高考物理 92 法拉第电磁感应定律、自感现象课件 新人教版.ppt

第2讲法拉第电磁感应定律 自感现象 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 2 法拉第电磁感应定律 1 内容 感应电动势的大小跟穿过这一电路的成正比 2 公式 其中n为 磁通量的变化率 线圈匝数 针对训练 1 2011 广东高考 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 答案 c 导体棒切割磁感线时 可有以下三种情况 blv blvsin 答案 d 1 自感现象 由于通过导体自身的而产生的电磁感应现象 2 自感电动势 1 定义 在中产生的感应电动势 2 表达式 3 自感系数l 相关因素 与线圈的大小 形状 以及是否有等因素有关 单位 亨利 h 1mh h 1 h h 3 涡流 当线圈中的电流发生变化时 在它附近的导体中产生的像水的旋涡一样的 电流发生变化 自感现象 圈数 铁芯 10 3 10 6 感应电流 a 在电路 a 中 断开s后 a将立即变暗b 在电路 a 中 断开s后 a将先变得更亮 然后逐渐变暗c 在电路 b 中 断开s后 a将逐渐变暗d 在电路 b 中 断开s后 a将先变得更亮 然后逐渐变暗 解析 a 电路中 灯a和线圈l串联 电流相同 断开s时 线圈上产生自感电动势 阻碍原电流的减小 通过r a形成回路 a将逐渐变暗 b 电路中电阻r和灯a串联 灯a的电阻大于线圈l的电阻 电流则小于线圈l中的电流 断开s时 电源不给灯a供电 而线圈产生自感电动势阻碍电流的减小 通过a r形成回路 灯a中电流比原来大 变得更亮 然后逐渐变暗 所以选项d正确 答案 d 审题视点 1 由b t图象 磁感应强度变大 磁通量增加 根据楞次定律可确定感应电流方向 2 通过金属环的电荷量由磁通量的变化量决定 答案 见解析 即学即用 1 2012 沈阳二中模拟 如图9 2 4 a 所示 一个电阻值为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9 2 4 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 求0至t1时间内 1 通过电阻r1的电流大小和方向 2 通过电阻r1的电荷量q及电阻r1上产生的热量 1 公式e blv中的b l v要求两两互相垂直 当l b l v 而v与b成 夹角时 导线切割磁感线的感应电动势大小为e blvsin 2 若导线不是直的 则e blvsin 中的l为切割磁感线的导线的有效长度 如图9 2 5 导线的有效长度为ab间的距离 2012 四川高考 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9 2 6所示 则 审题视点 1 右端开有小口 使得闭合回路大大简化 2 角的大小决定了导体切割磁感线的有效长度 答案 d 即学即用 2 如图9 2 7所示 匀强磁场的方向垂直于电路所在平面 导体棒ab与电路接触良好 当导体棒ab在外力f作用下从左向右做匀加速直线运动时 若不计摩擦和导线的电阻 整个过程中 灯泡l未被烧毁 电容器c未被击穿 则该过程中 a 感应电动势将变小b 灯泡l的亮度变大c 电容器c的上极板带负电d 电容器两极板间的电场强度将减小 答案 b 1 棒在匀加速运动过程中 通过电阻r的电荷量q 2 撤去外力后回路中产生的焦耳热q2 3 外力做的功wf 潜点探究 1 撤去外力前 导体棒做匀加速运动 求出导体棒的位移 就能计算出磁通量的变化量和通过r的电荷量 2 回路中产生的焦耳热可以应用功能关系进行计算 答案 1 4 5c 2 1 8j 3 5 4j 即学即用 3 如图9 2 9甲所示 垂直于水平桌面向上的有界匀强磁场 磁感应强度b 0 8t 宽度l 2 5m 光滑金属导轨om on固定在桌面上 o点位于磁场的左边界 且om on与磁场左边界均成45 角 金属棒ab放在导轨上 且与磁场的右边界重合 t 0时 ab在水平向左的外力f作用下匀速通过磁场 测得回路中的感应电流随时间变化的图象如图乙所示 已知om on接触点的电阻为r 其余电阻不计 1 利用图象求出这个过程中通过ab棒截面的电荷量及电阻r 2 写出水平力f随时间变化的表达式 答案 1 5c1 2 f 2 2 0 4t 2n a 金属环中感应电流方向是逆时针方向 感应电动势大小为4 0 10 3vb 金属环中感应电流方向是顺时针方向 感应电动势大小为4 0 10 3vc 金属环中感应电流方向是逆时针方向 感应电动势大小为2 0 10 3vd 金属环中感应电流方向是顺时针方向 感应电动势大小为2 0 10 3v 答案 c 导体切割磁感线时感应电动势的计算2 2010 大纲全国高考改编 某地的地磁场磁感应强度的竖直分量方向向下 大小为4 5 10 5t 一灵敏电压表连接在当地入海河段的两岸 河宽100m 该河段涨潮和落潮时有海水 视为导体 流过 设落潮时 海水自西向东流 流速为2m s 下列说法正确的是 a 河南北岸的电势等高b 河南岸的电势较高c 电压表记录的电压为9mvd 电压表记录的电压为5mv 解析 海水在落潮时自西向东流 该过程可以理解为 自西向东运动的导体棒在切割竖直向下的磁场 根据右手定则 北岸是正极 北岸电势高 南岸电势低 故a b错 根据法拉第电磁感应定律e blv 4 5 10 5 100 2v 9 10 3v 故c对 d错 答案 c 自感现象的分析和应用3 如图9 2 11所示 a b是完全相同的两个小灯泡 l为自感系数很大 电阻可以忽略的带铁芯的线圈 a 电键s闭合瞬间 a b同时发光 随后a灯变暗直至熄灭 b灯亮度不变b 电键s闭合瞬间 b灯亮 a灯不亮c 断开电键s的瞬间 a b灯同时熄灭d 断开电键s的瞬间 b灯立即熄灭 a灯突然闪亮一下再熄灭 解析 因线圈的自感系数很大 电阻可忽略 故闭合电键瞬间 线圈对电流的阻碍作用极大 相当于断