2016屆高三物理一輪復習學案：電磁感應
最后還需指出的是楞次定律與右手定則的關系。兩者是一般規律與特殊規律的關系。各種產生感應電流的情況下都可用楞次定律判斷其方向，而用右手定則只用于判斷閉合電路中一部分導體做切割磁感線運動時產生的感應電流方向。
三、法拉第電磁感應定律
“由于磁通量的變化，使閉合回路中產生感應電流”，這只是表現出來的電磁感應現象，而其實質是由于磁通量的變化，使閉合回路中產生了電動勢e——感應電動勢。感應電動勢比感應電流更能反映電磁感應的本質。而法拉第電磁感應定律就解決了感應電動勢大小的決定因素和計算方法。
1.法拉第電磁感應定律
電路中感應電動勢的大小，跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比，即 ，在國際單位制中可以證明其中的k=1，所以有 ，該式計算的是△t時間內的平均電動勢，但不能理解為e的算術平均值。對于n匝線圈有 。
（1）用磁通量變化計算感應電動勢常見有三種情況：
①回路面積s不變，僅為b變化：
②b不變，僅為回路面積s變化：
③回路面積s和b均不變，相對位置變化（如轉動）：
（2）將均勻電阻絲做成的邊長為l的正方形線圈abcd從勻強磁場中向右勻速拉而出過程，僅ab邊上有感應電動勢e=blv，ab邊相當于電源，另3邊相當于外電路。ab邊兩端的電壓為3blv/4，另3邊每邊兩端的電壓均為blv/4。
將均勻電阻絲做成的邊長為l的正方形線圈abcd放在勻強磁場中，當磁感應強度均勻減小時，回路中有感應電動勢產生，大小為e=l 2（δb/δt），這種情況下，每條邊兩端的電壓u=e/4-i r = 0均為零。
感應電流的電場線是封閉曲線，靜電場的電場線是不封閉的，這一點和靜電場不同。
在導線切割磁感線產生感應電動勢的情況下，由法拉第電磁感應定律可推導出感應電動勢大小的表達式是：e=blvsinα（α是b與v之間的夾角）。（瞬時值）
【例題17】如圖所示，長l1寬l2的矩形線圈電阻為r，處于磁感應強度為b的勻強磁場邊緣，線圈與磁感線垂直。求：將線圈以向右的速度v勻速拉出磁場的過程中，（1）拉力的大小f；（2）拉力的功率p；（3）拉力做的功w；（4）線圈中產生的電熱q ；（5）通過線圈某一截面的電荷量q 。
解：這是一道基本練習題，要注意計算中所用的邊長是l1還是l2 ，還應該思考一下這些物理量與速度v之間有什么關系。
（1） 、 、 、 （2）
（3） （4） （5） 與v無關
特別要注意電熱q和電荷量q的區別，其中 與速度無關！
【例題18】如圖所示，豎直放置的u形導軌寬為l，上端串有電阻r（其余導體部分的電阻都忽略不計）。磁感應強度為b的勻強磁場方向垂直于紙面向外。金屬棒ab的質量為m，與導軌接觸良好，不計摩擦。從靜止釋放后ab保持水平而下滑。試求ab下滑的最大速度vm
解：釋放瞬間ab只受重力，開始向下加速運動。隨著速度的增大，感應電動勢e、感應電流i、安培力f都隨之增大，加速度隨之減小。當f增大到f=mg時，加速度變為零，這時ab達到最大速度。
由 ，可得 。
這道題也是一個典型的習題。要注意該過程中的功能關系：重力做功的過程是重力勢能向動能和電能轉化的過程；安培力做功的過程是機械能向電能轉化的過程；合外力（重力和安培力）做功的過程是動能增加的過程；電流做功的過程是電能向內能轉化的過程。達到穩定速度后，重力勢能的減小全部轉化為電能，電流做功又使電能全部轉化為內能。這時重力的功率等于電功率也等于熱功率。