一、感應(yīng)電動(dòng)勢1．定義：在 現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢．產(chǎn)生電動(dòng)勢的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源，其電阻相當(dāng)于電源的內(nèi)阻．
2．產(chǎn)生條件：無論電路是否閉合，只要穿過電路的 發(fā)生變化，電路中就一定產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢．
3．感應(yīng)電流與感應(yīng)電動(dòng)勢的關(guān)系(1)在等效電源內(nèi)部電流由 極流向 極．(2)遵守 定律，即I＝ .
二、法拉第電磁感應(yīng)定律1．法拉第電磁感應(yīng)定律(1)內(nèi)容：閉合電路中感應(yīng)電動(dòng)勢的大小，跟穿過這一電路的 成正比．(2)公式： .
2．導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(1)運(yùn)動(dòng)方向和磁感線不垂直①E＝ ；②θ為導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)方向跟 方向的夾角．(2)運(yùn)動(dòng)方向和磁感線方向垂直：E＝ .(3)導(dǎo)體棒以端點(diǎn)為軸轉(zhuǎn)動(dòng)切割：E＝ Bl2ω.
三、自感與渦流1．自感現(xiàn)象：由于通過導(dǎo)體自身的 而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象．2．自感電動(dòng)勢(1)定義：在 中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢．(2)表達(dá)式：(3)自感系數(shù)L①相關(guān)因素：與線圈的 、形狀、 ，以及是否有鐵芯等因素有關(guān)．②單位：亨利(H)，1 mH＝ H,1 μH＝ H.
(4)自感現(xiàn)象中自感線圈的作用①通電自感：通電時(shí)電流增大，阻礙電流增大，自感電動(dòng)勢和原來電流方向相反．②斷電自感：斷電時(shí)電流減小，阻礙電流減小，自感電動(dòng)勢與原來電流方向相同．自感線圈的特點(diǎn)可以總結(jié)為這樣幾句話：閉合時(shí)，像電阻；穩(wěn)定時(shí)，像導(dǎo)線；斷開時(shí)，像電源．
3．渦流(1)概念：發(fā)生電磁感應(yīng)時(shí)，導(dǎo)體中產(chǎn)生的像水中的旋渦樣的 ．(2)產(chǎn)生原因：變化的電流產(chǎn)生 ，激發(fā)出 ，形成感應(yīng)電流．
(3)應(yīng)用①電磁阻尼：當(dāng)導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)，感應(yīng)電流會(huì)使導(dǎo)體受到 ，安培力的方向總是 導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)．②電磁驅(qū)動(dòng)：如果磁場相對于導(dǎo)體轉(zhuǎn)動(dòng)，在導(dǎo)體中會(huì)產(chǎn)生 使導(dǎo)體受到安培力的作用，安培力使導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)起來．
1.下列說法正確的是 (　　)A．線圈中磁通量變化越大，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢一定越大B．線圈中的磁通量越大，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢一定越大C．線圈處在磁場越強(qiáng)的位置，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢一定越大D．線圈中磁通量變化得越快，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢越大
2.穿過閉合回路的磁通量Φ隨時(shí)間t變化的圖象分別如圖9－2－1①～④所示，下列關(guān)于回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢的論述，正確的是 (　　)
A．圖①中，回路產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢恒定不變B．圖②中，回路產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢一直在變大C．圖③中，回路在0～t1時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢小于在t1～t2時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢D．圖④中，回路產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢先變小再變大
3．關(guān)于線圈的自感系數(shù)，下面說法正確的是 (　　)A．線圈的自感系數(shù)越大，自感電動(dòng)勢就一定越大B．線圈中電流等于零時(shí)，自感系數(shù)也等于零C．線圈中電流變化越快，自感系數(shù)越大D．線圈的自感系數(shù)由線圈本身的因素及有無鐵芯決定
解析：自感系數(shù)是由線圈自身的匝數(shù)、大小、形狀、有無鐵芯等因素決定的，故B、C錯(cuò)，D對；電動(dòng)勢不僅由自感系數(shù)決定，還與電流變化快慢有關(guān)，故A錯(cuò)．
4．如圖9－2－2所示，在x≤0的區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場，磁場的方向垂直于xy平面(紙面)向里．具有一定電阻的矩形線框abcd位于xy平面內(nèi)，線框的ab邊與y軸重合．令線框從t＝0的時(shí)刻起由靜止開始沿x軸正方向做勻加速運(yùn)動(dòng)，則線框中的感應(yīng)電流(取逆時(shí)針方向的電流為正)隨時(shí)間t的變化圖線I－t圖可能是圖9－2－3中的 (　　)
解析：線框勻加速向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，cd邊切割磁感線，由右手定則知電流方向?yàn)轫槙r(shí)針，方向?yàn)樨?fù)；由E＝Blv知，v均勻增加，電流成線性增大，故C項(xiàng)正確．
5．如圖9－2－4所示，電路中A、B是完全相同的燈泡，L是一帶鐵芯的線圈．開關(guān)S原來閉合，則開關(guān)S斷開的瞬間 (　　)A．L中的電流方向改變，燈泡 B立即熄滅B．L中的電流方向不變，燈泡A比B熄滅慢C．L中的電流方向改變，燈泡A比B熄滅慢D．L中的電流方向不變，燈泡B要過一會(huì)兒才熄滅
解析：當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，L與燈泡A組成回路，由于自感，L中的電流由原來數(shù)值逐漸減小，電流方向不變，A燈熄滅要慢；B燈電流瞬間消失，立即熄滅，正確的選項(xiàng)為B.
[典例啟迪][例1]　如圖9－2－5(a)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，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖線如圖(b)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．
[思路點(diǎn)撥]　解答本題時(shí)應(yīng)注意以下三個(gè)方面：(1)磁場的面積為πr22.(2)圓形線圈有阻值．(3)B均勻減小，線圈中的電流為定值．
[題組突破]1．如圖9－2－6所示，一導(dǎo)體圓環(huán)位于紙面內(nèi)，O為圓心．環(huán)內(nèi)兩個(gè)圓心角為90°的扇形區(qū)域內(nèi)分別有勻強(qiáng)磁場，兩磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小相等，方向相反且均與紙面垂直．導(dǎo)體桿OM可繞O轉(zhuǎn)動(dòng)，M端通過滑動(dòng)觸點(diǎn)與圓環(huán)良好接觸．在圓心和圓環(huán)間連有電阻R.桿OM以勻角速度ω逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，t＝0時(shí)恰好在圖示位置．規(guī)定從a到b流經(jīng)
電阻R的電流方向?yàn)檎?，圓環(huán)和導(dǎo)體桿的電阻忽略不計(jì)，則桿從t＝0開始轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過程中，電流隨ωt變化的圖象是圖9－2－7中的 (　　)
2．一線圈匝數(shù)為10匝，兩接線端連一C＝100 μF的電容器，組成如圖9－2－8甲所示的回路，回路所圍面積S＝0.1 m2，取穿過線圈垂直向里的方向?yàn)榇艌龅恼较?，穿過回路的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化如圖乙所示．則關(guān)于電容器兩極板上的電荷量大小及M、N兩極板帶電的正負(fù)，下列說法中正確的是 (　　)
A．帶電荷量1.2×10－3 C，M極板帶正電B．帶電荷量1.2×10－3 C，N極板帶正電C．帶電荷量1.2×10－4 C，M極板帶正電D．帶電荷量1.2×10－4 C，N極板帶正電
[典例啟迪][例2]　在范圍足夠大，方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，B＝0.2 T，有一水平放置的光滑框架，寬度為L＝0.4 m，如圖9－2－9所示，框架上放置一質(zhì)量為0.05 kg、電阻為1 Ω的金屬桿cd，框架電阻不計(jì)．若桿cd以恒定加速度a＝2 m/s2，由靜止開始做勻變速運(yùn)動(dòng)，求：
(1)在5 s內(nèi)平均感應(yīng)電動(dòng)勢是多少？(2)第5 s末回路中的電流多大？(3)第5 s末作用在桿cd上的水平外力多大？
(3)桿cd勻加速運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律得：F－F安＝ma即F＝BIL＋ma＝0.164 N.
[答案]　(1)0.4 V　(2)0.8 A　(3)0.164 N
[題組突破]3．如圖9－2－10所示，在豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，將一水平放置的金屬棒ab以水平速度v0拋出．設(shè)在整個(gè)過程中，棒的取向不變且不計(jì)空氣阻力，則在金屬棒運(yùn)動(dòng)過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢大小變化情況是 (　　)A．越來越大　　　　　B．越來越小C．保持不變 D．無法判斷
解析：金屬棒水平拋出后，在垂直于磁場方向的速度不變，由E＝BLv可知，感應(yīng)電動(dòng)勢也不變．C項(xiàng)正確．
4．(2010·全國卷Ⅰ)某地的地磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度的豎直分量方向向下，大小為4.5×10－5 T．一靈敏電壓表連接在當(dāng)?shù)厝牒：佣蔚膬砂?，河?00 m，該河段漲潮和落潮時(shí)有海水(視為導(dǎo)體)流過．設(shè)落潮時(shí)，海水自西向東流，流速為2 m/s.下列說法正確的是 (　　)A．河北岸的電勢較高B．河南岸的電勢較高C．電壓表記錄的電壓為10mVD．電壓表記錄的電壓為5 mV
解析：由右手定則知，感應(yīng)電流方向由南指向北，所以河北岸電勢高，A正確，由E＝BLv得E＝9×10－3 V，C錯(cuò)．
5．(2010·山東高考)如圖9－2－11所示，空間存在兩個(gè)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，方向相反且垂直紙面，MN、PQ為其邊界，OO′為其對稱軸．一導(dǎo)線折成邊長為l的正方形閉合回路abcd，回路在紙面內(nèi)以恒定速度v0向右運(yùn)動(dòng)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)到關(guān)于OO′對稱的位置時(shí)下列判斷錯(cuò)誤的是 (　　)
A．穿過回路的磁通量為零B．回路中感應(yīng)電動(dòng)勢大小為2Blv0C．回路中感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針方向D．回路中ab邊與cd邊所受安培力方向相同
解析：本題考查磁通量、法拉第電磁感應(yīng)定律、右手定則、安培力、左手定則等電磁學(xué)的知識點(diǎn)，意在考查考生理解和綜合運(yùn)用知識的能力；當(dāng)回路運(yùn)動(dòng)到關(guān)于OO′對稱的位置時(shí)，穿過回路的兩個(gè)相反方向的磁場面積相等，且磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，穿過回路的磁通量為零，選項(xiàng)A正確；ab、cd兩個(gè)邊均切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，由右手定則可判斷出，兩個(gè)邊產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向均為逆時(shí)針方向，所以回路中感應(yīng)電動(dòng)勢大小為2Blv0，選項(xiàng)B正確，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；根據(jù)左手定則可判斷出回路中ab、cd兩個(gè)邊所受安培力的方向相同，選項(xiàng)D正確．
[典例啟迪][例3]　在如圖9－2－12所示的電路中，a、b為兩個(gè)完全相同的燈泡，L為自感線圈，E為電源，S為開關(guān)．關(guān)于兩燈泡點(diǎn)亮和熄滅的先后次序，下列說法正確的是 (　　)
A．合上開關(guān)，a先亮，b后亮；斷開開關(guān)，a、b同時(shí)熄滅B．合上開關(guān)，b先亮，a后亮；斷開開關(guān)，a先熄滅，b后熄滅C．合上開關(guān)，b先亮，a后亮；斷開開關(guān)，a、b同時(shí)熄滅D．合上開關(guān)，a、b同時(shí)亮；斷開開關(guān)，b先熄滅，a后熄滅
[思路點(diǎn)撥]　通電時(shí)，線圈相當(dāng)于較大電阻逐漸減小的過程，斷電時(shí)，線圈中的電流逐漸減小為零．
[解析]　合上開關(guān)，b燈先亮，由于L的自感作用，a燈逐漸變亮；斷開開關(guān)，線圈L和燈b、a組成串聯(lián)回路，a、b一起變暗直至熄滅．故選C.
[歸納領(lǐng)悟](1)線圈總是阻礙電流變化．電流增大時(shí)，它阻礙電流的增大，相當(dāng)于電阻；電流減小時(shí)，它阻礙電流的減小，相當(dāng)于電源．(2)斷電時(shí)，與線圈組成的閉合電路中，電流的大小和方向與線圈中原來電流相同．
[題組突破]6．(2011·銀川模擬)在圖9－2－13所示的電路中，兩個(gè)靈敏電流表G1和G2的零點(diǎn)都在刻度盤中央，當(dāng)電流從“＋”接線柱流入時(shí)，指針向右擺；電流從“－”接線柱流入時(shí)，指針向左擺．在電路接通后再斷開的瞬間，下列說法中符合實(shí)際情況的是 (　　)
A．G1表指針向左擺，G2表指針向右擺B．G1表指針向右擺，G2表指針向左擺C．G1、G2表的指針都向左擺D．G1、G2表的指針都向右擺
解析：電路接通后線圈中電流方向向右，當(dāng)電路斷開時(shí)，線圈中電流減小，產(chǎn)生與原方向相同的自感電動(dòng)勢，與G2和電阻組成閉合回路，所以G1中電流方向向右，G2中電流方向向左，即G1指針向右擺，G2指針向左擺．B項(xiàng)正確．
7．如圖9－2－14所示是測定自感系數(shù)很大的線圈L的直流電阻的電路，L兩端并聯(lián)一只電壓表，用來測自感線圈的直流電壓，在測量完畢后，將電路解體時(shí)應(yīng)先 (　　)A．?dāng)嚅_S1　　　 B．?dāng)嚅_S2C．拆除電流表 D．拆除電阻R
解析：當(dāng)S1、S2均閉合時(shí)，電壓表與線圈L并聯(lián)；當(dāng)S2閉合而S1斷開時(shí)，電壓表與線圈L串聯(lián)，所以在干路斷開前后自感線圈L中電流方向相同而電壓表中電流方向相反．只要不斷開S2，線圈L與電壓表就會(huì)組成回路，在斷開干路時(shí)，L中產(chǎn)生與原來電流同方向的自感電流，使電壓表中指針反向轉(zhuǎn)動(dòng)而可能損壞電壓表．正確答案為B.
(10分)如圖9－2－15甲所示，光滑導(dǎo)軌寬0.4 m，ab為金屬棒，均勻變化的磁場垂直穿過軌道平面，磁場的變化情況如圖乙所示，金屬棒ab的電阻為1 Ω，導(dǎo)軌電阻不計(jì)．t＝0時(shí)刻，ab棒從導(dǎo)軌最左端，以v＝1 m/s的速度向右勻速運(yùn)動(dòng)，求：1 s末回路中的感應(yīng)電流及金屬棒ab受到的安培力．
[自主嘗試]　(試一試，能否做到正確解答)

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4 法拉第電磁感應(yīng)定律

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