高考物理一轮复习 第9章 第2讲 法拉第电磁感应定律、自感现象固考基教材梳理(1).doc

2015届高考物理一轮复习 第9章 第2讲 法拉第电磁感应定律、自感现象固考基教材梳理法拉第电磁感应定律1感应电动势(1)概念：在电磁感应现象中产生的电动势(2)产生条件：穿过回路的磁通量发生改变，与电路是否闭合无关(3)方向判断：感应电动势的方向用楞次定律或右手定则判断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磁通量的变化率成正比(2)公式：en，其中n为线圈匝数导体切割磁感线时的感应电动势导体棒切割磁感线时，可有以下三种情况：切割方式电动势表达式说明垂直切割eblv倾斜切割eblvsin_其中为v与b的夹角旋转切割(以一端为轴)ebl2导体棒与磁场方向垂直磁场为匀强磁场自感和涡流1自感现象：由于通过导体自身的电流发生变化而产生的电磁感应现象2自感电动势(1)定义：在自感现象中产生的感应电动势(2)表达式：el.(3)自感系数l.相关因素：与线圈的大小、形状、圈数以及是否有铁芯等因素有关单位：亨利(h)，1 mh103 h,1 h106 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感应电流1(2013东北师大附中检测)如图921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()图921【解析】铝框向左运动，是为了阻碍磁通量的增加，由楞次定律可知：带铁芯线圈产生的电流增加，其产生的磁场增强为使线圈产生的电流变大，由法拉第电磁感应定律可知：线框abcd中的磁场的逐渐增加，选项a正确，b、c、d错误【答案】a2(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【解析】由法拉第电磁感应定律en可知感应电动势的大小e与n有关，与即磁通量变化的快慢成正比，所以a、b错误，c正确由楞次定律可知，感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化，即原磁通量增加，感应电流的磁场与原磁场方向相反原磁通量减小，感应电流的磁场与原磁场同向，故d错误【答案】c3如图922所示，均匀导线制成的半径为r的圆环以速度v匀速进入一磁感应强度大小为b的匀强磁场当圆环运动到图示位置(aob90)时，a、b两点的电势差为()图922a.brvb.brvc.brv d.brv【解析】圆环运动到图示位置时，切割磁感线的有效长度为2rsin 45r，圆环中感应电动势eblvbrv.uabebrv.故d正确【答案】d4.图923(多选)(2014吉林省实验中学检测)如图923所示，电源的电动势为e ，内阻r不能忽略a、b是两个相同的小灯泡，l是一个自感系数相当大的线圈关于这个电路的以下说法正确的是()a开关闭合到电路中电流稳定的时间内，a灯立刻亮，而后逐渐变暗，最后亮度稳定b开关闭合到电路中电流稳定的时间内，b灯立刻亮，而后逐渐变暗，最后亮度稳定c开关由闭合到断开的瞬间，a灯闪亮一下再熄灭d开关由闭合到断开的瞬间，电流自右向左通过a灯【解析】开关闭合到电路中电流稳定的时间内，a灯立刻亮，而后逐渐变暗，最后亮度稳定；b灯逐渐变亮，最后亮度稳定，选项a正确，b错误开关由闭合到断开的瞬间，电流自右向左通过a灯，但本题电路a灯不会闪亮一下再熄灭，选项c错误，d正确【答案】ad9法拉第电磁感应定律的理解和应用1.决定感应电动势大小的因素感应电动势e的大小决定于穿过电路的磁通量的变化率和线圈的匝数n.而与磁通量的大小、磁通量变化量的大小无必然联系2磁通量变化通常有两种方式(1)磁感应强度b不变，垂直于磁场的回路面积发生变化，此时enb.(2)垂直于磁场的回路面积不变，磁感应强度发生变化，此时ens，其中是bt图象的斜率图924如图924所示，在边长为a的正方形区域内有匀强磁场，磁感应强度为b，其方向垂直纸面向外，一个边长也为a的正方形导线框架efgh正好与上述磁场区域的边界重合，现使导线框以周期t绕其中心o点在纸面内匀速转动，经过，导线框转到图中虚线位置，已知导线框的总电阻为r，则在这时间内()a因不知顺时针转动还是逆时针运动，所以不能判断导线框中感应电流的方向b导线框中感应电流的方向为efghec通过导线框中任一截面的电量为d平均感应电动势大小等于【解析】不论线框顺时针转还是逆时针转，穿过线框的磁通量都是向外减小，根据楞次定律可判断出电流方向为逆时针，a、b错误；平均感应电动势e，d正确；由q知，c错误【答案】d【迁移应用】1(多选)(2014广东省江门市模拟)如图925所示，螺线管匝数n1500匝，横截面积s20 cm2，螺线管导线电阻r1，电阻r4，磁感应强度b的bt图象如图所示(以向右为正方向)，下列说法正确的是()图925a电阻r的电流方向是从a到cb感应电流的大小保持不变c电阻r的电压为6 vdc点的电势为4.8 v【解析】由楞次定律知，电阻r的电流方向是从c到a，选项a错误由于磁感应强度均匀增大，根据法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律知，感应电流的大小保持不变，选项b正确螺旋管内产生的感应电动势ensb/t1500201042v6v，电流i1.2a，电阻r的电压为uir4.8v，c点的电势为4.8v，选项c错误，d正确【答案】bd导体切割磁感线产生感应电动势的计算1.公式eblv中的b、l、v要求两两互相垂直当lb，lv，而v与b成夹角时，导线切割磁感线的感应电动势大小为eblvsin .2若导线不是直的，则eblvsin 中的l为切割磁感线的导线的有效长度如图926，导线的有效长度为ab间的距离图926(多选)(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927所示则()图927a0时，杆产生的电动势为2bavb时，杆产生的电动势为bavc0时，杆受的安培力大小为d时，杆受的安培力大小为【审题指导】(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【解析】当0时，杆切割磁感线的有效长度l12a，所以杆产生的电动势e1bl1v2bav，选项a正确；此时杆上的电流i1，杆受的安培力大小f1bi1l1，选项c错误；当时，杆切割磁感线的有效长度l22acos a，杆产生的电动势e2bl2vbav，选项b错误；此时杆上的电流i2，杆受的安培力大小f2bi2l2，选项d正确【答案】ad【迁移应用】2(2014山西大同一中质检)下列各种情况中的导体，切割磁感线产生的感应电动势最大的是()【解析】利用公式eblv计算感应电动势的大小时，b与v垂直，b与l垂直，l为导体与b和v垂直的有效长度，显然c项中导体的有效长度最长，产生的感应电动势最大【答案】c自感现象的分析1.自感现象的三大特点(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2自感现象“阻碍”作用的两种表现(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(2014陕西师大附中检测)在如图928所示的电路中，两个灵敏电流表g1和g2的零点都在刻度盘中央，当电流从“”接线柱流入时，指针向右摆，当电流从“”接线柱流入时，指针向左摆在电路接通后在断开的瞬间，下列说法中符合实际情况的是()图928ag1表指针向左摆，g2表指针向右摆bg1表指针向右摆，g2表指针向左摆cg1、g2表的指针都向左摆dg1、g2表的指针都向右摆【解析】电路接通后线圈中电流方向向右，当电路断开时，线圈中电流减小，产生与原方向相同的自感电动势，与g1、g2和电阻组成闭合回路，所以g1中电流方向向右，g2中电流方向向左，即g1指针向右摆，g2指针向左摆b项正确【答案】b【迁移应用】3(2014南昌一中检测)如图929所示电路中，l是一电阻可忽略不计的电感线圈，a、b为l上的左右两端点，a、b、c为完全相同的三个灯泡，原来电键k是闭合的，三个灯泡均在发光某时刻将电键k打开，则下列说法正确的是()图929aa点电势高于b点，a灯闪亮后缓慢熄灭bb点电势高于a点，b、c灯闪亮后缓慢熄灭ca点电势高于b点，b、c灯闪亮后缓慢熄灭db点电势高于a点，b、c灯不会闪亮只是缓慢熄灭【解析】电键k闭合稳定时，电感线圈支路的总电阻较b、c灯支路电阻小，故流过a灯的电流i1大于流过b、c灯的电流i2.且电流方向由a到b，a点电势高于b点当电键k打开，由于与电源断开，电感线圈会产生自感现象，相当于电源，b点电势高于a点，阻碍流过a灯的电流减小，瞬间流过b、c灯支路的电流为i1i2.故b、c灯闪亮一下后再缓慢熄灭，故b正确 【答案】b失分点：对感应电动势的理解不透(多选)(2014昆明一中模拟)一导线弯成如图所示的闭合线圈，以速度v向左匀速进入磁感应强度为b的匀强磁场，磁场方向垂直平面向外线圈总电阻为r，从线圈进入磁场开始到完全进入磁场为止，下列结论正确的是() 图9210a感应电流一直沿顺时针方向b线圈受到的安培力先增大，后减小c感应电动势的最大值ebrvd穿过线圈某个横截面的电荷量为【失误原因分析】(1)不能正确使用楞次定律判断感应电流的方向(2)不能确定导体切割磁感线的有效长度(3)不能正确理解电荷量计算式q.【解析】在闭合线圈进入磁场的过程中，通过闭合线圈的磁通量逐渐增大，根据楞次定律可知感应电流的方向一直为顺时针方向，a正确；导体切割磁感线的有效长度先变大后变小，感应电流先变大后变小，安培力也先变大后变小，b正确；导体切割磁感线的有效长度最大值为2r，感应电动势最大值e2brv，c错误；穿过线圈某个横截面的电荷量为q，d错误【答案】ab【即学即用】如图9211所示，pqrs为一