高考物理大一轮复习 第十章 电磁感应 第28讲 法拉第电磁感应定律自感现象课件.ppt

电磁感应 第十章 第28讲法拉第电磁感应定律自感现象 栏目导航 1 法拉第电磁感应定律 1 感应电动势 概念 在 中产生的电动势 产生条件 穿过回路的 发生改变 与电路是否闭合 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 磁通量的变化率 变化率 blv 电流 感应电动势 大小 匝数 10 3 10 6 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 电流 这种电流像水的漩涡 所以叫涡流 3 电磁阻尼导体在磁场中运动时 感应电流会使导体受到安培力 安培力的方向总是 导体的运动 4 电磁驱动如果磁场相对于导体转动 在导体中会产生 使导体受到安培力而使导体运动起来 感应 阻碍 感应电流 b 3 如图所示 在磁感应强度为b 方向垂直纸面向里的匀强磁场中 金属杆mn在平行金属导轨上以速度v向右匀速滑动 mn中产生的感应电动势为e1 若磁感应强度增为2b 其他条件不变 mn中产生的感应电动势变为e2 则通过电阻r的电流方向及e1与e2之比分别为 a c a2 1b a c2 1c a c1 2d c a1 2 c 一对法拉第电磁感应定律的理解 例1 如图 两条相距l的光滑平行金属导轨位于同一水平面 纸面 内 其左端接一阻值为r的电阻 一与导轨垂直的金属棒置于两导轨上 在电阻 导轨和金属棒中间有一面积为s的区域 区域中存在垂直于纸面向里的均匀磁场 磁感应强度大小b1随时间t的变化关系为b1 kt 式中k为常量 在金属棒右侧还有一匀强磁场区域 区域左边界mn 虚线 与导轨垂直 磁场的磁感应强度大小为b0 方向也垂直于纸面向里 某时刻 金属棒在一外加水平恒力的作用下从静止开始向右运动 在t0时刻恰好以速度v0越过mn 此后向右做匀速运动 金属棒与导轨始终相互垂直并接触良好 它们的电阻均忽略不计 求 1 在t 0到t t0时间间隔内 流过电阻的电荷量的绝对值 2 在时刻t t t0 穿过回路的总磁通量和金属棒所受外加水平恒力的大小 二导体切割磁感线产生感应电动势 4 有效性 公式中的l为有效切割长度 即导体在与v垂直的方向上的投影长度 下表为常见切割情景中的有效长度 1 自感现象 阻碍 作用的理解 1 流过线圈的电流增加时 线圈中产生的自感电动势与电流方向相反 阻碍电流的增加 使其缓慢地增加 2 流过线圈的电流减小时 线圈中产生的自感电动势与电流方向相同 阻碍电流的减小 使其缓慢地减小 三自感现象 2 自感现象的四个特点 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 自感现象中的能量转化通电自感中 电能转化为磁场能 断电自感中 磁场能转化为电能 分析自感现象的两点注意 1 通过自感线圈中的电流不能发生突变 即通电过程中 电流是逐渐变大 断电过程中 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 2 断电自感现象中灯泡是否 闪亮 问题的判断 在于对电流大小的分析 若断电后通过灯泡的电流比原来强 则灯泡先闪亮后再慢慢熄灭 例4 如图所示的电路中 电源的电动势为e 内阻为r 线圈l的电阻不计 电阻r的阻值大于灯泡d的阻值 在t 0时刻闭合开关s 经过一段时间后 在t t1时刻断开s 在如图所示a b两点间电压uab随时间t变化的图象中 正确的是 b 解析由于自感现象 t 0时刻uab较大 随着时间的推移uab减小 断开s l中的电流方向不变 大小减小 经过l r d形成回路 故uab符号 正负 改变 大小逐渐减小至0 故选项b正确 1 穿过某线圈的磁通量随时间的变化关系如图所示 在线圈内产生感应电动势最大值的时间是 a 0 2sb 2 4sc 4 6sd 6 10s c a 3 2017 湖北武汉模拟 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 a s闭合时 a灯立即亮 然后逐渐熄灭b s闭合时 b灯立即亮 然后逐渐熄灭c 电路接通稳定后 三个灯亮度相同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 选项a正确 s闭合时 b灯先不太亮 然后变亮 选项b错误 电路接通稳定后 b c灯亮度相同 a灯不亮 选项c错误 电路接通稳定后 s断开时 c灯逐渐熄灭 选项d错误 a c 例1 2017 贵州贵阳检测 6分 半径为r 电阻为r的n匝圆形线圈在边长为l的正方形区域abcd外 匀强磁场充满并垂直穿过该正方形区域 如图甲所示 当磁场随时间的变化规律如图乙所示时 穿过圆形线圈磁通量的变化率为 t0时刻线圈产生的感应电流为 答题送检 来自阅卷名师报告 1 多选 如图 一均匀金属圆盘绕通过其圆心且与盘面垂直的轴逆时针转动 现施加一垂直穿过圆盘的有界匀强磁场 圆盘开始减速 在圆盘减速过程中 以下说法正确的是 a 处于磁场中的圆盘部分 靠近圆心处电势高b 所加磁场越强越易使圆盘停止转动c 若所加磁场反向 圆盘将加速转动d 若所加磁场穿过整个圆盘 圆盘将匀速转动 abd 解析把圆盘看成沿半径方向紧密排列的 辐条 由右手定则知 圆心处电势高 选项a正确 所加磁场越强 感应电流越强 安培力越大 对圆盘转动的阻碍越大 选项b正确 如果磁场反向 由楞次定律可知 仍阻碍圆盘转动 选项c错误 若将整个圆盘置于磁场中 则圆盘中无感应电流 圆盘将匀速转动 选项d正确 2 如图所示 上下开口 内壁光滑的铜管p和塑料管q竖直放置 小磁块先后在两管中从相同高度处由静止释放 并落至底部 则小磁块 a 在p和q中都做自由落体运动b 在两个下落过程中的机械能都守恒