第二章 第二节
1．(2019年醴陵名校联考)关于电磁感应，下列说法中正确的是( )
A．线圈中的磁通量有变化就一定有感应电流
B．穿过线圈的磁通量变化越大，感应电动势越大
C．穿过线圈的磁通量为零，感应电动势一定为零
D．穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大
【答案】D
【解析】感应电动势E＝n，故感应电动势和磁通量变化的快慢有关，和磁通量大小无关；且磁通量变化越快，感应电动势越大，故D正确，A、B、C错误．
2．根据法拉第电磁感应定律的数学表达式，电动势的单位V可以表示为( )
A．T/s B．Wb/s
C．T·m/s D．Wb·m2/s
【答案】B
3．(多选)单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转动轴垂直于磁场，若线圈所围面积的磁通量随时间变化规律如图所示，则( )
A．线圈在O时刻的感应电动势最大
B．线圈在D时刻的感应电动势为零
C．线圈在D时刻的感应电动势最大
D．线圈在0.01 s时的感应电动势为零
【答案】AB
【解析】根据法拉第电磁感应定律E＝，因为O时刻和 0.01 s 时的磁通量变化率最大，故两时刻的感应电动势最大，A对，D错；D时刻线圈中磁通量的变化率为零，感应电动势也为零，B对，C错．
4．(多选)如图所示，让线圈由位置1通过一个匀强磁场的区域运动到位置2，下列说法中正确的是( )
A．在线圈进入匀强磁场区域的过程中，线圈中有感应电流，而且进入时的速度越大，感应电流越大
B．整个线圈在匀强磁场中匀速运动时，线圈中有感应电流，而且电流是恒定的
C．整个线圈在匀强磁场中加速运动时，线圈中有感应电流，而且电流越来越大
D．在线圈穿出匀强磁场区域的过程中，线圈中有感应电流，而且穿出时的速度越大，感应电流越大
【答案】AD
【解析】线圈在进入和穿出磁场时，线圈中有感应电流，且运动速度越大，磁通量变化越快，产生的感应电流越大．当线圈全部进入磁场后，不管线圈在平面内做什么运动，穿过线圈的磁通量始终不变，没有感应电流．
5．穿过单匝闭合线圈的磁通量每秒钟均匀连续地增大2 Wb，则( )
A．线圈中的感应电动势将均匀增大
B．线圈中的感应电流将均匀增大
C．线圈中的感应电动势将保持2 V不变
D．线圈中的感应电流将保持2 A不变
【答案】C
【解析】由法拉第电磁感应定律可知，感应电动势E＝n＝1×＝2 V，感应电动势是一个定值，不随时间变化，故C正确．
6．(2019年岳阳模拟)如图甲所示，单匝线圈两端A、B与一理想电压表相连，线圈内有一垂直纸面向里的磁场，线圈中的磁通量变化规律如图乙所示．下列说法正确的是( )
A．0～0.1 s内磁通量的变化量为0.15 Wb
B．电压表读数为 V
C．B端比A端的电势高
D．电压表“＋”接线柱接A端
【答案】D
【解析】由图可知，0～0.1 s内磁通量的变化量为(0.15－0.10) Wb＝0.05 Wb，故A错误；感应电动势为E＝N＝0.5 V，电压表的读数为电源电动势，故B错误；由楞次定律可得感应电流的方向为逆时针，则B端比A端的电势低，所以电压表“＋”接线柱接A端，故C错误，D正确．
7．(2018年上海学业模拟)如图所示，一正方形线圈的匝数为n，边长为a，线圈平面与匀强磁场垂直，且一半处在磁场中，在Δt时间内，磁感应强度的方向不变，大小由B均匀增大到2B，在此过程中，线圈中产生的感应电动势为( )
A． B．
C． D．
【答案】A
【解析】根据法拉第电磁感应定律有：E＝n＝nS＝n·a2＝，故A正确，B、C、D错误．故选A．
8．两个匝数不同的线圈绕在同一个圆筒上，如图所示，它们的匝数nA>nB.当一个条形磁体穿过圆筒时，哪个线圈产生的感应电动势大些？
【答案】穿过A、B线圈的磁通量变化率可以认为是相同的，由于nA>nB，所以EA>EB.
9．某自行车上有一个如图所示的装置，滚轮靠在自行车轮胎的边缘上．自行车行驶时，滚轮带着其中的磁体转动．这个装置有什么用途？
【答案】当自行车运动时，轮胎带动滚轮运动，滚轮带着磁体转动．由于穿过该装置中的线圈的磁通量变化，线圈中就有感应电动势．线圈与小灯泡相连，就能点亮小灯泡．该装置可点亮灯，以供晚间骑自行车照明用．
10．(2019年白城名校联考)如图所示，面积为0.2 m2的100匝线圈处在匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，已知磁感应强度随时间变化的规律为B＝(2＋0.2t) T，定值电阻R1＝6 Ω，线圈电阻R2＝4 Ω，求：
(1)磁通量的变化率和回路中的感应电动势；
(2)a、b两点间的电压Ua b；
(3)2 s内通过R1的电荷量q.
【答案】(1)0.04 Wb/s 4 V (2)2.4 V (3)0.8 C
【解析】(1)由B＝(2＋0.2t) T可知＝0.2 T/s
故磁通量变化率为＝S＝0.04 Wb/s
由法拉第电磁感应定律得感应电动势为
E＝n＝100×0.04 V＝4 V.
(2)ab两点间的电压为路端电压，即R1两端的电压，则有：
Ua b＝R1＝2.4 V.
(3)根据闭合电路欧姆定律得
I＝＝ A＝0.4 A
故电荷量为q＝It＝0.4×2 C＝0.8 C．
11．如图所示，桌面上放着一个单匝矩形线圈，线圈中心上方一定高度上有一竖立的条形磁体，此时线圈内的磁通量为0.04 Wb.把条形磁体竖放在线圈内的桌面上时，线圈内磁通量为0.12 Wb.分别计算以下两个过程中线圈中的感应电动势．
(1)把条形磁体从图中位置在0.5 s内放到线圈内的桌面上．
(2)换用10匝的矩形线圈，线圈面积和原单匝线圈相同，把条形磁体从图中位置在0.1 s内放到线圈内的桌面上．
【答案】(1)0.16 V (2)8 V
【解析】ΔΦ＝0.12 Wb－0.04 Wb＝0.08 Wb.
(1)Δt＝0.5 s，n＝1，
E＝n＝1× V＝0.16 V.
(2)Δt＝0.1 s，n＝10，E＝n＝10× V＝8 V.
12．在直角坐标系的第1、第2、第3象限内分布着垂直于纸面的如图所示的匀强磁场，磁感应强度大小相等，均为B，方向如图所示．一个直角扇形线框垂直于磁场放置在第1象限内，扇形的半径为R，圆心与坐标原点重合，并绕垂直于纸面并通过原点的轴自由转动，转动方向为逆时针方向，匀速转动的角速度为ω.求：
(1)从第1象限转到第2象限(即转过90°)的过程中线框中产生的平均感应电动势大小．
(2)从第1象限转到第3象限(即转过90°)的过程中线框中产生的平均感应电动势的大小．
【答案】(1)BωR2 (2)0
【解析】(1)设扇形线框的磁通量垂直于纸面向里为正，则Φ1＝BS，S＝πR2，即Φ1＝πBR2，
转到第2象限时Φ2＝－BS，即Φ2＝－πBR2，
则ΔΦ＝Φ2－Φ1＝－πBR2－πBR2＝－πBR2，
又Δt＝T＝×＝，
由法拉第电磁感应定律得
E＝＝＝－BωR2.
则平均感应电动势的大小为E＝BωR2.
(2)Φ1＝BS，Φ3＝BS，ΔΦ＝Φ3－Φ1＝0，所以E′＝＝0.
课件22张PPT。第二节 电磁感应定律的建立1．知道什么是感应电动势，了解产生感应电动势的条件．
2．理解磁通量的变化量及变化率的意义及区别．
3．了解法拉第电磁感应定律的内容及表达式，会用来分析一些实际问题．一、实验探究感应电动势大小与磁通量变化的关系
1．磁通量的变化量：表示____________的多少，即ΔΦ＝Φ2－Φ1，末状态的磁通量与初状态的磁通量的差，可以是________，也可以是负的．
2．磁通量的变化率：表示磁通量变化的________．磁通量变化正的快慢二、法拉第电磁感应定律
1．实验的结果表明：在电磁感应现象中，电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的__________________成正比．
2．感应电动势的大小与磁通量的变化________有关，与磁通量变化的多少无关．磁通量的变化率快慢1．产生感应电动势与产生感应电流的条件的区别
导体在磁场里做切割磁感线的运动时，导体内就产生感应电动势；穿过线圈的磁通量发生变化时，线圈里就产生感应电动势．如果导体是闭合电路的一部分，或者线圈是闭合的，就产生感应电流．从本质上讲，上述两种说法是一致的，但产生感应电动势与产生感应电流的条件是不同的，不论电路是否闭合都有可能产生感应电动势，而电路只有闭合时，才有可能产生感应电流．电磁感应的本质是感应电动势的产生．2．怎样判断感应电流的方向
我们初中学过右手定则判断导体切割磁感线时感应电流方向的判断方法．那么如何判断其他情况下感应电流的方向呢？其实，有一个判断感应电流方向的方法叫楞次定律．它适用于各种情况下感应电流方向的判断，包括导体切割磁感线的情况．有兴趣的同学可参阅物理选修3－2.3．穿过闭合回路的磁通量很大，是否一定发生电磁感应现象
产生电磁感应现象的条件，归根结底，是穿过闭合电路的磁通量发生变化．关键在“变化”两字上，这是指穿过闭合电路的磁通量从无变有、从有变无、从小变大、从大变小等等．例如闭合线圈从与磁感线平行的位置转到与磁感线垂直的位置、磁铁与闭合电路间的相对运动、产生磁通量的电路中的电源开关的接通与断开、调节电流大小的滑动变阻器滑片的滑动等．对法拉第电磁感应定律的理解 关于电路中感应电动势的大小，下列说法正确的是( )
A．穿过电路的磁通量越大，感应电动势就越大
B．电路中磁通量的改变量越大，感应电动势就越大
C．电路中磁通量改变越快，感应电动势就越大
D．若电路中某时刻磁通量为零，则该时刻感应电流一定为零解析 据法拉第电磁感应定律，感应电动势正比于磁通量变化率，C项中磁通量变化越快，则磁通量的变化率越大，故C选项正确，A、B选项错误．某时刻的磁通量为零，但该时刻磁通量的变化率不一定为零，所以感应电流也就不一定为零，D选项错误，故选C.
答案 C 如图2－2－1甲所示，某线圈一共50匝，若穿过线圈的磁通量随时间的变化如图乙所示，则a、b两点间的电压是多少？感应电动势的计算图2－2－1 答案 50 V 如图2－2－2所示，在边长为2l的正方形区域内存在着磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，有一边长为l的正方形导线框沿垂直磁场方向以速度v匀速通过磁场区域，从ab边刚进入磁场时开始计时(t＝0)．
(1)试指出哪些时间段线框中有感应电流产生．
(2)画出磁通量随时间变化的图象．磁通量变化情况分析图2－2－2 答案 见解析 关于法拉第的故事
阅读有关法拉第的事迹，思考回答下列问题．
在近代物理学史上，要列出作出重大贡献的物理学家的名字来，真是数不胜数了，但像法拉第这样在电磁学领域作出如此重大贡献的科学家却并不多．可你知道吗，这样一位电学大师竟然只上了两年的小学就退出了学校的门槛．法拉第，1791年9月2日出生于英国伦敦附近的一个贫穷铁匠家里，小法拉第的诞生给他当铁匠的父亲带来的欢乐远不如他所带来的忧虑多．他的诞生意味着又多了一张吃饭的嘴巴，本来已为全家温饱操够了心的父亲脸上愁云更浓了．
小法拉第5岁那年，父亲送他去附近的学校上学．学校老师对穷得叮当响的小法拉第只有白眼相加，加之小法拉第小时候讲话有点结巴，更常遭到老师的鞭打．在小学二年级时，小法拉第实在忍无可忍，一气之下离开了学校，从此再也没有走进校门．回家后，小法拉第就开始帮助父亲干些杂活，帮母亲照看小妹妹，他几乎没有从学校学到什么知识，用他自己的话讲，他在学校只学到一点点“读、写、算的启蒙教育”．之后，他们家搬到伦敦去住．可家庭的变迁并没有给全家带来好运，全家仍过着缺吃少穿的日子．每周，母亲只分给法拉第一条面包．为了避免挨饿，法拉第把一条面包分成14小块，每天吃两小块，过着不饥不饱的生活.12岁那年，父亲把他送到一家订书铺去当学徒，从此法拉第开始在书的海洋中寻求知识了．他利用一切空余时间如饥如渴地读书，凡是能拿到手的书，他都认真阅读，尤其酷爱科学书籍．七年的学徒工，使他比别人七年在学校所学到的知识还要多．1．你认为法拉第能在贫困的家境中脱颖而出，靠的是什么品质？
2．成功一定要有优越的条件吗？谈谈你的看法．
