高考物理复习课件：法拉第电磁感应定律.ppt

,一【考情报告】,二【思维诊断】,三【小题慢练】,四【典例剖析】,典1,典2,典3,考点1,考点2,考点3,加固,变式,第2讲法拉第电磁感应定律 自感现象,典4,一【考情报告】,二【思维诊断】,【思维诊断】 (1)磁通量变化越大,产生的感应电动势也越大。( ) (2)磁通量变化越快,产生的感应电动势就越大。( ) (3)磁通量的变化率描述的是磁通量变化的快慢。( ) (4)感应电动势的大小与线圈的匝数无关。( ) (5)线圈中的自感电动势越大,自感系数就越大。( ) (6)磁场相对导体棒运动时,导体棒中也能产生感应电动势。( ),三【小题慢练】,1.如图所示,匀强磁场方向垂直于纸面向下,导体棒ab匀速向右切割磁感线运动时,导体棒相当于电源,a、b两点的电势为a、b,则下列说法正确的是( ) a.ab,a为电源正极 b.ab,b为电源正极 c.ab,a为电源正极 d.ab,b为电源正极,2.如图所示,闭合金属导线框放置在竖直向上的匀强磁场中,磁场的磁感应强度b的大小随时间变化而变化。下列说法中正确的是( ) a.当b增大时,线框中的感应电流一定增大 b.当b增大时,线框中的感应电流一定减小 c.当b减小时,线框中的感应电流一定减小 d.当b减小时,线框中的感应电流可能不变,3.如图所示,在竖直向下的匀强磁场中,将一水平放置的金属棒ab以水平初速度v0抛出,设在整个过程中棒的方向不变且不计空气阻力,则金属棒在运动过程中产生的感应电动势大小变化情况是( ) a.越来越大 b.越来越小 c.保持不变 d.无法判断,4.如图所示的电路中,电阻r和自感线圈l的阻值相等,la、lb是完全相同的灯泡,当开关s闭合时,下面叙述的情况中正确的是( ) a.la灯比lb灯先亮 b.lb灯比la灯先亮 c.la、lb灯同时亮 d.la、lb灯同时慢慢亮,考点1 法拉第电磁感应定律的理解和应用 1.决定因素：感应电动势的大小由穿过闭合电路的磁通量的变化率 和线圈匝数共同决定,而与磁通量、磁通量的 变化量的大小没有必然联系, 为单匝线圈产生的感应电动势大小。,2.适用范围：法拉第电磁感应定律适用于任何情况下感应电动势的计算,但在中学物理中一般用来计算某段时间内的平均电动势。若所取时间极短,即t趋近于零时,所求感应电动势为该时刻的瞬时感应电动势。,3.两种常见情况： (1)回路与磁场垂直的面积s不变,磁感应强度发生变化,则=bs,e=n s。 (2)磁感应强度b不变,回路与磁场垂直的面积发生变化,则=bs,e=nb 。,【典例1】(多选)如图甲所示,一个阻值为r,匝数为n的圆形金属线圈与阻值为2r的电阻r1连接成闭合回路。线圈的半径为r1,在线圈中半径为r2的圆形区域存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场,磁感应强度b随时间t变化的关系图线如图乙所示。图线与纵、横轴的截距分别为b0和t0,导线的电阻不计。则0至t1时间内( ),a.电流的方向为由a到b b.电流的大小为 c.通过电阻r1的电量为 d.电阻r1上产生的热量为,【解题探究】 (1)磁场分布在半径为_的圆形区域内,面积大小s=_。 (2)磁感应强度的变化规律是b=_,即| |=_。,r2,r22,易错提醒,总结提升,加固,变式1,变式2,【易错提醒】解答本题时容易出现的错误： (1)计算磁通量时,误用线圈面积s=r12。 (2)不会借助数学知识求得 (3)计算电量时不会用公式q=it求解。,应用法拉第电磁感应定律的三点注意 为单匝线圈产生的感应电动势大小,若线圈有n 匝,相当于n个相同的电动势串联,因此整个线圈中电动势为e=n 。 (2) 为穿过某线圈的磁通量变化率,在-t图像中为某点切线的斜率,需要注意穿过线圈的磁通量正向减小和反向增加,感应电动势方向相同。 (3)在e=n s的情况下,要注意s为线圈在磁场中的有效面积。,【总结提升】,【加固训练】(多选)(拓展延伸)在【典例1】中,若乙图变为如图所示,则在t02t0时间内与0t0时间相比较,下列说法正确的有( ) a.感应电动势大小相等 b.感应电流的方向不相同 c.通过r1的电量相等 d.r1上产生的热量不相等,【变式1】 1.如图所示,用两根相同的导线绕成匝数分别为n1和n2的圆形闭合线圈a和b,两线圈平面与匀强磁场垂直。当磁感应强度随时间均匀变化时,两线圈中的感应电流之比iaib为( ),2.(2014江苏高考)如图所示,一正方形线圈的匝数为 n,边长为a,线圈平面与匀强磁场垂直,且一半处在磁场 中。在t时间内,磁感应强度的方向不变,大小由b均 匀地增大到2b。在此过程中,线圈中产生的感应电动势为( ),考点2 导体切割磁感线产生感应电动势的计算 1.对e=blv中各物理量的理解： (1)磁感应强度b：e=blv主要适用于导体棒在匀强磁场中切割磁感线运动,且b、l、v三者相互垂直时,产生感应电动势的计算。 (2)导体运动速度v：导体棒垂直切割磁感线的速度,即vb。若b与v不垂直,需将b或v分解。,(3)有效切割长度l：导体平动切割磁感线的有效长度,即导体两端点在垂直v方向上的投影长度。如图所示,棒的有效长度均为a、b间的距离。,2.速度的相对性：e=blv中的速度v是导体棒相对于磁场的速度。若磁场也运动,应注意速度间的相对关系。 3.导体匀速转动：导体棒绕一端在匀强磁场中转动切割磁感线产生的感应电动势为,【典例2】(多选)半径为a右端开小口的导体圆环和长为2a的导体直杆,单位长度电阻均为r0。圆环水平固定放置,整个内部区域分布着竖直向下的匀强磁场,磁感应强度为b。杆在圆环上以速度v平行于直径cd向右做匀速直线运动,杆始终有两点与圆环良好接触,从圆环中心o开始,杆的位置由确定,如图所示。则( ),a.=0时,杆产生的电动势为2bav b.= 时,杆产生的电动势为 bav c.=0时,杆受的安培力大小为 d.= 时,杆受的安培力大小为,【解题探究】 (1)导体杆在运动过程中的有效长度为l=_。 (2)如何计算导体杆所受的安培力? 提示：先计算出感应电动势和感应电流,由f=bil计算安培力。,2acos,【典例3】(2014浙江高考)某同学设计了一个发电测速装置,工作原理如图所示。一个半径为r=0.1m的圆形金属导轨固定在竖直平面上,一根长为r的金属棒oa,a端与导轨接触良好,o端固定在圆心处的转轴上。转轴的左端有一个半径为r= 的圆盘,圆盘和金属棒能随转轴一起转动。圆盘上绕有不可伸长的细线,下端挂着一个质量为m=0.5kg的铝块。在金属导轨区域内存在垂直于导轨平面向右的匀强磁场,磁感应强度b=0.5t。a点与导轨相连,b点通过电刷与o端相连。测量a、b两点间的电势差u可算得铝块速度。铝块由静止释放,下落h=0.3m时,测得u=0.15v。(细线与圆盘间没有滑动,金属棒、导轨、导线及电刷的电阻均不计,重力加速度g取10m/s2),(1)测u时,与a点相接的是电压表的“正极”还是“负极”? (2)求此时铝块的速度大小。 (3)求此下落过程中铝块机械能的损失。,【破题关健】,【加固训练】(多选)如图所示,边长为l、总电阻为r的正方形线框abcd放置在光滑水平桌面上,其bc边紧靠磁感应强度为b、宽度为2l、方向竖直向下的有界匀强磁场的边缘。现使线框以初速度v0匀加速通过磁场,下列图线中能定性反映线框从开始进入到完全离开磁场的过程中,线框中的感应电流(以逆时针方向为正)的变化的是( ),考点3 通电自感和断电自感 通电自感与断电自感的比较：,【典例4】某同学为了验证断电自感现象,自己找来带铁芯的线圈l、小灯泡a、开关s和电池组e,用导线将它们连接成如图所示的电路。检查电路后,闭合开关s,小灯泡发光;再断开开关s,小灯泡仅有不显著的延时熄灭现象。虽经多次重复,仍未见老师演示时出现的小灯泡闪亮现象,他冥思苦想找不出原因。你认为最有可能造成小灯泡未闪亮的原因是( ),a.电源的内阻较大 b.小灯泡电阻偏大 c.线圈电阻偏大 d.线圈的自感系数较大,【解题探究】 (1)断开s时小灯泡有延时熄灭现象,此时是谁给小灯泡供电? 提示：线圈l相当于电源,给小灯泡供电。 (2)要使小灯泡出现闪亮现象,对l提供的电流有何要求? 提示：要求ilia。 (3)未出现闪亮的原因是什么? 提示：不满足ilia,即线