感应定律【知识要点】一、一、法拉第电磁感应定律（1）内容：电磁感应中线圈里的感应电动势跟穿过线圈的磁通量变化率成正比．（2）表达式：t E ∆∆Φ=或t n E ∆∆Φ=． （3）说明：①式中的n 为线圈的匝数，∆Φ是线圈磁通量的变化量，△t 是磁通量变化所用的时间．t∆∆Φ又叫磁通量的变化率． ②∆Φ是单位是韦伯，△t 的单位是秒，E 的单位是伏特． ③t nE ∆∆Φ=中学阶段一般只用来计算平均感应电动势，如果t ∆∆Φ是恒定的，那么E 是稳恒的．二、导线切割磁感线的感应电动势1．公式：E=BLv2．导线切割磁感线的感应电动势公式的几点说明：（1）公式仅适用于导体上各点以相同的速度切割匀强磁场的磁感线的情况．（2）公式中的B 、v 、L 要求互相两两垂直．当L ⊥B ，L ⊥v ，而v 与B 成θ夹角时，导线切割磁感线的感应电动势大小为θsin BLv E =．（3）适用于计算当导体切割磁感线产生的感应电动势，当v 为瞬时速度时，可计算瞬时感应电动势，当v 为平均速度时，可计算平均电动势．（4）若导体棒不是直的，θsin BLv E =中的L 为切割磁感线的导体棒的有效长度．3．导体切割磁感线产生的感应电动势大小两个特例：（1）长为L 的导体棒在磁感应强度为B 的匀强磁场中以ω匀速转动，导体棒产生的感应电动势：⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧-===))((212121022212不同两段的代数和以任意点为轴时，）线速度（平均速度取中点位置以端点为轴时，（不同两段的代数和）以中点为轴时，L L B E L L B E E ωωω （2）面积为S 的矩形线圈在匀强磁场B 中以角速度ω绕线圈平面内的任意轴匀速转动，产生的感应电动势：⎪⎩⎪⎨⎧===θωθωsin 0BS E E BS E 时，为线圈平面与磁感线夹角时，线圈平面与磁感线垂直时，线圈平面与磁感线平行 【典型例题】例1、单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴垂直于磁场，若线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如图所示,则线圈中 （ ） A ．0时刻感应电动势最大B ．D 时刻感应电动势为零C ．D 时刻感应电动势最大D ．0至D 时间内平均感生电动势为0.4V 例2、用均匀导线做成的正方形线框每边长为0.2m ，正方形的一半放在和纸面垂直向里的匀强磁场中，如图甲所示，当磁场以每秒10T 的变化率增强时，线框中点a 、b 两点电势差是：（ ）A 、U ab =0.1V ；B 、U ab =－0.1V ；C 、U ab =0.２V ；D 、U ab =－0.２V 。

法拉第电磁感应定律 自感、涡流一、磁通量的变化率1．定义：单位时间内磁通量的 。

2．物理意义：用它来描述磁通量变化的 。

二、感应电动势在 现象中产生的电动势叫感应电动势．产生感应电动势的那部分导体相当于 。

三、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 成正比．2．表达式：E ＝ (式中n 为 )．注：①感应电动势的大小取决于穿过电路的磁通量的变化率ΔΦΔt，而与磁通量Φ、磁通量的变化量ΔΦ的大小没有必然联系．②通过回路截面的电荷量q 仅与n 、ΔΦ和回路电阻R 有关，与时间长短无关，推导如下q ＝I Δt ＝nΔΦΔt·R ·Δt ＝nΔΦR. 四、导体切割磁感线产生的感应电动势1．平动切割(1)一般情况：运动速度v 和磁感线方向夹角为θ，则E ＝Blvsin_θ.(2)常见情况：运动速度v 和磁感线方向垂直，则E ＝Blv.2．转动切割导体棒以端点为轴，在垂直于磁感线的匀强磁场中匀速转动产生感应电动势E ＝ (平均速度取中点位置线速度12lω)． 五、自感1．自感现象：由于线圈本身的 发生变化而产生的电磁感应现象．2．自感电动势：在自感现象中产生的 ．3．自感系数：由线圈自身的 决定，是表示线圈本身特征的物理量．它跟线圈的 、形状、 以及有无 有关．自感系数单位： ，符号为 .4．电流变化特点：自感现象中引起的电流变化，只能是逐渐变化而不可能发生突变．六、涡流1．定义：当线圈中的电流发生变化时，在它附近的任何导体中都会产生 ，这种电流像水中的旋涡，所以叫涡流．2．电磁阻尼：当导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受到 ，安培力的方向总是 导体的相对运动．3．电磁驱动：如果磁场相对于导体转动，在导体中会产生 使导体受到安培力的作用，安培力使导体运动起来．交流感应 就是利用电磁驱动的原理工作的． 基础自测：1.下列关于感应电动势大小的说法中，正确的是( )A ．线圈中磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势一定越大B ．线圈中磁通量越大，产生的感应电动势一定越大C ．线圈放在磁感应强度越大的地方，产生的感应电动势一定越大D ．线圈中磁通量变化越快，产生的感应电动势越大2．一矩形线框置于匀强磁场中，线框平面与磁场方向垂直．先保持线框的面积不变，将磁感应强度在1 s 时间内均匀地增大到原来的两倍，接着保持增大后的磁感应强度不变，在1 s 时间内，再将线框的面积均匀地减小到原来的一半．先后两个过程中，线框中感应电动势的比值为( )A.12B ．1C ．2D ．4 3．线圈通以如图所示的随时间变化的电流，则( )A ．0～t 1时间内线圈中的自感电动势最大B ．t 1～t 2时间内线圈中的自感电动势最大C ．t 2～t 3时间内线圈中的自感电动势最大D ．t 1～t 2时间内线圈中的自感电动势为零4．在如图所示的电路中，两个灵敏电流表G1和G2的零点都在刻度盘中央，当电流从“＋”接线柱流入时，指针向右摆；电流从“－”接线柱流入时，指针向左摆．在电路接通后再断开的瞬间，下列说法中符合实际情况的是( )A ．G1表指针向左摆，G2表指针向右摆B ．G1表指针向右摆，G2表指针向左摆C ．G1、G2表的指针都向左摆D ．G1、G2表的指针都向右摆要点一：对法拉第电磁感应定律的理解1．平均感应电动势大小决定因素：E ＝n ΔΦΔt是指电路中产生的平均感应电动势，决定感应电动势大小的因素是穿过这个闭合电路中的磁通量的变化快慢，而不是磁通量的大小，也不是磁通量的变化量的大小．2．几种常见情况(1)线圈面积S 不变，磁感应强度均匀变化：E ＝n ΔBS Δt ＝n ΔB ΔtS (2)磁感应强度不变，线圈面积均匀变化：E ＝n BΔS Δt ＝nB ΔS Δt3．对公式E ＝Blv 的理解对于导体平动切割磁感线产生电动势的计算4.公式E ＝n ΔΦΔt与E ＝Blvsin θ的区别与联系【例1】如图(a)所示，一个电阻值为R ，匝数为n 的圆形金属线圈与阻值为2R 的电阻R 1连接成闭合回路．线圈的半径为r 1.在线圈中半径为r 2的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B 随时间t 变化的关系图线如图(b)所示．图线与横、纵轴的截距分别为t 0和B 0.导线的电阻不计．求0至t 1时间内(1)通过电阻R 1上的电流大小和方向；(2)通过电阻R 1上的电荷量q 及电阻R 1上产生的热量．针对训练：某地的地磁场磁感应强度的竖直分量方向向下，大小为4.5×10－5 T ．一灵敏电压表连接在当地入海河段的两岸，河宽100 m ，该河段涨潮和落潮时有海水(视为导体)流过．设落潮时，海水自西向东流，流速为2 m/s.下列说法正确的是( )A ．电压表记录的电压为5 mVB ．电压表记录的电压为9 mVC ．河南岸的电势较高D ．河北岸的电势较高注：(1)通电时线圈产生的自感电动势阻碍电流的增加且与电流方向相反，此时含线圈L 的支路相当于断开．(2)断电时线圈产生的自感电动势与原电流方向相同，在与线圈串联的回路中，线圈相当于电源，它提供的电流从原来的IL 逐渐变小，但流过灯A 的电流方向与原来相反．(3)自感电动势只是延缓了过程的进行，但它不能使过程停止，更不能使过程反向．【例2】 在如图所示的电路中，a 、b 为两个完全相同的灯泡，L 为电阻可忽略不计的自感线圈，E 为电源，S 为开关．关于两灯泡点亮和熄灭的先后次序，下列说法正确的是( )A ．合上开关，a 先亮，b 后亮；断开开关，a 、b 同时熄灭B ．合上开关，b 先亮，a 后亮；断开开关，a 先熄灭、b 后熄灭C ．合上开关，b 先亮，a 后亮；断开开关，a 、b 同时熄灭D ．合上开关，a 、b 同时亮；断开开关，b 先熄灭，a 后熄灭针对训练：如图(甲)所示的电路中，电源的电动势为E ，内阻为r ，电感L的电阻不计，电阻R 的阻值大于灯泡D 的阻值．在t ＝0时刻闭合开关S ，经过一段时间后，在t ＝t 1时刻断开S.图(乙)中表示A 、B 两点间电压U AB 随时间t变化的图象中，正确的是( )高考题：1. (2013新课标Ⅱ)如图，在光滑水平桌面上有一边长为L 、电阻为R 的正方形导线框； 在导线框右一宽度为d （d ＞L ）的条形匀强磁场区域，磁场的边界与导线框的一边平行，磁场方向竖直向下。

考点精讲一、法拉第电磁感应定律 1．感应电动势(1)概念：在电磁感应现象中产生的电动势．(2)产生：只要穿过回路的磁通量发生变化，就能产生感应电动势，与电路是否闭合无关．(3)方向：产生感应电动势的电路(导体或线圈)相当于电源，电源的正、负极可由右手定则或楞次定律判断．(4)感应电流与感应电动势的关系：遵循闭合电路欧姆定律，即I ＝ER ＋r．2．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 ΔΦΔt ，n 为线圈匝数．3．导体切割磁感线的情形(1)若B 、l 、v 相互垂直，则E ＝Blv ．(2)若B ⊥l ，l ⊥v ，v 与B 夹角为θ，则E ＝Blv sin_θ． 特别提醒 若v ∥B ，则E ＝0. 二、感应电动势的大小 1．感应电动势大小的决定因素(1)感应电动势的大小由穿过闭合电路的磁通量的变化率ΔΦΔt和线圈的匝数共同决定，而与磁通量Φ、磁通量的变化量ΔΦ的大小没有必然联系．(2)当ΔΦ仅由B 引起时，则E ＝nS ΔB Δt ；当ΔΦ仅由S 引起时，则E ＝n B ΔSΔt. 2．磁通量的变化率ΔΦΔt 是Φ－t 图象上某点切线的斜率．3．求解感应电动势常见情况与方法情景图研究对象回路(不一定闭合)一段直导线(或等效成直绕一端转动的一段导体棒绕与B 垂直的轴转动的导线导线)框表达式E＝nΔΦΔtE＝BLv sin θE＝12BL2ωE＝NBSω·sin(ωt＋φ0)考点精练题组1 法拉第电磁感应定律1．如图所示，闭合金属导线框放置在竖直向上的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度随时间变化，下列说法正确的是( )A．当磁感应强度增加时，线框中的感应电流可能减小B．当磁感应强度增加时，线框中的感应电流一定增大C．当磁感应强度减小时，线框中的感应电流一定增大D．当磁感应强度减小时，线框中的感应电流可能不变【答案】：AD2．穿过某线圈的磁通量随时间的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是( )A．0～2 s B．2～4 s C．4～6 s D．6～8 s【答案】：C【解析】：Φ－t图像中，图像斜率越大，ΔΦΔt越大，感应电动势就越大。

法拉第电磁感应定律【学习目标】1.法拉第电磁感应定律(Ⅱ)2.自感、涡流(Ⅰ)1.如图所示，闭合金属导线框放置在竖直向上的匀强磁场中，磁场的磁感应强度B的大小随时间变化而变化。

下列说法中正确的是()A．当B增大时，线框中的感应电流一定增大B．当B增大时，线框中的感应电流一定减小C．当B减小时，线框中的感应电流一定减小D．当B减小时，线框中的感应电流可能不变2.如图所示，在磁感应强度为B、方向垂直纸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；若磁感应强度增为2B，其他条件不变，MN中产生的感应电动势变为E2。

则通过电阻R的电流方向及E1与E2之比分别为()A．c→a，2∶1B．a→c，2∶1C．a→c，1∶2 D．c→a，1∶23．在如图所示的电路中，两个灵敏电流表G1和G2的零点都在刻度盘中央，当电流从“＋”接线柱流入时，指针向右摆；电流从“－”接线柱流入时，指针向左摆。

在电路接通后再断开的瞬间，下列说法中符合实际情况的是()A．G1表指针向左摆，G2表指针向右摆B．G1表指针向右摆，G2表指针向左摆C．G1、G2表的指针都向左摆D．G1、G2表的指针都向右摆4.[多选]如图所示为新一代炊具——电磁炉，无烟、无明火、无污染、不产生有害气体、无微波辐射、高效节能等是电磁炉的优势所在。

电磁炉是利用电流通过线圈产生磁场，当磁场的磁感线通过含铁质锅底部时，即会产生涡流，使锅体本身自行高速发热，然后再加热锅内食物。

下列相关说法中正确的是 ( )A ．锅体中的涡流是由恒定的磁场产生的B ．恒定磁场越强，电磁炉的加热效果越好C ．锅体中的涡流是由变化的磁场产生的D ．提高磁场变化的频率，可提高电磁炉的加热效果5.如图所示，一质量为m ，边长为h 的正方形金属线框abcd 自某一高度静止下落，依次经过两匀强磁场区域，且金属线框bc 边的初始位置离磁场B 1的上边界的高度为h /4，两磁场的磁感应强度分别为B 1和B 2，且B 1＝2B 0，B 2＝B 0(B 0已知)，两磁场的间距为H (H 未知，但H >h )，线框进入磁场B 1时，恰好做匀速运动，速度为v 1(v 1已知)，从磁场B 1中穿出后又以v 2匀速通过宽度也为h 的磁场B 2。