高考物理一轮复习 第九章 第2单元 法拉第电磁感应定律 自感和涡流课件 (2).ppt

,必考部分,第九章电磁感应,第2单元法拉第电磁感应定律自感和涡流,网控基础点提炼命题源,一、法拉第电磁感应定律1感应电动势(1)感应电动势：在_中产生的电动势产生感应电动势的那部分导体就相当于_，导体的电阻相当于_(2)感应电流与感应电动势的关系：遵循_定律，即EU外U内或_(纯电阻电路),读读教材,2法拉第电磁感应定律(1)内容：闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的_成正比(2)公式：E_.(3)方向：与_方向相同，用_或_定律判断,三、自感与涡流1自感现象(1)概念：由于导体本身的_变化而产生的电磁感应现象称为自感，由于自感而产生的感应电动势叫做_(2)表达式：E_.(3)自感系数L的影响因素：由线圈本身决定，与线圈的_、形状、_以及是否有铁芯等因素有关,2涡流当线圈中的电流发生变化时，在它附近的任何导体中都会产生_，这种电流像水中的旋涡，所以叫涡流(1)电磁阻尼：当导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受到_，安培力的方向总是_导体的相对运动(2)电磁驱动：如果磁场相对于导体转动在导体中会产生_使导体受到安培力的作用，安培力使导体运动起来感应电流安培力阻碍感应电流,1将多匝闭合线圈置于仅随时间变化的磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，关于线圈中产生的感应电动势和感应电流，下列表述正确的是()A感应电动势的大小与线圈的匝数无关B穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大C穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大D感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同,练练基础,题组一法拉第电磁感应定律,解析：感应电动势的大小与磁通量变化率成正比，与匝数成正比，而与磁通量及磁通量变化量无关，A、B错误，C正确；感应电流产生的磁场方向与原磁场方向可能相同，也可能相反，D错误,2如图甲所示，电路的左侧是一个电容为C的电容器，电路的右侧是一个环形导体，环形导体所围的面积为S.在环形导体中有一垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度的大小随时间变化的规律如图乙所示则在0t0时间内电容器(),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，则在金属棒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,题组二导体棒切割磁感线的感应电动势,题组三自感与涡流,解析：由通电自感现象可知，合上开关，b先亮，a后亮；稳定后b比a更亮一些，选项A错误，B正确；由断电自感现象可知，断开开关，a、b都逐渐熄灭，选项C、D错误,6机场的安检门可以利用涡流探测人身上携带的金属物品，安检门中接有线圈，线圈中通以交变电流关于其工作原理，以下说法正确的是()A人身上携带的金属物品会被地磁场磁化，在线圈中产生感应电流B人体在线圈交变电流产生的磁场中运动，产生感应电动势并在金属物品中产生感应电流C线圈产生的交变磁场不会在金属物品中产生交变的感应电流D金属物品中感应电流产生的交变磁场会在线圈中产生感应电流,小思考微总结,研细核心点练透经典题,考点一法拉第电磁感应定律的应用,调研1如图(a)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的圆形区域内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(b)所示图线与横、纵轴的截距分别为t0和B0.导线的电阻不计，在0至t1时间内，求：(1)通过电阻R1上的电流大小和方向；(2)通过电阻R1上的电荷量q及电阻R1上产生的热量,试题调研,解题探究1流过R1的电流是恒定的，还是变化的？提示：由于磁场均匀减小，感应电动势不变，所以电流不变提示：S指磁场的面积，在本题中磁场面积与线圈面积不同,名师归纳点题破疑,11.(2014四川理综)(多选)如图所示，不计电阻的光滑U形金属框水平放置，光滑、竖直玻璃挡板H、P固定在框上，H、P的间距很小质量为0.2kg的细金属杆CD恰好无挤压地放在两挡板之间，与金属框接触良好并围成边长为1m的正方形，其有效电阻为0.1.此时在整个空间加方向与水平面成30角且与金属杆垂直的匀强磁场，磁感应强度随时间变化规律是B(0.40.2t)T，图示磁场方向为正方向框、挡板和杆不计形变则()At1s时，金属杆中感应电流方向从C到DBt3s时，金属杆中感应电流方向从D到CCt1s时，金属杆对档板P的压力大小为0.1NDt3s时，金属杆对挡板H的压力大小为0.2N,类题练熟,12.(2015山东临沂一模)(多选)如图所示，螺线管匝数n1000匝，横截面积S10cm2，螺线管导线电阻r1，电阻R4，磁感应强度B随时间变化的图象如图所示(以向右为正方向)，下列说法正确的是()A通过电阻R的电流是交变电流B感应电流的大小保持不变C电阻R两端的电压为6VDC点的电势为4.8V,1公式EBlv的使用条件(1)匀强磁场；(2)B、l、v三者相互垂直；(3)如不垂直，用公式EBlvsin求解，为B与v方向间的夹角,考点二导体棒切割磁感线的感应电动势,2对公式EBlv的理解(1)“瞬时性”的理解若v为瞬时速度，则E为瞬时感应电动势若v为平均速度，则E为平均感应电动势，即EBl.(2)切割的“有效长度”公式中的l为有效切割长度，即导体与v垂直的方向上的投影长度如图所示a、b、c三种情况导体棒有效切割长度相同，感应电动势相同,(3)“相对性”的理解EBlv中的速度v是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,试题调研,答案(1)0.4V(2)0.8A(3)F0.10.0128t即水平外力随时间均匀增加,名师归纳点题破疑,类题练熟,答案：见解析,1自感电动势的作用：当导体自身的电流发生变化时，产生自感电动势，阻碍电流变化，但不能阻止电流变化的趋势(增加或减少)，起到延时作用(1)如果导体中原来的电流是增大的，自感电动势就要阻碍原来电流的增大(2)如果导体中原来的电流是减小的，自感电动势就要阻碍原来电流的减小,考点三通电自感与断电自感,2自感现象的四大特点(1)自感电动势总是阻碍导体中原电流的变化(2)通过线圈中的电流不能发生突变，只能缓慢变化(3)电流稳定时，自感线圈就相当于普通导体(4)线圈的自感系数越大，自感现象越明显，自感电动势只是延缓了过程的进行，但它不能使过程停止，更不能使过程反向3通过自感线圈中的电流不能发生突变通电自感中，电流是逐渐变大；断电自感中，电流是逐渐变小，此时线圈可等效为“电源”，该“电源”与其他电路元件形成回路,调研3如图所示的电路中，L是一个自感系数很大、直流电阻不计的线圈，D1、D2和D3是三个完全相同的灯泡，E是内阻不计的电源在t0时刻，闭合开关S，电路稳定后在t1时刻断开开关S.规定以电路稳定时流过D1、D2的电流方向为正方向，分别用I1、I2表示流过D1和D2的电流，则下列选项中能定性描述电流I随时间t变化关系的是(),试题调研,解题探究1开关闭合瞬间，通过D1和D2的电流如何变化？提示：由于D1和线圈串联，D1中电流逐渐增大，而D2中电流立刻达到最大值2电路稳定后，D1和D2中电流有何关系？提示：由于线圈电阻不计，电路稳定后D1中电流大小是D2中电流的2倍，方向相同3开关断开瞬间，D1中电流如何变化？D2中电流如何变化？提示：开关断开后，D1中电流逐渐减小，最后熄灭，D2中电流先增大后逐渐减小，最后熄灭，D2和D3会出现“闪亮”一下的现象,解析在t0时刻，闭合开关S，流过D1的电流I1由零逐渐增大，稳定后达到某个值，而流过D2和D3的电流I2瞬间达到稳定值，方向都为正方向；电路稳定后在t1时刻断开开关S，流过D1的电流I1方向保持不变，而大小逐渐减小，没有突变且方向为正方向，而流过D2的电流I2方向为负方向，大小等于流过D1的电流I1并逐渐减小故综合分析可知C项正确答案C,自感中“闪亮”与“不闪亮”问题,名师归纳点题破疑,31.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,类题练熟,解析：闭合开关S，电路稳定灯泡正常发光时，如果电感线圈L中的电阻比灯泡的电阻大，则电感线圈L中的电流IL比灯泡A中的电流IA小，当开关S断开，则由于自感现象，L和A构成回路使L和A中的电流从IL开始减小，因此不可能看到小灯泡闪亮的现象，C项正确,32.(2015南通调研)如图所示，A、B、C是3个完全相同的灯泡，L是一个自感系数较大的线圈(直流电阻可忽略不计)则()AS闭合时，A灯立即亮，然后逐渐熄灭BS闭合时，B灯立即亮，然后逐渐熄灭C电路接通稳定后，3个灯亮度相同D电路接通稳定后，S断开时，C灯立即熄灭,解析：因线圈L的自感系数较大且直流电阻可忽略不计，S闭合时，A灯立即亮，然后逐渐熄灭，A正确S闭合时，B灯先不太亮，然后变亮，B错误电路接通稳定后，B、C灯亮度相同，A灯不亮，C错误电路接通稳定后，S断开时，C灯逐渐熄灭，D错误,求解感应电动势的几种常用方法,答案10s,本类问题中的恒量与变量必须分清楚，导体不动，磁场发生变化