2.2 法拉第电磁感应定律 课前导学 2024-2025学年人教版（2019）高中物理选择性必修第二册
文档属性
| 名称 | 2.2 法拉第电磁感应定律 课前导学 2024-2025学年人教版（2019）高中物理选择性必修第二册 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 503.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2025-03-01 09:15:05 | ||
图片预览
文档简介
2.2 法拉第电磁感应定律
基础知识导学
一、法拉第电磁感应定律
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：
n是线圈的匝数，是磁通量的变化量，是对应于所用的时间，是磁通量的变化率。
二、感生电场
（1）基本性质：与静电场相同，能够对处于其中的电荷产生力的作用。
（2）场源：变化的磁场。
（3）电场线：与变化的磁场正交的闭合曲线。
（4）方向的判定：与判定感应电流方向的方法相同。如图是磁场向上增强时产生的感生电场示意图。
三、感生电动势
（1）概念：由感生电场产生的电动势叫感生电动势。
（2）非静电力：感生电场对自由电荷的作用力。
（3）存在位置：整个包围磁场区域的回路。
（4）公式：
四、动生电动势
1.概念:因导体与磁场间的相对运动而产生的感应电动势叫动生电动势。
2.非静电力
动生电动势的实质是导体内的自由电荷在磁场中随做切割磁感线运动的导体运动时，磁场对自由电荷的洛伦兹力使其沿导体运动的结果。
3.动生电动势公式：
4.的适用条件：
（1）匀强磁场；
（2）平动切割(导体上各点切割磁感线速度相同)；
（3）三者相互垂直（不垂直时取垂直分量)
重难扩展问题
1.法拉第电磁感应定律内容：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______。
2.公式：_______
3.动生电动势概念:因导体与磁场间的_______而产生的感应电动势叫动生电动势。
4.动生电动势公式：_______
5.的适用条件：
（1）_______磁场；
（2）平动切割(导体上各点切割磁感线速度_______)；
（3）三者相互_______（不垂直时取垂直分量)
基础小题试练
1.法拉第发现电磁感应现象，不仅推动了电磁理论的发展，而且推动了电磁技术的发展，引领人类进入了电气时代，下列哪一个器件工作时利用了电磁感应现象( )
A.电磁炉 B.回旋加速器 C.示波管 D.磁电式电流表
2.如图所示，在通有电流I的长直导线右侧固定一矩形金属线框abcd，线框与导线在同一平面内，且ad边与导线平行。调节电流I使空间各点的磁感应强度随时间均匀增加，则( )
A.线框中产生的感应电流方向为a→b→c→d→a
B.线框中产生的感应电流逐渐增大
C.线框ad边所受的安培力逐渐减小
D.线框整体受到的安培力方向水平向右
3.小明用如图所示的装置“探究影响感应电流方向的因素”，螺线管与灵敏电流计构成闭合电路，条形磁铁N极朝下。当磁体向下靠近螺线管上端时( )
A．电流计指针向右偏转
B．螺线管内部的磁通量减小
C．螺线管内部的感应电流产生的磁场向下
D．磁铁受到向上的磁场力的作用
4.某区域内存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，磁场分布如图所示，导体棒ab长为3L，现使导体棒ab沿水平方向以速度v向右做匀速直线运动，导体棒ab的电阻忽略不计，则导体棒ab两端的电势差等于( )
A.0 B.2BLv C.2BLv D.3BLv
5.如图所示，用粗细相同的铜丝做成边长分别为L和的两只闭合线框a和b，以相同的速度从磁感应强度为B的匀强磁场区域中匀速地拉到磁场外，若感应电动势分别为，，则为( )
A. B. C. D.
6.边长为L的正方形线单匝金属框，右边刚好位于匀强磁场左边界，磁场区域宽度为2L，磁感应强度大小为。金属框在外力作用下从图示位置开始向右匀速穿过磁场区域，当金属框刚好全部进入磁场区域时，磁感应强度开始随时间均匀增加，使整个过程金属框中的电流不变，则当金属框右边刚好到达磁场的右边界时，匀强磁场的磁感应强度大小为( )
A.4 B.3 C.2 D.
答案以及解析
1.答案：A
解析：A.电磁炉是通过电磁感应现象产生感应电流对锅进行加热的，利用了电磁感应现象，故A正确；
B.回旋加速器利用磁场偏转，利用电场进行加速，与电磁感应无关，故B错误；
C.示波管利用电荷在电场中受到电场力而发生偏转的，与电磁感应无关，故C错误；
D.磁电式电流表是利用通电线圈受安培力进行工作的，与电磁感应无关，故D错误。
故选A。
2.答案：D
解析：A.根据楞次定律可知，线框中产生的感应电流方向为，选项A错误；B.因各点的磁感应强度随时间均匀增加，可知磁通量的变化率不变，产生的感应电动势恒定，则线框中产生的感应电流不变，选项B错误；C.根据，I和L不变，B均匀增加，可知线框ad边所受的安培力逐渐增大，选项C错误；D.由左手定则，ad边受安培力向右，bc受安培力向左，但是ad受安培力大于bc受的安培力，可知线框整体受到的安培力方向水平向右，选项D正确。故选D。
3.答案：D
解析：A．根据楞次定律可知，螺线管中电流方向从上往下，但是流入电流计的电流方向与指针的偏转方向关系未知，则无法判断电流计指针偏转方向，故A错误；
B．磁体向下靠近螺线管上端时，螺线管内部的磁通量增加，故B错误；
C．磁体向下靠近螺线管上端时，根据“增反减同”的结论判断，螺线管内部的感应电流产生的磁场向上，故C错误；
D．根据“来拒去留”的结论判断，磁铁受到向上的磁场力的作用，故D正确。
故选D。
4.答案：B
解析：根据法拉第电磁感应定律有导体棒ab两端的电势差2BLv。故选B。
5.答案：B
解析：线框切割磁感线时的感应电动势为
解得，故选B。
6.答案：C
解析：设金属框的运动速度为v，则金属框从开始运动到完全进入磁场的过程产生的感应电流
当金属框完全进入磁场后磁场随时间变化关系为
则
感应电流
即
解得
则当金属框右边刚好到达磁场的右边界时，匀强磁场的磁感应强度大小为
故选C。
基础知识导学
一、法拉第电磁感应定律
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：
n是线圈的匝数，是磁通量的变化量，是对应于所用的时间，是磁通量的变化率。
二、感生电场
（1）基本性质：与静电场相同，能够对处于其中的电荷产生力的作用。
（2）场源：变化的磁场。
（3）电场线：与变化的磁场正交的闭合曲线。
（4）方向的判定：与判定感应电流方向的方法相同。如图是磁场向上增强时产生的感生电场示意图。
三、感生电动势
（1）概念：由感生电场产生的电动势叫感生电动势。
（2）非静电力：感生电场对自由电荷的作用力。
（3）存在位置：整个包围磁场区域的回路。
（4）公式：
四、动生电动势
1.概念:因导体与磁场间的相对运动而产生的感应电动势叫动生电动势。
2.非静电力
动生电动势的实质是导体内的自由电荷在磁场中随做切割磁感线运动的导体运动时，磁场对自由电荷的洛伦兹力使其沿导体运动的结果。
3.动生电动势公式：
4.的适用条件：
（1）匀强磁场；
（2）平动切割(导体上各点切割磁感线速度相同)；
（3）三者相互垂直（不垂直时取垂直分量)
重难扩展问题
1.法拉第电磁感应定律内容：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______。
2.公式：_______
3.动生电动势概念:因导体与磁场间的_______而产生的感应电动势叫动生电动势。
4.动生电动势公式：_______
5.的适用条件：
（1）_______磁场；
（2）平动切割(导体上各点切割磁感线速度_______)；
（3）三者相互_______（不垂直时取垂直分量)
基础小题试练
1.法拉第发现电磁感应现象，不仅推动了电磁理论的发展，而且推动了电磁技术的发展，引领人类进入了电气时代，下列哪一个器件工作时利用了电磁感应现象( )
A.电磁炉 B.回旋加速器 C.示波管 D.磁电式电流表
2.如图所示，在通有电流I的长直导线右侧固定一矩形金属线框abcd，线框与导线在同一平面内，且ad边与导线平行。调节电流I使空间各点的磁感应强度随时间均匀增加，则( )
A.线框中产生的感应电流方向为a→b→c→d→a
B.线框中产生的感应电流逐渐增大
C.线框ad边所受的安培力逐渐减小
D.线框整体受到的安培力方向水平向右
3.小明用如图所示的装置“探究影响感应电流方向的因素”，螺线管与灵敏电流计构成闭合电路，条形磁铁N极朝下。当磁体向下靠近螺线管上端时( )
A．电流计指针向右偏转
B．螺线管内部的磁通量减小
C．螺线管内部的感应电流产生的磁场向下
D．磁铁受到向上的磁场力的作用
4.某区域内存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，磁场分布如图所示，导体棒ab长为3L，现使导体棒ab沿水平方向以速度v向右做匀速直线运动，导体棒ab的电阻忽略不计，则导体棒ab两端的电势差等于( )
A.0 B.2BLv C.2BLv D.3BLv
5.如图所示，用粗细相同的铜丝做成边长分别为L和的两只闭合线框a和b，以相同的速度从磁感应强度为B的匀强磁场区域中匀速地拉到磁场外，若感应电动势分别为，，则为( )
A. B. C. D.
6.边长为L的正方形线单匝金属框，右边刚好位于匀强磁场左边界，磁场区域宽度为2L，磁感应强度大小为。金属框在外力作用下从图示位置开始向右匀速穿过磁场区域，当金属框刚好全部进入磁场区域时，磁感应强度开始随时间均匀增加，使整个过程金属框中的电流不变，则当金属框右边刚好到达磁场的右边界时，匀强磁场的磁感应强度大小为( )
A.4 B.3 C.2 D.
答案以及解析
1.答案：A
解析：A.电磁炉是通过电磁感应现象产生感应电流对锅进行加热的，利用了电磁感应现象，故A正确；
B.回旋加速器利用磁场偏转，利用电场进行加速，与电磁感应无关，故B错误；
C.示波管利用电荷在电场中受到电场力而发生偏转的，与电磁感应无关，故C错误；
D.磁电式电流表是利用通电线圈受安培力进行工作的，与电磁感应无关，故D错误。
故选A。
2.答案：D
解析：A.根据楞次定律可知，线框中产生的感应电流方向为，选项A错误；B.因各点的磁感应强度随时间均匀增加，可知磁通量的变化率不变，产生的感应电动势恒定，则线框中产生的感应电流不变，选项B错误；C.根据，I和L不变，B均匀增加，可知线框ad边所受的安培力逐渐增大，选项C错误；D.由左手定则，ad边受安培力向右，bc受安培力向左，但是ad受安培力大于bc受的安培力，可知线框整体受到的安培力方向水平向右，选项D正确。故选D。
3.答案：D
解析：A．根据楞次定律可知，螺线管中电流方向从上往下，但是流入电流计的电流方向与指针的偏转方向关系未知，则无法判断电流计指针偏转方向，故A错误；
B．磁体向下靠近螺线管上端时，螺线管内部的磁通量增加，故B错误；
C．磁体向下靠近螺线管上端时，根据“增反减同”的结论判断，螺线管内部的感应电流产生的磁场向上，故C错误；
D．根据“来拒去留”的结论判断，磁铁受到向上的磁场力的作用，故D正确。
故选D。
4.答案：B
解析：根据法拉第电磁感应定律有导体棒ab两端的电势差2BLv。故选B。
5.答案：B
解析：线框切割磁感线时的感应电动势为
解得，故选B。
6.答案：C
解析：设金属框的运动速度为v，则金属框从开始运动到完全进入磁场的过程产生的感应电流
当金属框完全进入磁场后磁场随时间变化关系为
则
感应电流
即
解得
则当金属框右边刚好到达磁场的右边界时，匀强磁场的磁感应强度大小为
故选C。