如图所示,一条形磁铁插入线圈过程中,如果以线圈为参考系,线圈处的磁场发生改变,线圈中产生的感应电动势是感生电动势;如果以条形磁铁为参考系,相当于线圈向磁铁靠近运动,线圈要切割磁感线运动,线圈中产生的感应电动势是动生电动势。感生电动势和动生电动势不是绝对的, 有着密切联系。
四.高考中对感应电动势的考查
1.动生电动势考查
(1)导体平动切割磁感线
例1:如图所示,在一磁感应强度B=0.5 T的匀强磁场中,垂直于磁场方向水平放置着两根相距L=0.1 m的平行金属导轨MN和PQ,导轨电阻忽略不计,在两根导轨的端点N、Q之间连接一阻值R=0.3 Ω的电阻.导轨上垂直放置着金属棒ab,其接入电路的电阻r=0.2 Ω.当金属棒在水平拉力作用下以速度v=4.0 m/s向左做匀速运动时( )
A.ab棒所受安培力大小为0.02 N
B.N、Q间电压为0.2 V
C.a端电势比b端电势低
D.回路中感应电流大小为1 A
答案 A
(2)导体转动切割磁感线
例2:如图所示,半径为r的金属圆盘在垂直于盘面的磁感应强度为B的匀强磁场中,绕O轴以角速度ω沿逆时针方向匀速运动,则通过电阻R的电流的方向和大小是(金属圆盘的电阻不计)( )
A.由c到d,
B.由d到c,
C.由c到d,
D.由d到c,
答案 D
2.感生电动势考查
(1)磁感变化产生感应电流
例3:在竖直向上的匀强磁场中,水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈,线圈所围的面积为0.1 ,线圈电阻为1 Ω.规定线圈中感应电流I的正方向从上往下看是顺时针方向,如图甲所示,磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示.以下说法正确的是( )
A.在0~2 s时间内,I的最大值为0.01 A
B.在3~5 s时间内,I的大小越来越小
C.前2 s内,通过线圈某截面的总电荷量为0.01 C
D.第3 s内,线圈的发热功率最大
答案 AC
(2)磁场变化产生感应电场
例4:(多选)根据麦克斯韦电磁理论,变化的磁场可以产生电场.当产生的电场的电场线如图所示时,可能是( )