4.4 法拉第电磁感应定律-2022-2023学年高二物理 讲义（人教版选修3-2）(1)（含答案）

4.4法拉第电磁感应定律 【基础知识梳理】 知识点01 电磁感应定律 1.感应电动势 （1）定义：在电磁感应现象中产生的电动势叫做感应电动势。产生的感应电动势的那部分导体就相当于电源。 （2）分类 1　感生电动势：由感生电场产生的感应电动势。 2　动生电动势：由于导体运动而产生的感应电动势。 2.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：。式中的n为线圈的匝数，是磁通量的变化率。 知识点02 导线切割磁感线时的感应电动势 1.公式： （1）上式仅适用于导线各点以相同的速度在匀强磁场中切割磁感线的情况，且l、v、B两两垂直。 （2）在，，而与成夹角时，如图所示，导线切割磁感线产生的感应电动势大小为。 2.导体棒绕其上一点以角速度转动，切割磁感线产生感应电动势的大小： （1）以中点为轴时，E=0（两段的代数和为0）。 （2）以端点为轴时，（平均速度取中点位置的速度）。 （3）以任意点为轴时，。 知识点03 反电动势 电动机转动时，线圈中也会产生感应电动势，这个感应电动势总要削弱电源电动势的作用，我们把这个电动势称为反电动势。该电动势的方向与电源电动势的方向相反。 【例题讲解】 1、法拉第电磁感应定律 1．关于电磁感应现象，下列说法中正确的是（　　） A．只要闭合电路中有磁通量，闭合电路中就有感应电流产生 B．只要闭合线圈做切割磁感线运动，电路中就一定有感应电流 C．穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大 D．穿过线圈的磁通量变化率越大，感应电动势越大 【答案】D 【详解】A．感应电流产生的条件是闭合回路中磁通量发生变化，闭合电路内有磁通量不一定有磁通量的变化，所以闭合电路中就不一定有感应电流产生，故A错误；B．闭合电路在磁场中运动，磁通量不一定发生变化，所以闭合电路中就不一定有感应电流产生，故B错误； C．根据穿过线圈的磁通量越大，磁通量的变化率不一定大，感应电动势不一定大，故C错误；D．根据穿过线圈的磁通量变化越快，即磁通量变化率越大，则感应电动势越大，故D正确。故选D。 2．如图所示，面积为S、匝数为n的线圈内有匀强磁场，已知磁感应强度随时间的变化规律为 （k＞0且为常数，但未知），当t＝0时磁场方向垂直纸面向里。在磁场方向改变之前，有一带电荷量为q、质量为m的粒子静止于水平放置的、间距为d的平行板电容器中间。（重力加速度为g）由此可以判断（　　） A．此粒子带正电 B．磁感应强度的变化率为 C．当磁场方向改变后，该粒子将向下做加速运动 D．电容器所带电荷量与时间成正比 【答案】B 【详解】A．由楞次定律可知，平行板电容器上极板带正电，下极板带负电，极板间场强竖直向下，粒子在极板间静止，粒子所受静电力竖直向上，静电力方向与场强方向相反，粒子带负电，A错误；B．由法拉第电磁感应定律可知，感应电动势 粒子静止时处于平衡状态，由平衡条件得解得B正确；C．由楞次定律可知，当磁场方向改变后，感应电动势不变，粒子受力情况不变，粒子仍静止不动，C错误； D．电容器两极板间电势差电容器所带电荷量Q与时间无关，D错误。故选B。 3．如图所示，a、b两个闭合正方形线圈用同样材料和粗细的的导线制成，匝数均为N匝，线圈边长，图示区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀减小，不考虑线圈之间的相互影响，则下列说法正确的是（　　） A．两线圈内产生逆时针方向的感应电流 B．a、b线圈中感应电动势之比为4∶1 C．a、b线圈中感应电流之比为4∶1 D．a、b线圈中电功率之比为4∶1 【答案】C 【详解】A．原磁场向里减小，根据楞次定律可知，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，因此感应电流的方向为顺时针方向，故A错误;B．根据法拉第电磁感应定律可知 而因此 ... ...