高三物理學案21 法拉第電磁感應定律自感現象
一、概念規律題組
1．一閉合線圈放在隨時間均勻變化的磁場中，線圈平面和磁場方向垂直．若想使線圈中的感應電流增強一倍，下述方法可行的是( )
a．使線圈匝數增加一倍b．使線圈面積增加一倍
c．使線圈匝數減少一半d．使磁感應強度的變化率增大一倍
2．單匝矩形線圈在勻強磁場中勻速轉動，轉軸垂直於磁場，若線圈所圍面積的磁通量隨時間變化的規律如圖1所示，則o～d過程中( )
a．線圈中o時刻感應電動勢最大
b．線圈中d時刻感應電動勢為零
c．線圈中d時刻感應電動勢最大
d．線圈中o至d時間內平均感應電動勢為0.4 v
3．如圖2所示的電路中，a、b是完全相同的燈泡，l是電阻不計的電感線圈，下列說法中正確的是( )
a．當開關s閉合時，a燈先亮，b燈後亮
b．當開關s閉合時，b燈先亮，a燈後亮
c．當開關s閉合時，a、b燈同時亮，電路穩定後，b燈更亮，a燈熄滅
d．當開關s閉合時，a、b燈同時亮，以後亮度都不變
二、思想方法題組
4．如圖3甲、乙所示電路中，電阻r和電感線圈l的電阻都很小．接通s，使電路達到穩定，燈泡a發光，則( )
a．在電路甲中，斷開s，a將漸漸變暗
b．在電路甲中，斷開s，a將先變得更亮，然後漸漸變暗
c．在電路乙中，斷開s，a將漸漸變暗
d．在電路乙中，斷開s，a將先變得更亮，然後漸漸變暗
5．如圖4所示，兩根相距為l的平行直導軌abdc，bd間連有一固定電阻r，導軌電阻可忽略不計．mn為放在ab和dc上的一導體杆，與ab垂直，其電阻也為r.整個裝置處於勻強磁場中，磁感應強度的大小為b，磁場方向垂直於導軌所在平面(指向圖中紙面向內)．現對mn施力使它沿導軌方向以速度v做勻速運動．令u表示mn兩端電壓的大小，則( )
a．u＝vbl，流過固定電阻r的感應電流由b到d
b．u＝vbl，流過固定電阻r的感應電流由d到b
c．u＝vbl，流過固定電阻r的感應電流由b到d
d．u＝vbl，流過固定電阻r的感應電流由d到b
基礎知識梳理
一、對法拉第電磁感應定律的理解及應用
1．感應電動勢e＝n，決定感應電動勢大小的因素是穿過這個迴路的磁通量的變化率，而不是磁通量φ的大小，也不是磁通量變化量δφ的大小．
2．下列是幾種常見的產生感應電動勢的情況，請寫出對應的計算公式，其中線圈的匝數為n.
(1)線圈面積s不變，磁感應強度b均勻變化；e＝n·s
(2)磁感應強度b不變，線圈的面積s均勻變化：e＝nb·
3．用e＝n所求的一般為平均電動勢，且所求的感應電動勢為整個迴路的感應電動勢，而不是迴路中某部分導體的電動勢．
【例1】如圖5(a)所示，乙個電阻值為r，匝數為n的圓形金屬線圈與阻值為2r的電阻r1連線成閉合迴路．線圈的半徑為r1，**圈中半徑為r2的圓形區域存在垂直於線圈平面向裡的勻強磁場，磁感應強度b隨時間t變化的關係圖線如圖(b)所示．圖線與橫、縱軸的截距分別為t0和b0，導線的電阻不計，求0至t1時間內：
(1)通過電阻r1的電流大小和方向；
(2)通過電阻r1的電量q及電阻r1上產生的熱量．
二、導體切割磁感線產生感應電動勢的計算
導體切割磁感線產生e感，可分為平動切割和轉動切割，在有些情況下要考慮有效切割的問題．
試計算下列幾種情況下的感應電動勢，並總結其特點及e感的計算方法．
1．平動切割
如圖6(a)，在磁感應強度為b的勻強磁場中，棒以速度v垂直切割磁感線時，感應電動勢e＝blv.
2．轉動切割
如圖6(b)，在磁感應強度為b的勻強磁場中，長為l的導體棒繞一端為軸以角速度ω勻速轉動，此時產生的感應電動勢e＝bl2ω.
【例2】 如圖8所示，磁感應強度b＝0.2 t的勻強磁場中有一折成30°角的金屬導軌aob，導軌平面垂直磁場方向．一條直導線mn垂直ob方向放置在導軌上並接觸良好．當mn以v＝4 m/s的速度從導軌o點開始向右沿水平方向勻速運動時，若所有導線單位長度的電阻r＝0.1 ω/m，求：
(1)經過時間t後，閉合迴路的感應電動勢的瞬時值；
(2)時間t內，閉合迴路的感應電動勢的平均值；
(3)閉合迴路中的電流大小和方向．
三、通電自感與斷電自感的比較
【例3】如圖11所示，a、b、c為三個完全相同的燈泡，l為自感線圈(自感係數較大，電阻不計)，e為電源，s為開關．閉合開關s，電路穩定後，三個燈泡均能發光．則( )
a．斷開開關瞬間，c熄滅，稍後a、b同時熄滅
b．斷開開關瞬間，流過a的電流方向改變
c．閉合開關，a、b、c同時亮
d．閉合開關，a、b同時先亮，c後亮
【基礎演練】
1．將閉合多匝線圈置於僅隨時間變化的磁場中，線圈平面與磁場方向垂直，關於線圈中產生的感應電動勢和感應電流，下列表述正確的是( )
a．感應電動勢的大小與線圈的匝數無關
b．穿過線圈的磁通量越大，感應電動勢越大
c．穿過線圈的磁通量變化越快，感應電動勢越大
d．感應電流產生的磁場方向與原磁場方向始終相同
2．如圖10所示，一導線彎成半徑為a的半圓形閉合迴路．虛線mn右側有磁感應強度為b的勻強磁場，方向垂直於迴路所在的平面．迴路以速度v向右勻速進入磁場，直徑cd始終與mn垂直．從d點到達邊界開始到c點進入磁場為止，下列結論正確的是( )
a．感應電流方向不變
b．cd段直導線始終不受安培力
c．感應電動勢最大值em＝b**
d．感應電動勢平均值＝πb**
6．如圖14所示，線圈內有理想邊界的磁場，開關閉合，當磁感應強度均勻減小時，有一帶電微粒靜止於水平放置的平行板電容器中間，若線圈的匝數為n，平行板電容器的板間距離為d，粒子的質量為m，帶電荷量為q，線圈面積為s，則下列判斷中正確的是( )
a．帶電微粒帶負電
b．線圈內磁感應強度的變化率為
c．當下極板向上移動時，帶電微粒將向上運動
d．當開關斷開時帶電微粒將做自由落體運動
8．均勻導線製成的單匝正方形閉合線框abcd，邊長為l，總電阻為r，總質量為m.將其置於磁感強度為b的垂直於紙面向裡的勻強磁場上方h處，如圖16所示．線框由靜止自由下落，線框平面保持在豎直平面內，且cd邊始終與磁場的水平邊界面平行．當cd邊剛進入磁場時，
(1)求線框中產生的感應電動勢大小；
(2)求cd兩點間的電勢差大小；
(3)若此時線框加速度恰好為零，求線框下落的高度h所應滿足的條件．
法拉第電磁感應定律自感渦流
延津職專賈文麗 學習目標 1.理解法拉第電磁感應定律，知道感應電動勢的常用計算公式。2.理解自感現象。3.了解渦流。重難點 法拉第電磁感應定律的應用。教學過程 一 法拉第電磁感應定律 1.感應電動勢 在電磁感應現象中產生的電動勢叫做感應電動勢。注意 產生感應電動勢的那部分導體相當於電源。2.法拉第電...
法拉第電磁感應定律總結
5 當長為l的導線，以其一端為軸，在垂直勻強磁場b的平面內，以角速度勻速轉動時，其兩端感應電動勢為e 1 2bl lw。6 三種切割情形的感應電動勢 1 平動切割 e blvsin 2 掃動切割 e blv 1 2bl lw3 線圈 轉動切割 e bs 二 電磁感應中的電路問題 在電磁感應中，切割磁...
4 4法拉第電磁感應定律
一 感應電動勢 1 在電磁感應現象中產生的電動勢叫感應電動勢。產生感應電動勢的那部分導體就相當於電源。2 感應電動勢與什麼因素有關？3 磁通量的變化率表示磁通量的變化快慢 二 法拉第電磁感應定律 1 內容 電路中感應電動勢的大小，跟穿過這一電路的磁通量變化率 t成正比 發生電磁感應現象的這部分電路就...