高考物理一轮复习 第9章 电磁感应 第2讲 法拉第电磁感应定律 自感现象课件 新人教版.ppt

走向高考 物理 路漫漫其修远兮吾将上下而求索 人教版 高考总复习 电磁感应 第九章 第2讲法拉第电磁感应定律自感现象 第九章 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 法拉第电磁感应定律 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 欧姆定律 blv 自感 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 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 电流 自感电动势 3 自感系数l 相关因素 与线圈的 形状 以及是否与铁芯有关 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 大小 匝数 10 3 10 6 感应电流 答案 1 磁通量变化越快 产生的感应电动势越大 2 3 4 匝数越多 感应电动势越大 5 自感系数是由线圈本身决定的 与自感电动势无关 6 a 环中产生逆时针方向的感应电流b 环中产生顺时针方向的感应电流c 环中产生的感应电动势大小为1vd 环中产生的感应电动势大小为2v答案 ac 答案 ad解析 pq棒水平切割磁感线 利用右手定则可判断两端的电势一定满足 p q a正确 因pq棒水平方向速度不变 竖直方向不切割磁感线 所以pq棒中的感应电动势保持不变 d正确 答案 bd解析 由于自感的作用 闭合开关s时 b灯比a灯先亮 最后一样亮 选项a c错误b正确 断开开关s时 l中产生自感电动势 a灯与b灯同时慢慢熄灭 选项d正确 法拉第电磁感应定律的应用 思路引导 1 要判断感应电流的方向和感应电动势的大小应用什么规律 2 要求解通过r1的电荷量及r1上产生的热量应用哪些公式 答案 1 楞次定律和法拉第电磁感应定律 2 q it和q i2rt 答案 b 导体切割磁感线产生感应电动势的计算 1 导体平动切割磁感线对于导体平动切割磁感线产生感应电动势的计算式e blv 应从以下几个方面理解和掌握 1 正交性本公式是在一定条件下得出的 除了磁场是匀强磁场 还需b l v三者相互垂直 实际问题中当它们不相互垂直时 应取垂直的分量进行计算 公式可为e blvsin 为b与v方向间的夹角 1 求金属杆cd运动过程中产生的感应电动势e及运动到x 0 8m处电势差ucd 2 推导金属杆cd从mn处运动到p点过程中拉力f与位置坐标x的关系式 并在图乙中画出f x关系图象 3 求金属杆cd从mn处运动到p点的全过程产生的焦耳热 思路引导 1 如何求金属杆两端cd间电压 2 如何确定f x间的关系 3 拉力做的功与产生的焦耳热相等吗 在数值上应该是什么关系 答案 1 金属杆产生的感应电动势直接由公式e blv求出 当x 0 8m时 金属杆在导轨间的电势差为零 因导轨电阻不计 此时金属杆两端电势差ucd大小等于金属杆位于导轨以外的那两部分产生的感应电动势 由几何关系求出这两部分导体的总长度l外 再由e bl外v求出e 就得到ucd大小 再注意c d两端电势高低关系 即可确定ucd 2 先确定两导轨之间的导体杆的长度l与位置x的关系 算出感应电动势和感应电流 就可以求出安培力f安 再对杆应用平衡条件就可以确定拉力f与x的关系式 然后可画出f x关系图象 3 不相等 拉力所做总功wf等于产生焦耳热与重力势能增加量之和 自感现象 1 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 2 自感中 闪亮 与 不闪亮 问题 思路引导 1 开关断开瞬间线圈中产生与原电流 的自感电流 灯泡和线圈构成新的闭合回路 与电源无关 2 当自感电流 稳定时通过灯泡的原电流时灯泡才会闪亮 答案 1 同向 2 大于解析 在断电自感中 小灯泡是否闪亮取决于流过线圈l的电流要大于流过灯泡的电流 本实验未出现小灯泡闪亮的原因 最有可能是线圈电阻偏大 c正确 答案 c 名师归纳 线圈在电路中的作用 1 线圈中电流增大时 线圈可以等效成一阻值由较大逐渐减小的电阻 电流非线性逐渐增大 2 线圈中电流减小时 线圈可等效成一个电源 线圈中的磁场能逐渐转化成电能 构成回路中的电流沿原方向非线性逐渐减小 3 线圈在电路中使电流不能发生突变 使电流的变化过程延长 但不能改变最终的结果 答案 a解析 s刚闭合后 a b都变亮 且a比b亮 之后a逐渐熄灭 b逐渐变亮 选项a正确 b错误 s闭合足够长时间后 a熄灭 b一直都是亮的 选项c d错误 不能准确地求解双杆切割时的电动势 1 线框中产生的总电动势大小和导线中的电流大小 2 线框所受安培力的大小和方向 误区警示 对于双杆或矩形线圈切割磁感线类题目 分析求解时要特别注意以下两点 1 感应电动势 分析双杆或四条边是否都在切割磁感线 产生的感应电动势是同向还是反向 大小是否相等 2 安培力 分析双杆或四条边是否都受安培力 安培力是同向还是反向 大小是否相等 a 穿过回路的磁通量为零b 回路中感应电动势大小为2blv0c 回路中感应电流的方向为顺时针方向d 回路中ab边与cd边所受安培力方向相同答案 abd解析 穿过闭合回路的磁通量 0 故选项a正确 回路中的感应电动势为ab cd两边产生电动势之和e blabv0 blcdv0 2blv0 故选项b正确 由右手定则可知感应电流的方向为逆时针方向 故选项c错误 由左手定则可知ab边与cd边所受的安培力方向均向左 故选项d正确 a 圆盘上产生了感应电动势b 圆盘内的涡电流产生的磁场导致磁针转动c 在圆盘转动的过程中 磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变化d 圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成电流 此电流产生的磁场导致磁针转动答案 ab 解析 圆盘运动过程中 半径方向的金属条在切割磁感线 在圆心和边缘之间产生了感应电动势 选项a对 圆盘在径向的辐条切割磁感线过程中 内部距离圆心远近不同的点电势不等而形成涡流 选项b对 圆盘转动过程中 圆盘位置 圆盘面积和磁场都没有发生变化 所以没有磁通量的变化 选项c错 圆盘本身呈现电中性 不会产生环形电流 选项d错 解析 在第一个0 25t0时间内 通过大圆环的电流为顺时针逐渐增加 由楞次定律可判断内环内a端电势高于b端 因电流的变化率逐渐减小 故内环的电动势逐渐减小 同理在第0 25t0 0 5t0时间内 通过大圆环的电流为顺时针逐渐减小 由楞次定律可判断内环内a端电势低于b端 因电流的变化率逐渐变大故内环的电动势逐渐变大 故选项c正确 答案 abd解析 由右手定则可知 处于磁场中的圆盘部分 靠近圆心处电势高 选项a正确 根据e blv可