第三章 二
知识点一 磁通量及其变化
1．当线圈中的磁通量发生变化时( )
A．线圈中一定有感应电流
B．线圈中一定有感应电动势
C．线圈中感应电动势大小与电阻无关
D．线圈中感应电动势大小与电阻有关
【答案】BC
【解析】磁通量变化时，电路中一定会产生感应电动势，有无感应电流取决于电路是否闭合，若闭合就有感应电流，A错，B对；感应电动势的大小与线圈的匝数及磁通量变化率有关，与线圈电阻大小无关，C对，D错．
2．一磁感应强度为B的匀强磁场方向水平向右，一面积为S的矩形线圈abcd如图所示放置，平面abcd与竖直方向成θ角，将abcd绕ad轴转180°角，则穿过线圈平面的磁通量的变化量是( )
A．0 B．2BS
C．2BScos θ D．2BSsin θ
【答案】C
【解析】开始时穿过线圈平面的磁通量为Φ1＝BScos θ，后来穿过的为Φ2＝－BScos θ，则磁通量的变化量为ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝2BScos θ.
知识点二 法拉第电磁感应定律
3．(2019年枣庄学业水平模拟)下列图示中，正方形闭合线圈始终在匀强磁场中运动，线圈中能产生感应电流的是( )
A B C D
【答案】D
【解析】A中线圈磁通量始终为零，B、C中线圈磁通量始终不变，都不能产生感应电流，D中线圈磁通量变化，能产生感应电流．
4．直导线ab放在如图所示的水平导体框架上，构成一个闭合回路．长直导线cd和框架处在同一个平面内，且cd和ab平行，当cd中通有电流时，发现ab向左滑动．关于cd中的电流下列说法正确的是( )
A．电流肯定在增大，不论电流是什么方向
B．电流肯定在减小，不论电流是什么方向
C．电流大小恒定，方向由c到d
D．电流大小恒定，方向由d到c
【答案】B
【解析】ab向左滑动，说明通过回路的磁通量在减小，通过回路的磁感应强度在减弱，通过cd的电流在减小，与电流方向无关．
5．(2019年深圳校级期中)如图所示，匀强磁场与圆形导体环平面垂直，导体ef与环接触良好，当ef由图示位置向右匀速运动时( )
A．圆环中磁通量不变，环上无感应电流产生
B．整个环中有顺时针方向的电流
C．导体ef中有e到f方向的电流
D．环的右侧有逆时针方向的电流，环的左侧有顺时针方向的电流
【答案】CD
【解析】导体ef切割磁感线产生感应电动势，圆环两侧组成外电路，所以环上有感应电流，故A错误；根据右手定则判断可知，ef中产生的感应电流方向从e→f，则环的右侧有逆时针方向的电流，环的左侧有顺时针方向的电流，故B错误，C、D正确．故选CD．
6．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0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0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．
知识点三 感应电动势大小的计算
7．穿过单匝闭合线圈的磁通量每秒连续均匀地增大4 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4 V不变
D．线圈中的感应电流保持2 A不变
【答案】C
【解析】本题是定性分析和定量计算，其核心仍是对法拉第电磁感应定律的正确理解与应用．由E＝得E＝＝4 V，C项正确；因线圈电阻不一定是2 Ω，D项错误．故正确答案为C．
8．如图所示，平行导轨间有一矩形的匀强磁场区域，细金属棒PQ沿导轨从MN处匀速运动到M′N′的过程中，棒上的感应电动势E随时间t变化的下列图示中，可能正确的是( )
【答案】A
【解析】细金属棒PQ做匀速运动切割磁感线时，E＝BLv，是常数．开始没有切割，没有电动势，最后一段也没有切割，没有电动势．
9．如图所示，竖直向下的匀强磁场中，将一水平放置的金属棒ab以水平速度v0抛出，设整个过程中，棒的取向不变，不计空气阻力，则金属棒运动过程中产生的感应电动势的大小变化情况应是( )
A．越来越大 B．越来越小
C．保持不变 D．无法判断
【答案】C
【解析】金属棒ab水平抛出，其速度越来越大，但只有水平分速度v0切割磁感线产生感应电动势，竖直分速度vy不切割磁感线，即不产生感应电动势，故感应电动势E＝BLv0保持不变．
10．一个面积S＝4×10－2 m2、匝数n＝100匝的线圈放在匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，磁感应强度B随时间t变化的规律如图所示，则下列判断正确的是( )
A．在开始的2 s内穿过线圈的磁通量变化率等于 0.08 Wb/s
B．在开始的2 s内穿过线圈的磁通量的变化量等于零
C．在开始的2 s内线圈中产生的感应电动势等于8 V
D．在第3 s末线圈中的感应电动势等于零
【答案】AC
【解析】磁通量的变化率＝S，其中磁感应强度的变化率即为B－t图象的斜率．由图知前2 s的＝2 T/s，所以＝2×4×10－2 Wb/s＝0.08 Wb/s，A选项正确；在开始的2 s内磁感应强度B由2 T减到0，又从0向相反方向的B增加到2 T，所以这2 s内的磁通量的变化量ΔΦ＝B1S＋B2S＝2BS＝2×2×4×10－2 Wb＝0.16 Wb，B选项错；在开始的2 s内E＝n＝100×0.08 V＝8 V，C选项正确；第3 s末的感应电动势等于2～4 s内的电动势，E＝n＝nS＝100×2×4×10－2 V＝8 V.
11．图中EF、GH为平行的金属导轨，其电阻可不计，R为电阻器，C为电容器，AB为可在EF和GH上滑动的导体横杆．有均匀磁场垂直于导轨平面．若用I1和I2分别表示图中该处导线中的电流，则当横杆AB( )
A．匀速滑动时，I1＝0，I2＝0 B．匀速滑动时，I1≠0，I2≠0
C．加速滑动时，I1＝0，I2＝0 D．加速滑动时，I1≠0，I2≠0
【答案】D
【解析】当AB匀速滑动时，产生稳定的感应电动势，则I1≠0，而电容器两极电压稳定，不再充(放)电，I2＝0；当AB加速滑动时，产生逐渐增加的感应电动势，则I1≠0，而电容器可持续充电，故I2≠0.因此D项正确．
12．将一条形磁铁分两次插入一闭合线圈中，两次插入的时间比为2∶1，则两次( )
A．产生的感应电动势之比为2∶1
B．产生的感应电动势之比为1∶2
C．产生的感应电动势之比为1∶1
D．感应电动势之比无法确定
【答案】B
【解析】根据E＝n计算．
课件36张PPT。二 法拉第电磁感应定律1．知道什么是感应电动势．
2．理解磁通量的变化率是表示磁通量变化快慢的物理量，并能与磁通量的变化相区别．
3．了解电磁感应定律的发现过程，知道电磁感应定律．
4．会用法拉第电磁感应定律解答有关问题．一、感应电动势
1．感应电动势是在__________现象中产生的________．产生感应电动势的那部分导体相当于________．
2．感应电动势是形成感应电流的必要条件．有感应电动势不一定存在___________ (要看电路是否闭合)，有感应电流一定存在_________________．
3．影响感应电动势大小的因素：感应电动势的大小与__________________的大小有关．电磁感应 电动势 电源 感应电流 感应电动势 磁通量的变化率 二、磁通量的变化率
1．定义：磁通量的变化量跟产生这个变化所用时间的____________，即单位时间内____________的变化量．
2．物理意义：描述__________________的物理量．
3．表达式：________.
温馨提示 ΔΦ＝Φ2－Φ1为磁通量的变化量，表示磁通量的变化大小．比值 磁通量 磁通量变化快慢 三、法拉第电磁感应定律
1．内容：电路中感应电动势的大小，跟穿过该电路的磁通量的________成正比．
2．公式：E＝________.n为线圈的________．ΔΦ是磁通量的________．
3．国际单位：ΔΦ的单位是________(Wb)，Δt的单位是秒(s)，E的单位是________(V)．变化率 匝数 变化量 韦伯 伏特 四、电能的来源
1．产生________必然要消耗其他形式的能量．
2．能的转化
(1)风力发电和水力发电：________转化为电能．
(2)火力发电：________转化为电能．
(3)核力发电：核能转化为电能．
3．各种获得大规模电能的实用方案，都是以_____________________为理论基础的．电能机械能化学能法拉第电磁感应定律一、磁通量、磁通量变化量和磁通量变化率的比较三、导线切割磁感线时的电动势
1．如图3－2－2所示，导线ab在间距为l的两平行导轨上以速度v垂直磁感线方向运动，磁场的磁感应强度为B.导线ab运动使闭合电路的面积改变引起磁通量的变化，从而产生感应电动势．图3－2－2
2．公式：E＝Blv.
其中B为匀强磁场的磁感应强度，导线应垂直磁场，v为垂直导线及磁场方向的速度．
3．公式E＝Blv求出的电动势一般为瞬时电动势．思考与讨论
[教材第52页]
点拨 磁通量的变化快慢影响感应电动势的大小，增大磁通量变化率，可以获得较大感应电动势．教材资料分析法拉第电磁感应定律的理解解析 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 C1．当线圈中的磁通量发生变化时，下列说法正确的是( )
A．线圈中一定有感应电流
B．线圈中有感应电动势，其大小与磁通量成正比
C．线圈中一定有感应电动势
D．线圈中有感应电动势，其大小与磁通量的变化量成正比
【答案】C感应电动势大小的计算图3－2－32．有一个单匝线圈，在0.2 s内通过它的磁通量从0.02 Wb均匀增加到0.08 Wb，则线圈中的感应电动势为( )
A．0.1 V B．0.2 V
C．0.3 V D．0.4 V
【答案】C1．(2019年株洲名校期中)关于电磁感应，下列说法中正确的是( )
A．线圈放在磁感应强度越强的地方，产生的感应电动势一定越大
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法拉第电磁感应定律的理解2．穿过某线圈的磁通量随时间的变化关系如图3－2－4所示，在线圈内产生感应电动势最大值的时间是( )
A．0～2 s
B．2～4 s
C．4～6 s
D．6～10 s
【答案】C图3－2－43．(2019年白银名校月考)关于感应电动势的大小，下列说法中正确的是( )
A．穿过线圈的磁通量Φ最大时，所产生的感应电动势就一定最大
B．穿过线圈的磁通量的变化量ΔΦ增大时，所产生的感应电动势也增大感应电动势大小的计算【答案】D
【解析】由法拉第电磁感应定律可知，感应电动势与磁通量的变化率成正比，磁通量的变化率越大，感应电动势越大，感应电动势与磁感应强度大小、磁通量大小、磁通量变化量的大小无关，线圈中磁通量变化越快，磁通量的变化率越大，感应电动势越大．故D正确，A、B、C错误．4．如图所示的情况中，金属导体中产生的感应电动势为Blv的是( )
【答案】ABD
【解析】由公式E＝Blv，B、l、v相互垂直，l为切割磁感线的有效长度，故A、B、D正确．图3－2－5【答案】ACD6．(2017年深圳校级期中)闭合的金属环处于随时间均匀变化的匀强磁场中，磁场方向垂直于圆环平面，则( )
A．环中产生的感应电动势均匀变化
B．环中产生的感应电流均匀变化
C．环中产生的感应电动势保持不变
D．环上某一小段导体所受的安培力保持不变
【答案】C
