2020届高考物理复习一章一节强化训练44法拉第电磁感应定律

第2节 法拉第电磁感应定律 自感 涡流

知识点一| 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。产生感应电动势的那部分导体就相当于电源，导体的电阻相当于电源内阻。

(2)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＝nΔΦΔt，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＝Blvsin_θ。

[判断正误]

(1)Φ＝0，ΔΦΔt不一定等于0。 (√)

(2)感应电动势E与线圈匝数n有关，所以Φ、ΔΦ、ΔΦΔt的大小均与线圈匝数有关。 (×)

(3)线圈中磁通量变化越快，产生的感应电动势越大。 (√)

(4)法拉第提出了法拉第电磁感应定律。 (×)

(5)当导体在匀强磁场中垂直磁场方向运动时(运动方向和导体垂直)，感应电动势为E＝BLv。 (√)

考法1 对感生电动势E＝nΔΦΔt的理解与应用

1．关于感应电动势的大小，下列说法中正确的是( )

A．穿过线圈的磁通量Φ越大，所产生的感应电动势就越大

B．穿过线圈的磁通量的变化量ΔΦ越大，所产生的感应电动势就越大

C．穿过线圈的磁通量的变化率ΔΦΔt越大，所产生的感应电动势就越大

D．穿过线圈的磁通量Φ等于0，所产生的感应电动势就一定为0

C [根据法拉第电磁感应定律可知，感应电动势的大小与磁通量的变化率ΔΦΔt成正比，与磁通量Φ及磁通量的变化量ΔΦ没有必然联系。当磁通量Φ很大时，感应电动势可能很小，甚至为0。当磁通量Φ等于0时，其变化率可能很大，产生的感应电动势也会很大。所以只有选项C正确。]

2．(2017·天津高考)如图所示，两根平行金属导轨置于水平面内，导轨之间接有电阻R。金属棒ab与两导轨垂直并保持良好接触，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下。现使磁感应强度随时间均匀减小，ab始终保持静止，下列说法正确的是( )

高考物理《法拉第电磁感应定律》真题练习含答案专题

1．如图所示，用粗细相同的铜丝做成边长分别为 L和2L 的两只闭合线框a和b，以相同的速度从磁感应强度为B的匀强磁场区域中匀速地拉到磁场外，若感应电动势分别为Ea、Eb，则Ea∶Eb为( )

A．1∶4 B．1∶2 C．2∶1 D．4∶1

答案：B

解析：线框切割磁感线时的感应电动势为E＝BLv，解得Ea∶Eb＝1∶2，B正确．

2．[2024·湖北省名校联盟联考]今年11月底，襄阳三中举行了秋季运动会，其中“旋风跑”团体运动项目很受学生欢迎．如图是比赛过程的简化模型，一名学生站在O点，手握在金属杆的一端A点，其他四名学生推着金属杆AB，顺时针(俯视)绕O点以角速度ω匀速转动．已知OA＝l，AB＝L运动场地附近空间的地磁场可看作匀强磁场，其水平分量为Bx，竖直分量为By，则此时( )

A．A点电势高于B点电势

B．AB两点电压大小为Byω（L2＋2lL）2

C．AB两点电压大小为Byω（L＋l）22

D．AB两点电压大小为BxωL(L＋l)

答案：B

解析：地磁场在北半球的磁感应强度斜向下，其竖直分量By竖直向下，则金属杆切割By产生动生电动势，由右手定则可知电源内部的电流从A点到B点，即B点为电源的正极，故A点电势低于B点电势，A错误；动生电动势的大小为E＝Blv－ ，解得UBA＝ByLω（L＋l）＋ωl2 ＝ByLω（L＋2l）2 ，B正确，C、D错误．

3．(多选)动圈式扬声器的结构如图(a)和图(b)所示，图(b)为磁铁和线圈部分的右视图，线圈与一电容器的两端相连．当人对着纸盆说话，纸盆带着线圈左右运动能将声信号转化为电信号．已知线圈有n匝，线圈半径为r，线圈所在位置的磁感应强度大小为B，则下列说法正确的是( )

A．纸盆向左运动时，电容器的上极板电势比下极板电势高

B．纸盆向左运动时，电容器的上极板电势比下极板电势低

一、法拉第电磁感应定律

1．如图所示,在磁感应强度B=1.0 T的有界匀强磁场中(MN为边界)，用外力将边长为L=10

cm的正方形金属线框向右匀速拉出磁场，已知在线框拉出磁场的过程中，ab边受到的磁场力F随时间t变化的关系如图所示，bc边刚离开磁场的时刻为计时起点(即此时t=0).求:

(1)将金属框拉出的过程中产生的热量Q;

(2)线框的电阻R.

【答案】（1）2.0×10-3 J （2）1.0 Ω

【解析】

【详解】

(1)由题意及图象可知，当0t时刻ab边的受力最大，为：

10.02NFBIL

可得：

10.02A0.2A1.00.1FIBL

线框匀速运动，其受到的安培力为阻力大小即为1F，由能量守恒：

QW安310.020.1J2.010JFL

(2) 金属框拉出的过程中产生的热量：

2QIRt

线框的电阻：

3222.010Ω1.0Ω0.20.05QRIt

2．如图甲所示，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R1连接成闭合回路。线圈的半径为r1。在线圈中半径为r2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乙所示，图线与横、纵轴的截距分别为t0和B0。导线的电阻不计，求0至t1时间内

(1)通过电阻R1上的电流大小及方向。

(2)通过电阻R1上的电荷量q。

【答案】(1) 20203nBrRt 电流由b向a通过R1(2) 202103nBrtRt

【解析】

【详解】

(1)由法拉第电磁感应定律得感应电动势为220220nBrBEnnrttt

由闭合电路的欧姆定律，得通过R1的电流大小为202033nBrEIRRt

由楞次定律知该电流由b向a通过R1。

(2)由qIt得在0至t1时间内通过R1的电量为: 2021103nBrtqItRt

3．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R1连接成闭合回路，线圈的半径为r1, 在线圈中半径为r2的圆形区域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t0和B0，导线的电阻不计．求

专题27 法拉第电磁感应定律

目录

题型一 实验：探究影响感应电流方向的因素 ............................................................................. 1

题型二 感应电流的产生和方向判断 ............................................................................................. 4

题型三 楞次定律推论的应用 ......................................................................................................... 6

题型四 “三定则、一定律”的应用 ................................................................................................. 9

题型五 法拉第电磁感应定律的理解及应用 ............................................................................... 10

题型六 导体切割磁感线产生的感应电动势 ............................................................................. 13

类型1 平动切割磁感线 ........................................................................................................ 14

类型2 转动切割磁感线 ........................................................................................................ 15