第2讲　法拉第电磁感应定律　自感现象.docxVIP

第2讲　法拉第电磁感应定律　自感现象 考点1　法拉第电磁感应定律的理解和应用 1．法拉第电磁感应定律的理解 (1)感应电动势的大小由线圈的匝数和穿过线圈的磁通量的变化率eq \f(ΔΦ,Δt)共同决定，而与磁通量Φ的大小、变化量ΔΦ的大小没有必然联系． (2)磁通量的变化率eq \f(ΔΦ,Δt)对应Φ-t图线上某点切线的斜率． 2．应用法拉第电磁感应定律的三种情况 (1)磁通量的变化是由面积变化引起时，ΔΦ＝B·ΔS，则E＝neq \f(BΔS,Δt)； (2)磁通量的变化是由磁场变化引起时，ΔΦ＝S·ΔB，则E＝neq \f(S·ΔB,Δt)； (3)磁通量的变化是由面积和磁场共同变化引起时，则根据定义，ΔΦ＝|Φ末－Φ初|，E＝neq \f(|B2S2－B1S1|,Δt)≠neq \f(|ΔBΔS|,Δt). 1．(2018·全国卷Ⅲ)(多选)如图甲，在同一平面内固定有一长直导线PQ和一导线框R，R在PQ的右侧．导线PQ中通有正弦交流电i，i的变化如图乙所示，规定从Q到P为电流正方向．导线框R中的感应电动势(　AC　) A．在t＝eq \f(T,4)时为零 B．在t＝eq \f(T,2)时改变方向 C．在t＝eq \f(T,2)时最大，且沿顺时针方向 D．在t＝T时最大，且沿顺时针方向 解析：本题考查楞次定律的应用及法拉第电磁感应定律．由i-t图象可知，在t＝eq \f(T,4)时，eq \f(Δi,Δt)＝0，此时穿过导线框R的磁通量的变化率eq \f(ΔΦ,Δt)＝0，由法拉第电磁感应定律可知，此时导线框R中的感应电动势为0，选项A正确；同理在t＝eq \f(T,2)和t＝T时，eq \f(Δi,Δt)为最大值，eq \f(ΔΦ,Δt)为最大值，导线框R中的感应电动势为最大值，不改变方向，选项B错误；根据楞次定律，t＝eq \f(T,2)时，导线框R中的感应电动势的方向为顺时针方向，而t＝T时，导线框R中的感应电动势的方向为逆时针方向，选项C正确，选项D错误． 2．如图甲所示，用一根横截面积为S、电阻率为ρ的硬质导线做成一个半径为r的圆环，ab为圆环的直径．在ab的右侧存在一个足够大的匀强磁场，t＝0时刻磁场方向垂直于竖直圆环平面向里，磁场磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示，则0～t1时间内(　D　) A．圆环中产生感应电流的方向为逆时针 B．圆环中产生感应电流的方向先顺时针后是逆时针 C．圆环一直具有扩张的趋势 D．圆环中感应电流的大小为eq \f(B0rS,4t0ρ) 解析：磁通量先向里减小再向外增大，由楞次定律“增反减同”可知，线圈中的感应电流方向为一直为顺时针，故A、B错误；由楞次定律的“来拒去留”可知，0～t0为了阻碍磁通量的减小，线圈有扩张的趋势，t0～t1为了阻碍磁通量的增大，线圈有缩小的趋势，故C错误；由法拉第电磁感应定律，得E＝eq \f(ΔBS,2Δt)＝eq \f(B0πr2,2t0)，感应电流I＝eq \f(E,R)＝eq \f(B0πr2,2t0)·eq \f(S,ρ×2πr)＝eq \f(B0rS,4t0ρ)，故D正确． 3．(2019·河北石家庄质检)如图甲所示，导体棒MN置于水平导轨上，P、Q之间有阻值为R的电阻，PQNM所围的面积为S，不计导轨和导体棒的电阻．导轨所在区域内存在沿竖直方向的磁场，规定磁场方向竖直向上为正，在0～2t0时间内磁感应强度的变化情况如图乙所示，导体棒MN始终处于静止状态．下列说法正确的是(　D　) A．在0～t0和t0～2t0内，导体棒受到导轨的摩擦力方向相同 B．在t0～2t0内，通过电阻R的电流方向为P到Q C．在0～t0内，通过电阻R的电流大小为eq \f(2B0S,Rt0) D．在0～2t0内，通过电阻R的电荷量为eq \f(B0S,R) 解析：本题考查法拉第电磁感应定律的图象问题，定性分析加定量计算可快速求解．由图乙所示图象可知，0～t0内磁感应强度减小，穿过回路的磁通量减小，由楞次定律可知，为阻碍磁通量的减少，导体棒具有向右的运动趋势，导体棒受到向左的摩擦力，在t0～2t0内，穿过回路的磁通量增加，为阻碍磁通量的增加，导体棒有向左的运动趋势，导体棒受到向右的摩擦力，在两时间段内摩擦力方向相反，故A错误；由图乙所示图象可知，在t0～2t0内磁感应强度增大，穿过闭合回路的磁通量增大，由楞次定律可知，感应电流沿顺时针方向，通过电阻R的电流方向为Q到P，故B错误；由图乙所示图象，应用法拉第电磁感应定律可得，在0～t0内感应电动势E1＝eq \f(ΔΦ,Δt)＝eq \f(S·ΔB,Δt)＝eq \f(B0S,t0)，感应电流为I1＝eq \f(E1,R)＝eq \f(B0S,Rt0)，故C错误；由图乙所示图象，应用法拉第电磁感应定律可得，在0～2t