高中物理第4章电磁感应4法拉第电磁感应定律练习新人教选修3-2
10页1、第4节法拉第电磁感应定律1在电磁感应现象中产生的电动势,叫做感应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的内阻2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,表达式E(单匝线圈),En(多匝线圈)当导体切割磁感线产生感应电动势时EBlv(B、l、v两两垂直),EBlvsin_(vl但v与B夹角为)3关于感应电动势,下列说法中正确的是()A电源电动势就是感应电动势B产生感应电动势的那部分导体相当于电源C在电磁感应现象中没有感应电流就一定没有感应电动势D电路中有电流就一定有感应电动势答案B解析电源电动势的来源很多,不一定是由于电磁感应产生的,所以选项A错误;在电磁感应现象中,如果没有感应电流,也可以有感应电动势,C错误;电路中的电流可能是由化学电池或其它电池作为电源提供的,所以有电流不一定有感应电动势4穿过一个单匝线圈的磁通量始终保持每秒钟均匀地减少2 Wb,则()A线圈中感应电动势每秒钟增加2 VB线圈中感应电动势每秒钟减少2 VC线圈中无感应电动势D线圈中感应电动势保持不变答案D5一根导体棒ab在水平方向的匀强磁场中自由下落,并始终保持水平方向
2、且与磁场方向垂直如图1所示,则有()图1AUab0BUaUb,Uab保持不变CUaUb,Uab越来越大DUaUa,由UabEBlv及棒自由下落时v越来越大,可知Uab越来越大,D项正确b,所以UbUa,由UabEBlv及棒自由下落时v越来越大,可知Uab越来越大,D项正确【概念规律练】知识点一公式En的理解1一个200匝、面积为20 cm2的线圈,放在磁场中,磁场的方向与线圈平面成30角,若磁感应强度在0.05 s内由0.1 T增加到0.5 T,在此过程中穿过线圈的磁通量的变化量是_Wb;磁通量的平均变化率是_Wb/s;线圈中感应电动势的大小是_V.答案410481031.6解析磁通量的变化量是由磁场的变化引起的,应该用公式BSsin 来计算,所以BSsin (0.50.1)201040.5 Wb4104 Wb磁通量的变化率为 Wb/s8103 Wb/s,感应电动势的大小可根据法拉第电磁感应定律得En2008103 V1.6 V点评要理解好公式En,首先要区分好磁通量,磁通量的变化量,磁通量的变化率,现列表如下:物理量单位物理意义计算公式磁通量Wb表示某时刻或某位置时穿过某一面积的磁感
3、线条数的多少BS磁通量的变化量Wb表示在某一过程中穿过某一面积的磁通量变化的多少21磁通量的变化率Wb/s表示穿过某一面积的磁通量变化的快慢特别提醒对、而言,穿过一匝线圈和穿过n匝是一样的,而感应电动势则不一样,感应电动势与匝数成正比磁通量和磁通量的变化率的大小没有直接关系,很大时,可能很小,也可能很大;0时,可能不为零2下列说法正确的是()A线圈中磁通量变化越大,线圈中产生的感应电动势一定越大B线圈中磁通量越大,线圈中产生的感应电动势一定越大C线圈处在磁场越强的位置,线圈中产生的感应电动势一定越大D线圈中磁通量变化得越快,线圈中产生的感应电动势越大答案D解析线圈中产生的感应电动势En,即E与成正比,与或的大小无直接关系磁通量变化得越快,即越大,产生的感应电动势越大,故只有D正确点评正确理解决定感应电动势大小的因素是磁通量的变化率,这是分析本题的关键知识点二公式EBlvsin 的理解3如图2所示,在磁感应强度为1 T的匀强磁场中,一根跟磁场垂直长20 cm的导线以2 m/s的速度运动,运动方向垂直导线与磁感线成30 角,则导线中的感应电动势为_图2答案0.2 V解析EBlvsin 30
4、(10.22sin 30) V0.2 V点评(1)当导体平动垂直切割磁感线时,即B、l、v两两垂直时(如图所示)EBlv.(2)当导体平动但不垂直切割磁感线时即v与B有一夹角,如右图所示,此时可将导体的速度v向垂直于磁感线和平行于磁感线两个方向分解,则分速度v2vcos 不使导体切割磁感线,使导体切割磁感线的是分速度v1vsin ,从而使导体产生的感应电动势为:EBlv1Blvsin .特别提醒不要死记公式,要理解含意vsin 是导体切割磁感线的速度4在磁感应强度为B的匀强磁场中,长为l的金属棒OA在垂直于磁场方向的平面内绕O点以角速度匀速转动,如图3所示,求:金属棒OA上产生的感应电动势图3答案Bl2解析由vr,可知各点处速度与该点到O点的距离r成正比,速度都与棒垂直,我们可以求出棒OA上各点的平均速度,即与棒中点的速度相同(只有成正比例的量,中点值才等于平均值)可得EBlvBlBl2.点评当导体棒转动切割磁感线时,若棒上各处磁感应强度B相同,则可直接应用公式EBl2.【方法技巧练】电动势公式En和EBlvsin 的选用技巧5如图4所示,两根相距为l的平行直导轨abdc,bd间连有一
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