專題十 第2講 法拉第電磁感應(yīng)定律 自感

一、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)1．概念：在______________中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)．2．條件：無(wú)論電路是否閉合，只要穿過電路的______發(fā)生變化，電路中就一定有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)．3．方向：產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的那部分導(dǎo)體就相當(dāng)于_______導(dǎo)體的電阻相當(dāng)于_________，其中電流方向由低電勢(shì)指向高電勢(shì)．電磁感應(yīng)現(xiàn)象磁通量電源．基礎(chǔ)知識(shí)梳理電源內(nèi)阻閉合電路歐姆二、法拉第電磁感應(yīng)定律1．法拉第電磁感應(yīng)定律：電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與穿過這一電路的磁通量的變化率成____比，表達(dá)式為E＝__________.nΔΦ/Δt正[典例]如圖9-2-1甲所示，一個(gè)電阻值為R，匝數(shù)為n的圓形金屬線圈與阻值為2R的電阻R1連接成閉合回路。線圈的半徑為r1。在線圈中半徑為r2的圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直于線圈平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖線如圖乙所示。圖線與橫、縱軸的截距分別為t0和B0，導(dǎo)線的電阻不計(jì)。求0至t1時(shí)間內(nèi)(1)通過電阻R1上的電流大小和方向；(2)通過電阻R1上的電荷量q及電阻R1上產(chǎn)生的熱量。2．(2014·安徽高考)英國(guó)物理學(xué)家麥克斯韋認(rèn)為，磁場(chǎng)變化時(shí)會(huì)在空間激發(fā)感生電場(chǎng)。如圖9-2-3所示，一個(gè)半徑為r的絕緣細(xì)圓環(huán)水平放置，環(huán)內(nèi)存在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B，環(huán)上套一帶電荷量為＋q的小球。已知磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間均勻增加，其變化率為k，若小球在環(huán)上運(yùn)動(dòng)一周，則感生電場(chǎng)對(duì)小球的作用力所做功的大小是(

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【例1】2010年浙江卷)半徑為r帶缺口的剛性金屬圓環(huán)在紙面上固定放置，在圓環(huán)的缺口兩端引出兩根導(dǎo)線，分別與兩塊垂直于紙面固定放置的平行金屬板連接，兩板間距為d，如圖10－2－4甲所示．有一變化的磁場(chǎng)垂直于紙面，規(guī)定向內(nèi)為正，變化規(guī)律如圖10－2－4乙所示．在t＝0時(shí)刻平板之間中心有一重力不計(jì)，電荷量為q的靜止微粒，則以下說法正確的是熱點(diǎn)電磁感應(yīng)中的電路問題A．第2秒內(nèi)上極板為正極B．第3秒內(nèi)上極板為負(fù)極C．第2秒末微粒回到了原來(lái)位置D．第3秒末兩極板之間的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為0.2πr2/d圖10－2－4答案：A

解析：等效電路圖如圖10－2－5所示.0～1s內(nèi)情況：由楞次定律可知，金屬板上極板帶負(fù)電，金屬板下極板帶正電；若粒子帶正電，則粒子所受電場(chǎng)力方向豎直向上而向上做勻加速運(yùn)動(dòng).1～2s內(nèi)情況：由楞次定律可知，金屬板上極板帶正電，圖10－2－5導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)3．豎直面內(nèi)有兩圓形區(qū)域內(nèi)分別存在水平的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其半徑均為R且相切于O點(diǎn)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等、方向相反，且不隨時(shí)間變化。一長(zhǎng)為2R的導(dǎo)體桿OA繞O點(diǎn)且垂直于紙面的軸順時(shí)針勻速旋轉(zhuǎn)，角速度為ω，t＝0時(shí)，OA恰好位于兩圓的公切線上，如圖9-2-12所示，若選取從O指向A的電動(dòng)勢(shì)為正，下列描述導(dǎo)體桿中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的圖像可能正確的是

1．(雙選)(2010年惠州三模)如圖10－2－6所示，兩塊水平放置的金屬板距離為d，用導(dǎo)線、電鍵K與一個(gè)n匝的線圈連接，線圈置于方向豎直向上的均勻變化的磁場(chǎng)B中．兩板間放一臺(tái)小壓力傳感器，壓力傳感器上表面絕緣，在其上表面靜止放置一個(gè)質(zhì)量為m、電量為＋q的小球．K斷開時(shí)傳感器上有示數(shù)，K閉合時(shí)傳感器上的示數(shù)變?yōu)樵瓉?lái)的一半．則線圈中磁場(chǎng)B的變化情況和磁通量變化率分別是()圖10－2－6答案：AD

1．如圖10－2－8所示，在跟勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直的平面內(nèi)放置一個(gè)折成銳角的裸導(dǎo)線MON，∠MON＝α.在它上面擱置另一根與ON垂直的導(dǎo)線PQ，PQ緊貼MO、ON并以平行于ON的速