重庆市万州区龙宝中学高考物理总复习 第9章 第2讲 法拉第电磁感应定律 自感 涡流课件.ppt

第2讲法拉第电磁感应定律自感涡流 聚焦一个热点 抓住两个考点 备选视频展台 突破两个考向 随堂基础演练 1 法拉第电磁感应定律2 自感 涡流状元微博 1 法拉第电磁感应定律e n t的应用2 导体切割磁感线产生感应电动势的计算 命题热点14电磁感应中的图象问题1 命题专家评述2 阅卷老师叮咛易失分点应对策略3 高考佐证预测1预测2 第九章电磁感应备选多媒体展台1 法拉第发现电磁感应现象2 磁通量的概念3 感应电动势与哪些因素有关4 电磁感应 动生电动势5 电磁感应 感生电动势6 电动机线圈转动时产生的感应电动势7 磁阻尼实验现象分析 01抓住两个考点 思维驱动 2011 广东理综卷 将闭合多匝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 01抓住两个考点 知识存盘 1 感应电动势 1 概念 在 中产生的电动势 2 产生条件 穿过回路的 发生改变 与电路是否闭合 3 方向判断 感应电动势的方向用 或 判断 电磁感应现象 磁通量 无关 楞次定律 右手定则 01抓住两个考点 磁通量的变化率 闭合电路欧姆 blv 思维驱动 01抓住两个考点 在如图所示的电路中 a1和a2是两个相同的灯泡 线圈l的自感系数足够大 电阻可以忽略不计 下列说法中正确的是 a 合上开关s时 a2先亮 a1后亮 最后一样亮b 断开开关s时 a1和a2都要过一会儿才熄灭c 断开开关s时 a2闪亮一下再熄灭d 断开开关s时 流过a2的电流方向向右 解析合上开关s时 线圈l中产生的自感电动势阻碍电流增大 并且阻碍作用逐渐变小直至为零 故a2先亮 a1后亮 最后一样亮 选项a正确 断开开关s时 线圈l中产生的自感电动势阻碍电流减小 因电路稳定时通过a1和a2的电流大小相等 故断开开关s时 a1和a2都逐渐熄灭 流过a2的电流方向向左 选项b正确 c d错误 答案ab i i 01抓住两个考点 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 2 自感电动势 定义 在自感现象中产生的感应电动势叫做 表达式 e l t 3 自感系数 相关因素 与线圈的大小 形状 匝数以及是否有铁芯有关 单位 亨利 h 1mh h 1 h h 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 这种电流像水的漩涡所以叫涡流 知识存盘 电流 自感电动势 10 3 10 6 感应电流 01抓住两个考点 01抓住两个考点 02突破两个考向 典例1 2012 课标 19 如图所示 均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框 半圆直径与磁场边缘重合 磁场方向垂直于半圆面 纸面 向里 磁感应强度大小为b0 使该线框从静止开始绕过圆心o 垂直于半圆面的轴以角速度 匀速转动半周 在线框中产生感应电流 现使线框保持图中所示位置 磁感应强度大小随时间线性变化 为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流 磁感应强度随时间的变化率的大小应为 02突破两个考向 审题导析1 此过程经过半个周期的时间 磁感应强度不变 回路中垂直于磁场的磁通量变为零 2 两过程对比 回路电阻相同 若使感应电流相同 只需感应电动势相等即可 02突破两个考向 决定感应电动势e大小的因素1 e的大小决定于 t 2 e的大小决定于线圈的匝数 特别提醒 1 e的大小与 的大小无必然联系 2 0时 t不一定为零 应用法拉第电磁感应定律求解问题的一般解题步骤1 分析穿过闭合电路的磁场方向及磁通量的变化情况 2 利用楞次定律确定感应电流的方向 3 灵活选择法拉第电磁感应定律的不同表达形式列方程求解 02突破两个考向 借题发挥 审题导析先确定两种方式下磁通量的变化量大小 再由法拉第电磁感应定律求感应感应电动势 02突破两个考向 变式跟踪1 一矩形线框置于匀强磁场中 线框平面与磁场方向垂直 先保持线框的面积不变 将磁感应强度在1s时间内均匀地增大到原来的两倍 接着保持增大后的磁感应强度不变 在1s时间内 再将线框的面积均匀地减小到原来的一半 先后两个过程中 线框中感应电动势的比值为 a b 1c 2d 4 02突破两个考向 注意导线切割磁感线过程中有效长度的变化情况 l 02突破两个考向 理解e blv的 四性 1 正交性 本公式是在一定条件下得出的 除磁场为匀强磁场外 还需b l v三者互相垂直 2 瞬时性 若v为瞬时速度 则e为相应的瞬时感应电动势 3 有效性 公式中的l为导体切割磁感线的有效长度 4 相对性 e blv中的速度v是导体相对磁场的速度 若磁场也在运动 应注意速度间的相对关系 02突破两个考向 借题发挥 02突破两个考向 审题视角1 注意运动导体的有效长度 2 可考虑应用闭合电路欧姆定律 3 可从能量守恒定律角度解答问题 4 应用电磁感应现象中电荷量的求法 v v e 02突破两个考向 命题专家评述考情分析 2012年 在全国各地高考试卷中电磁感应中的图象问题共考查了4处 其中图象的选择2处 给定图象分析相关的物理量1处 由给定的电磁感应过程画图象1处 高考题型 主要是选择题 也有计算题 作图题常考类型 1 由给定的电磁感应过程选出或画出正确的图象 2 由给定的有关图象分析电磁感应过程 求解相应的物理量 03聚焦一个热点 阅卷老师叮咛 03聚焦一个热点 易失分点1 由于疏忽把物理量的正负判断错误 2 把物理量的关系分析错误 3 忽视了图象的横轴表示的物理量而错选 如有些题目横轴表示位移x 仍当作时间t导致出错 应对策略1 电磁感应图象问题的规范求解的关键弄清初始条件 正 负方向的对应 变化范围 所研究物理量的函数表达式 进出磁场的转折点是解题的关键 03聚焦一个热点 2 一般解题步骤 1 明确图象的种类 即是b t图还是 t图 或者是e t图 i t图等 2 分析电磁感应的具体过程判断对应的图象是否分段 共分几段 3 用右手定则或楞次定律确定感应电流的方向 4 结合法拉第电磁感应定律 欧姆定律 牛顿定律等规律写出函数关系式 5 根据函数关系式 进行数学分析 6 画图象或判断图象 2012 福建理综 18 如图所示 一圆形闭合铜环由高处从静止开始下落 穿过一根竖直悬挂的条形磁铁 铜环的中心轴线与条形磁铁的中轴线始终保持重合 若取磁铁中心o为坐标原点 建立竖直向下为正方向的x轴 则下图中最能正确反映环中感应电流i随环心位置坐标x变化的关系图象是 03聚焦一个热点 审题视角1 明确条形磁铁磁场分布情况 2 分析铜环下落过程中速度变化情况 3 判断磁通量变化 确定感应电动势及感应电流变化 注 也可使用微元法判断或者使用极端分析粗略判定 高考佐证 03聚焦一个热点 解析闭合铜环在下落过程中穿过铜环的磁场方向始终向上 磁通量先增加后减少 由楞次定律可判断感应电流的方向要发生变化 d项错误 因穿过闭合铜环的磁通量的变化率不是均匀变化 所以感应电流随x的变化关系不可能是线性关系 a项错误 铜环由静止开始下落 速度较小 所以穿过铜环的磁通量的变化率较小 产生的感应电流的最大值较小 过o点后 铜环的速度增大 磁通量的变化率较大 所以感应电流的反向最大值大于正向最大值 故b项正确 c项错误 答案b 03聚焦一个热点 预测1 如图所示 一带铁芯线圈置于竖直悬挂的闭合铝框右侧 与线圈相连的导线abcd内有水平向里变化的磁场 下列哪种变化磁场可使铝框向左偏离 03聚焦一个热点 预测2 某学生设计了一个验证法拉第电磁感应定律的实验 实验装置如图甲所示 在大线圈 中放置一个小线圈 大线圈 与多功能电源连接 多功能电源输入到大线圈 的电流i1的周期为t 且按图乙所示的规律变化 电流i1将在大线圈 的内部产生变化的磁场 该磁场磁感应强度b与线圈中电流i1的关系为b ki1 其中k为常数 小线圈 与电流传感器连接 并可通过计算机处理数据后绘制出小线圈 中感应电流i2随时间t变化的图象 若仅将多功能电源输出电流变化的频率适当增大 则下图所示各图象中可能正确反映i2 t图象变化的是 下图中分别以实线和