第二节 法拉第电磁感应定律 自感现象

φ BS Δφφ2 φ1 Δφ En Δt ΔB n S Δt Δs nB Δt
××××××××× ××××××××× ××××××××× ××××××××× ××××××××× ×××××××××
2.如图所示将一条形磁铁插入某一闭合线圈，第一次用 0.05s，第二次用0.1s。设插入方式相同，试求： （ 1） 线圈中产生的电动势之比？ 2:1 （2）电流之比？通过的电量之比？2:1 1:1 （3）产生的热量之比？ 2:1
8.如图所示，匀强磁场中有一矩形闭合线圈abcd，线圈平面 与磁场垂直．已知线圈的匝数N＝100，边长ab＝1.0m、bc ＝0.5m，电阻r＝2Ω.磁感应强度B在0～1s内从零均匀变 化到0.2T．在1～5s内从0.2T均匀变化到－0.2T，取垂直 纸面向里为磁场的正方向．求： (1)0.5s时线圈内感应电动势的大小E和感应电流的方向； (2)在1～5s内通过线圈的电荷量q； (3)在0～5s内线圈产生的焦耳热Q.
开路路端电压等电动 势 △Ø增加，根据楞次定律线圈中的电流方向 逆时针。则上极板带正电，板间电场向下。 产生恒定电动势
+ -
U ΔB 1 q qn S mg d t d
电源
6.如图所示，面积为0.2m2的100匝的线圈A处在磁场中，磁场方向 垂直于线圈平面,t=0时磁场方向垂直纸面向里．磁感强度随时间 变化的规律是B=（6-0.2t）T，已知R1=4Ω，R2=6Ω，电容 C=30μF．线圈A的电阻不计．求： （1）闭合S后，通过R2的电流大小和方向． （2）闭合S一段时间后再断开，S断开后通过R2的电量是多少？
Q Q1 Q2 100J
9．如图所示，虚线框内存在均匀变化的匀强磁场，三个电阻 的阻值之比R1∶R2∶R3＝1∶2∶3，电路中导线的电阻不 计．当S1、S2闭合，S3断开时，闭合回路中感应电流为I； 当S2、S3闭合，S1断开时，闭合回路时感应电流为5I；当S1、 S3闭合，S2断开时，闭合回路中感应电流为( )． A．0 B．3I C．6I D．7I

2 g h L d
D.线框的最小速度一定为 mgR / B 2 L2
小结
1.本单元以电场和磁场等知识为基础，通过研究电磁感应的一 系列现象，经过归纳概括得到了产生感应电流的条件和判断感
应电流方向的一般方法——楞次定律及确定感应电动势大小的 一般规律——法拉第电磁感应定律。这两个定律是解决由磁感 应问题的重要依据，在复习中要深入理解和熟练掌握。 2.本单元许多综合题目都涉及到几乎所有 的力学知识及大部分 电学,求解电磁感应中的力学问题时,主要思路有两条: (1)从能量转化角度触犯,运用能量转化和守恒定律,动能关系分 析解决.
可以分为四个物理过程 1 2 (1)线框自由落下h高度,重力势能向动能转化,有 mgh mv
(2)ab边刚进入磁场到线框全部进入磁场,仅ab边切割磁感线, 线框中产生感应电流.一部分机械能转化为电能,电流通过线框 电阻R,实现由电能向内能之间转化而损失了,动能发生变化,有
1 1 mv mv mgL Q 2 2
特别提醒考生注意以下10个易发生审题失误的地方： 1．是否考虑重力； 2．物体是在哪个面内运动； 3．物理量是矢量还是标量； 4．哪些量是已知量，哪些是未知量； 5．临界词与形容词是否把握恰当了； 6．注意括号里的文字； 7．是否抓住了图像上的关键点； 8．选择题中选错误的还是正确的； 9．区分物体的性质和所处的位置：如物体是导体还 是绝缘体；是轻绳、轻杆还是轻弹簧；物体是在圆环 的内侧、外侧还是在圆管内或是套在圆环上； 10．容易看错的地方还有：位移还是位置？时间还是 时刻？哪个物体运动？物体是否与弹簧连接？直径还 是半径？粗糙还是光滑、有无电阻等等。
应用：日光灯
横向联系

电磁感应现象中产生感应电动势的那部分导体相当于电源， 它与其他的电阻、电容等元件构成回路，这就是电磁感应中的 电路问题，解决此类问题的关键是找准电源，正确判断感应电 动势的方向（即电源的正负），并分清内电路和外电路。

第讲法拉第电磁感应定律自感现象[教材阅读指导](对应人教版新教材选择性必修第二册页码及相关问题)P29～30阅读“电磁感应定律”这一部分内容，由法拉第电磁感应定律，式子中的k什么情况下等于1?可得E＝kΔΦΔt提示：当式中各物理量均取国际单位时。

P31[思考与讨论]，产生动生电动势的非静电力与什么有关？提示：与磁场对导体中自由电荷的洛伦兹力有关。

P32[练习与应用]T4图2.2－6，矩形线圈在匀强磁场中绕OO′轴匀速转动时，产生的感应电动势是否变化？为什么？提示：因为速度在垂直于磁场方向的分量在变化，由E＝BL v可知感应电动势在变化。

P32[练习与应用]T5。

提示：Q＝πUd。

4BP32[练习与应用]T6，导体棒在与匀强磁场垂直的面内转动切割产生的电动势怎样求得？提示：由E＝BL v求得，其中的v为导体棒上各点速度的平均值。

P33阅读“电磁感应现象中的感生电场”这一部分内容，产生感生电动势的非静电力是什么？提示：是感生电场对导体中自由电荷的电场力。

P36图2.3－9，为什么灵敏电流表在运输时总要用导体把两个接线柱连在一起？提示：使电流表内元件与导体形成闭合电路，以便在电流表的指针晃动时产生电磁阻尼作用，防止电流表的指针剧烈晃动。

P39图2.4－3，若线圈L的电阻小于灯泡A的电阻，开关S断开后，灯泡A是逐渐变暗还是更亮一下再逐渐变暗？提示：更亮一下再逐渐变暗。

P42[练习与应用]T3。

提示：(1)当开关S由断开变为闭合时，由于线圈的自感作用，通过线圈的电流由0逐渐增大，A、B同时发光，然后A由亮变得更为明亮，B逐渐变暗，直至不亮。

(2)当开关S由闭合变为断开时，发生断电自感现象，A不亮，B突然变亮再逐渐变暗，直至不亮。

P45[复习与提高]B组T6。

提示：(1)铜盘可看作沿半径方向的无数个细铜条组成，细铜条切割磁感线产生感应电动势；(2)从D到R再到C；(3)E＝πBr2T。

物理观念法拉第电磁感应定律1．感应电动势(1)01电磁感应现象中产生的电动势。

1．法拉第电磁感应定律
(1)定律内容：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．
n
(2)公式：E＝
t
.
2．导体切割磁感线的情形
(1)一般情况：运动速度v和磁感线方向夹角为θ ，则E
＝ Blvsinθ .
(2)常用情况：运动速度v和磁感线方向垂直，则E＝
Blv .
(3)导体棒在磁场中转动 导体棒以端点为轴，在匀强磁场中垂直于磁感线 方向匀速转动产生感应电动势 E＝Bl v ＝ 12Bl2ω (平均速度等于中点位置线速度21lω)． 三、自感 1．概念：由于导体本身的 电流 变化而产生的电磁
式；
(2)若磁感应强度保持B＝B0不变，线框以恒定角速度 ω 绕OO′匀速转动，求线框从图示位置转过90°过程
中通过导线横截面的电荷量；
(3)第(2)问中线框刚好转过90°时，求线框中的电 流强度大小．
【思路点拨】正确理解法拉第电磁感应定律和正确选 用计算感应电动势的两个公式是解题的关键．
元贝驾考 元贝驾考2016科目一 科 目四
下列哪些措施是可行的(
A)CD
A．使导轨的倾角增大到θ′＝45°
B．使磁场的磁感应强度变为原来的一半
C．换一根同样材料、同样长度但截面积为原来的 2倍的棒
D．使两导轨间距离和棒长均变为原来的2倍，而 棒的材料和截面积不变
3．某同学为了验证断电自感现象，自己找来带铁 心的线圈L、小灯泡A、开关S和电池组E，用导线 将它们连接成如图所示的电路．检查电路后，闭 合开关S，小灯泡发光；再断开开关S，小灯泡仅 有不显著的延时熄灭现象．虽经多次重复，仍未 见老师演示时出现的小灯泡闪亮现象，他冥思苦 想却找不出原因．你认为最有可能造成小灯泡未 闪亮的原因是( C )