法拉第电磁感应定律

4/4法拉第电磁感应定律——感应电动势的大小练习一对法拉第电磁感应定律理解1.正确认识Φ(1)对Φ的定义必须明确①磁通量必须明确是指哪一个面积的.②磁通量的大小与面积无关，只与穿过这个面积的磁感线条数有关.(2)Φ有正负之分.虽然磁通量是标量，有正负之分，磁感线穿过某一面积，要注意是从哪一面穿进，哪一面穿出.2.△Φ和△Φ/△t磁通量的变化(△Φ)是产生感生电动势(产生电磁感应现象)的必要条件，引起回路中磁通量变化的原因.由Φ＝BScosθ分析可知，可以是回路中磁场B变化引起的；也可是回路所围的面积S变化引起的；或者是S与垂直于磁场B方向平面(Sn)的夹角θ变化引起的.磁通量的变化率(△Φ/△t)是描述穿过回路磁通量变化快慢的物理量，并非是磁通量变化的大小，根据法拉第电磁感应定律，感生电动势与回路(线圈)中△Φ/△t成正比.△Φ大，不一定△Φ/△t大；△Φ小，不一定△Φ/△t小.3.Φ和△Φ/△t在学习中，同学们常常对矩形线圈在匀强磁场中转动，当线圈平面转到和中性面共面时，Φ最大，而△Φ/△t＝0；转到和中性面垂直位置时，Φ＝0，而△Φ/△t最大；转到和中性面垂直位置时，Φ＝0，而△Φ/△t最大弄不明白，究其原因是对Φ和△Φ/△t理解不清.图4当线圈在磁场中旋转时，其磁通量Φ是按余弦规律变化的(中性面开始计时)；Φ＝BScosωt.作Φ-t函数图象，如图4所示.由于Φ-t图象的斜率表示的是磁通量的变化率△Φ/△t.不难看出线圈转到和中性面时，Φ最大，而k＝△Φ/△t＝0；转到和中性面垂直位置时，Φ＝0，而k＝△Φ/△t最大，Φ和△Φ/△t的物理意义不同，不应混淆.4.磁通量均匀变化含义二、对E=BLV的理解1、三垂直关系2、有效切割长度

3、平均E、瞬时E、如图2(a)所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一面积为S的n匝闭合导线圈，绕其对称轴以角速度ω匀速从图示位置(中性面)转过180°，则1.线圈的平均感生电动势ε为多少?2、转过60o时电动势瞬时值是多少？

【同步达纲练习】1.由法拉第电磁感应定律知(设回路的总阻一定)(

)A.穿过闭合电路的磁通量达最大时，回路中的感应电流达最大B.穿过闭合电路的磁通量为零时，回路中的感应电流一定为零C.穿过闭合电路的磁通量变化量越大，回路中的感应电流越大D.穿过闭合电路的磁通量变化越快，回路中的感应电流越大2.下面各单位不属于电动势的单位——伏特的是(

)A.T·m2/s

B.A·m2/s

C.H·m/s

D.Wb/s3.将一条形磁铁分别迅速和缓慢地插入一个闭合线圈中，在这两个过程中，相同的物理量是(

)A.磁通量的变化率

B.感应的电流强度C.磁通量的变化量

D.消耗的机械功率4.如图所示，匀强磁场的磁感应强度B＝0.5T.一个匝数n＝50匝的矩形线圈边长ab＝0.2m，bc＝0.1m，以角速度ω＝314rad/s绕轴OO′匀速转动.从图示位置转过90°的瞬时感应电动势为

，这段时间内的平均感应电动势为

.5.如图所示，两个同心金属圆环属于同一平面内，内环半径为r，外环半径为2r，以内、外环为边界的区域内有垂直于环面的匀强磁场.在时间t内磁感应强度由B均匀减小到0，则内环中的感应电动势为

，外环中的感应电动势为

.6.如图所示，在以ab、cd为边界的区域内存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外，区域宽为l1.现有一矩形线框处在图中纸面内，它的短边与ab重合，长度为l2，长边的长度为2l1.某时刻线框以初速υ沿与ab垂直的方向进入磁场区域，同时某人对线框施以作用力，使它的速度大小和方向保持不变.设该线框的电阻为R，从线框开始进入磁场到完全离开磁场的过程中，人对线框的作用力所做的功等于

.7.在50周年国庆盛典上我FBC—1“飞豹”新型超声速歼击轰炸机在天安门上空沿水平方向以1.7倍的声速自东向西飞过，该机两翼尖间的距离是12.705m，设北京上空地磁场的竖直分量为0.42×10-4T，那么此飞机机翼两端

端电势较高；电势差是

.空气中声音的传播速度为340m/s.(结果取两位有效数字)

8.如图所示，在水平金属导轨上有电阻R＝0.1Ω，金属杆ab与导轨组成一闭合矩形电路，两条导轨间距离L1＝40cm，矩形中导轨长L2＝50cm，导轨区域处于与水平面成30°角的匀强磁场，磁感强度随时间变化规律是B＝(2+0.2t)T，若t＝10s时ab仍静止，导轨与ab的电阻不计，则这时流经ab的电流I＝

，ab所受摩擦力为

.【素质优化训练】1.如图所示，闭合导线框的质量可以忽略不计，将它从图示位置匀速向右拉出匀强磁场.若第一次用0.3s拉出，外力做功为W1，通过导线横截面的电量为q1；第二次用0.9s拉出，外力做功为W2，通过导线横截面的电量为q2.则(

)A.W1＜W2，q1＜q2

B.W1＜W2，q1＝q2C.W1＞W2，q1＝q2

D.W1＞W2，q1＞q22.一边长为L，电阻为R的正方形导线框，处在磁感强度为B，方向水平向右的匀强磁场中，如图所示，设t＝0时线框处于竖直平面内.现使线框绕水平轴OO′以角速度ω匀速转过180°，则线框在转动过程中(

)A.通过导线任一横截面的电量为零B.通过导线任一横截面的电量为2BL2/RC.穿过导线框的磁通量的变化率的最大值为BωL2D.导线框产生的焦耳热为B2ω2L2/(4R)3.如图所示，一闭合线圈在均匀磁场中，线圈的轴线与磁场方向成30°角，磁感应强度随时间均匀变化，用下述哪种方法可以使线圈中的电流减小到原来的一半?(

)A.把线圈匝数减少一半

B.把线圈直径减少一半，C.把线圈面积减少一半

D.改变线圈轴线与磁场方向间的夹角，4.如图所示，水平放置的平行金属导轨左边接有电阻R，轨道所在处有竖直向下的匀强磁场.金属棒ab横跨导轨，它在外力作用下向右匀速运动.当速度由υ变为2υ时(除R外其余电阻不计，导轨光滑)，那么(

)A.作用在ab上的外力应增加到原来的4倍B.感应电动势将增加为原来的2倍D.外力的功率将增加为原来的2倍C.感应电流的功率将增为原来的4倍5.如图所示，一矩形金属框水平放置，金属细棒ab可在框上自由移动.金属框处于B＝0.4T的匀强磁场中，磁场方向与水平面成30°角.ab长0.2m，电阻为0.1Ω，以2m/s的速度向右匀速运动(其余电阻不计)，则感应电流大小为

A，ab所受磁场力大小为

N，电流的功率为

W.6.一根质量为m的条形磁铁，在光滑的水平塑料板上向右运动，穿过一个固定着的金属环，如图所示.如果它通过位置A时的速度是υ1，通过位置B时的速度υ2，那么在磁铁经过AB这段路程的时间内，金属环中电流产生的热量为

.7.有一匝数为N、面积为S、总电阻为R的矩形线圈，在磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度ω绕OO′轴匀速转动，如图所示.则：(1)线圈从图示位置转过180°的过程中，线圈上产生的热量为

；(2)线圈在转动过程中，磁通量变化率的最大值为

；

8.如图所示，在水平平行放置的两根长直导电轨道MN与PQ上，放着一根直导线ab，ab与导轨垂直，它在导轨间的长度为20cm，这部分的电阻为0.02Ω.导轨部分处于方向竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度B＝0.20T，电阻R＝0.08Ω，其他电阻不计.ab的质量为0.01kg.

(1)打开开关S，ab在水平恒力F＝0.01N的作用下，由静止沿轨道滑动，求经过多长时间速度才能达到10m/s?(2)上述过程中感应电动势随时间变化的表达式是怎样的?

(3)当ab的速度达到10m/s时，闭合开关S，为了保持ab仍能以10m/s的速度匀速运动，水平拉力应变为多少?(4)在ab以10m/s的速度匀速滑动的某一时刻撤去外力F，开关仍是闭合的，那么从此以后，R上能产生的电热是多少?1.D

2.B

3.C

4.0，100V

5.0，

6.

7.南，0.31V

8.0.2A，0.16N【素质优化训练】1.C

2.BC

3.BD

4.BC

5.0.8，0.064，0.064

6.

mv12-mv22

7.(1)N2B2S2πω/2R

(2)BSW

8.(1)10S

(2)E＝0.04t

(3)0.16N

(4)0.4J

（200