高考物理一轮复习学案 45 法拉第电磁感应定律自感现象（含答案）

学案45 法拉第电磁感应定律自感现象 一、概念规律题组 1．一闭合线圈放在随时间均匀变化的磁场中，线圈平面和磁场方向垂直．若想使线圈中的感应电流增强一倍，下述方法可行的是(　　) A．使线圈匝数增加一倍 B．使线圈面积增加一倍 C．使线圈匝数减少一半 D．使磁感应强度的变化率增大一倍 2．单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴垂直于磁场，若线圈所围面积的磁通量随时间变化的规律如图1所示，则O～D过程中(　　) 图1 A．线圈中O时刻感应电动势最大 B．线圈中D时刻感应电动势为零 C．线圈中D时刻感应电动势最大 D．线圈中O至D时间内平均感应电动势为0.4 V 3．如图2所示的电路中，A、B是完全相同的灯泡，L是电阻不计的电感线圈，下列说法中正确的是(　　) 图2 A．当开关S闭合时，A灯先亮，B灯后亮 B．当开关S闭合时，B灯先亮，A灯后亮 C．当开关S闭合时，A、B灯同时亮，电路稳定后，B灯更亮，A灯熄灭 D．当开关S闭合时，A、B灯同时亮，以后亮度都不变 二、思想方法题组 4．如图3甲、乙所示电路中，电阻R和电感线圈L的电阻都很小．接通S，使电路达到稳定，灯泡A发光，则(　　) 图3 A．在电路甲中，断开S，A将渐渐变暗 B．在电路甲中，断开S，A将先变得更亮，然后渐渐变暗 C．在电路乙中，断开S，A将渐渐变暗 D．在电路乙中，断开S，A将先变得更亮，然后渐渐变暗 图4 5．如图4所示，两根相距为l的平行直导轨abdc，bd间连有一固定电阻R，导轨电阻可忽略不计．MN为放在ab和dc上的一导体杆，与ab垂直，其电阻也为R.整个装置处于匀强磁场中，磁感应强度的大小为B，磁场方向垂直于导轨所在平面(指向图中纸面向内)．现对MN施力使它沿导轨方向以速度v做匀速运动．令U表示MN两端电压的大小，则(　　) A．U＝vBl，流过固定电阻R的感应电流由b到d B．U＝vBl，流过固定电阻R的感应电流由d到b C．U＝vBl，流过固定电阻R的感应电流由b到d D．U＝vBl，流过固定电阻R的感应电流由d到b 一、对法拉第电磁感应定律的理解及应用 1．感应电动势E＝n，决定感应电动势大小的因素是穿过这个回路的磁通量的变化率，而不是磁通量Φ的大小，也不是磁通量变化量ΔΦ的大小． 2．下列是几种常见的产生感应电动势的情况，请写出对应的计算公式，其中线圈的匝数为n. (1)线圈面积S不变，磁感应强度B均匀变化； E＝n·S (2)磁感应强度B不变，线圈的面积S均匀变化： E＝nB· 3．用E＝n所求的一般为平均电动势，且所求的感应电动势为整个回路的感应电动势，而不是回路中某部分导体的电动势． 【例1】如图5(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0至t1时间内： 图5 (1)通过电阻R1的电流大小和方向； (2)通过电阻R1的电量q及电阻R1上产生的热量． [规范思维] 　 　 　 二、导体切割磁感线产生感应电动势的计算 导体切割磁感线产生E感，可分为平动切割和转动切割，在有些情况下要考虑有效切割的问题． 试计算下列几种情况下的感应电动势，并总结其特点及E感的计算方法． 1．平动切割 如图6(a)，在磁感应强度为B的匀强磁场中，棒以速度v垂直切割磁感线时，感应电动势E＝Blv. 图6 2．转动切割 如图6(b)，在磁感应强度为B的匀强磁场中，长为l的导体棒绕一端为轴以角速度ω匀速转动，此时产生的感应电动势E＝Bl2ω. 3．有效切割长度：即导体在与v垂直的方向上的投影长．试分析图7中的有效切割长度． 图7 甲图中的有效切割长度为：cdsin θ；乙图中的有效切割长度为：l＝MN；丙图中的有效切割长度为：沿v1的方向运动时，l＝R；沿v2的方向 ... ...