湖南省怀化市溆浦县江维中学高三物理 法拉第电磁感应定律自感现象复习学案.doc

湖南省怀化市溆浦县江维中学高三物理高考复习汇总：学案45 法拉第电磁感应定律自感现象导学目标 1.能用法拉第电磁感应定律、公式eblv计算感应电动势. 2.理解自感产生，并能分析实际应用几种情况下的感应电动势：(1)平动切割如图(a)，在磁感应强度为b的匀强磁场中，棒以速度v垂直切割磁感线时，感应电动势e_.如图(b)，在磁感应强度为b的匀强磁场中，棒运动的速度v与磁场的方向成角，此时的感应电动势为e_.(2)转动切割如图(c)，在磁感应强度为b的匀强磁场中，长为l的导体棒绕一端为轴以角速度匀速 转动，此时产生的感应电动势e_.(3)有效切割长度：即导体在与v垂直的方向上的投影长度试分析图中的有效切割长度甲图中的有效切割长度为：_；乙图中的有效切割长度为：_；丙图中的有效切割长度：沿v1的方向运动时为_；沿v2的方向运动时为_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i_.法拉第电磁感应定律(1)法拉第电磁感应定律内容：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的_成正比公式：e_.(2)导体切割磁感线的情形一般情况：运动速度v和磁感线方向夹角为，则e_.常用情况：运动速度v和磁感线方向垂直，则e_.导体棒在磁场中转动导体棒以端点为轴，在匀强磁场中垂直于磁感线方向匀速转动产生感应电动势ebl_(平均速度等于中点位置线速度l)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相关因素：与线圈的_、形状、_以及是否有铁芯有关单位：亨利(h,1 mh_ h,1 h_ h)公式en与eblvsin 的区别与联系 公式项目eneblvsin 区别(1)求的是t时间内的平均感应电动势，e与某段时间或某个过程相对应(1)求的是瞬时感应电动势，e与某个时刻或某个位置相对应(2)求的是整个回路的感应电动势整个回路的感应电动势为零时，其回路中某段导体的感应电动势不一定为零(2)求的是回路中一部分导体切割磁感线时产生的感应电动势(3)由于是整个回路的感应电动势，因此电源部分不容易确定(3)由于是由一部分导体切割磁感线的运动产生的，该部分就相当于电源联系公式en和eblvsin 是统一的，当t0时，e为瞬时感应电动势，只是由于高中数学知识所限，现在还不能这样求瞬时感应电动势，而公式eblvsin 中的v若代入，则求出的e为平均感应电动势通电自感与断电自感的比较通电自感断电自感电路图器材要求a1、a2同规格，rrl，l较大l很大(有铁芯)现象在s闭合瞬间，a2灯立即亮起来，a1灯逐渐变亮，最终一样亮在开关s断开时，灯a突然闪亮一下后再渐渐熄灭(当抽掉铁芯后，重做实验，断开开关s时，会看到灯a马上熄灭)原因由于开关闭合时，流过电感线圈的电流迅速增大，使线圈产生自感电动势，阻碍了电流的增大，流过a1灯的电流比流过a2灯的电流增加得慢断开开关s时，流过线圈l的电流减小，产生自感电动势，阻碍了电流的减小，使电流继续存在一段时间；在s断开后，通过l的电流反向通过a灯，且由于rlra，使得流过a灯的电流在开关断开瞬间突然增大，从而使a灯的发光功率突然变大能量转化电能转化为磁场能磁场能转化为电能例1(2009山东理综改编题)如图10所示，一导线弯成半径为a的半圆形闭合回路虚线mn右侧有磁感应强度为b的匀强磁场，方向垂直于回路所在的平面回路以速度v向右匀速进入磁场，直径cd始终与mn垂直从d点到达边界开始到c点进入磁场为止，下列结论正确的是()a感应电流方向不变bcd段直导线始终不受安培力c感应电动势最大值embavd感应电动势平均值bav例2(2010江苏单科4)如图所示的电路中，电源的电动势为e，内阻为r，电感l的电阻不计，电阻r的阻值大于灯泡d的阻值在t0时刻闭合开关s，经过一段时间后，在tt1时刻断开s.下列表示a、b两点间电压uab随时间t变化的图象中，正确的是 ()例3均匀导线制成的单匝正方形闭合线框abcd，边长为l，总电阻为r，总质量为m.将其置于磁感强度为b的垂直于纸面向里的匀强磁场上方h处，如图所示线框由静止自由下落，线框平面保持在竖直平面内，且cd边始终与磁场的水平边界面平行当cd边刚进入磁场时，(1)求线框中产生的感应电动势大小；(2)求cd两点间的电势差大小；(3)若此时线框加速度恰好为零，求线框下落的高度h所应满足的条件例4如图3(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. 导线的电阻不计求0至t1时间内：(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1。在范围足够大，方向竖直向下的匀强磁场中，b0.2 t，有一水平放置的光滑框架，宽度为l0.4 m，如图5所示，框架上放置一质量为0.05 kg、电阻为1 的金属杆cd，框架电阻不计若杆cd以恒定加速度a2 m/s2，由静止开始做匀变速运动，则：(1)在5 s内平均感应电动势是多少？(2)第5 s末，回路中的电流多大？(3)第5 s末，作用在cd杆上的水平外力多大？2.如图所示，导线全部为裸导线