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江苏省包场高级中学高三物理 第九章 电磁感应 主备：张卫星 审核：曾建良第2课时法拉第电磁感应定律、自感考纲解读 1.能应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、涡流的产生，并能分析实际应用考点梳理一、法拉第电磁感应定律1 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.2 法拉第电磁感应定律(1)内容：闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的 成正比(2)公式：En.3 导体切割磁感线的情形(1)一般情况：运动速度v和磁感线方向夹角为，则E .(2)常用情况：运动速度v和磁感线方向垂直，则E .(3)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EBlBl2(平均速度等于中点位置线速度l)二、自感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：EL.3. 自感系数L的影响因素：与线圈的 、形状、 以及是否有铁芯有关 考点一法拉第电磁感应定律的应用例1如图6(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(a) (b)突破训练1如图7甲所示，边长为L、质量为m、总电阻为R的正方形导线框静置于光滑水平面上，处于与水平面垂直的匀强磁场中，匀强磁场磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示求：(1)在t0到tt0时间内，通过导线框的感应电流大小；(2)在t时刻，ab边所受磁场作用力大小；(3)在t0到tt0时间内，导线框中电流做的功甲 乙考点二导体切割磁感线产生感应电动势的计算例2如图9甲所示，MN、PQ是固定于同一水平面内相互平行的粗糙长直导轨，间距L2.0 m，R是连在导轨一端的电阻，质量m1.0 kg的导体棒ab垂直跨在导轨上，电压传感器与这部分装置相连导轨所在空间有一磁感应强度B0.50 T、方向竖直向下的匀强磁场从t0开始对导体棒ab施加一个水平向左的拉力，使其由静止开始沿导轨向左运动，电压传感器测出R两端的电压随时间变化的图线如图乙所示，其中OA、BC段是直线，AB段是曲线假设在1.2 s以后拉力的功率P4.5 W保持不变导轨和导体棒ab的电阻均可忽略不计，导体棒ab在运动过程中始终与导轨垂直，且接触良好不计电压传感器对电路的影响g取10 m/s2.求：(1)导体棒ab最大速度vm的大小；(2)在1.2 s2.4 s的时间内，该装置总共产生的热量Q；(3)导体棒ab与导轨间的动摩擦因数和电阻R的值突破训练2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10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？考点三自感现象的分析例3如图11所示的电路中，L为一个自感系数很大、直流电阻不计的线圈，D1、D2是两个完全相同的电灯，E是内阻不计的电源t0时刻，闭合开关S，经过一段时间后，电路达到稳定，t1时刻断开开关S.I1、I2分别表示通过电灯D1和D2中的电流，规定图中箭头所示方向为电流正方向，以下各图中能定性描述电流I随时间t变化关系的是 () 突破训练3在如图12所示的电路中，两个相同的小灯泡L1和L2分别串联一个带铁芯的电感线圈L和一个滑动变阻器R.闭合开关S后，调整R，使L1和L2发光的亮度一样，此时流过两个灯泡的电流均为I.然后，断开S.若t时刻再闭合S，则在t前后的一小段时间内，正确反映流过L1的电流i1、流过L2的电流i2随时间t变化的图象是 ()规范化解题例4 如图8所示，MN、PQ是两根竖直放置的间距为L的足够长的光滑平行金属导轨，虚线以上有垂直纸面向外的匀强磁场，虚线以下有垂直纸面向里的匀强磁场，两磁场区域的磁感应强度均为B.金属棒ab质量为M，电阻为R，静止放在中导轨上的水平突起上；金属棒cd质量为m，电阻也为R.让cd在中某处无初速度释放，当cd下落距离为h时，ab恰好对突起没有压力已知两根金属棒始终水平且与金属导轨接触良好，金属导轨的电阻不计，重力加速度为g.求：(1)当cd下落距离为h时，通过ab的电流I.(2)当cd下落距离为h时，cd的速度大小v.(3)从cd释放到下落距离为h的过程中，ab上产生的焦耳热Qab.(结果用B、L、M、m、R、h、g表示)课后巩固1 对自感的考查如图1(a)、(b)所示的电路中，电阻R和自感线圈L的电阻值都很小，且小于灯A的电阻，接通S，使电路达到稳定，灯泡A发光，则()A在电路(a)中，断开S，A将渐渐变暗B在电路(a)中，断开S，A将先变得更亮，然后渐渐变暗C在电路(b)中，断开S，A将渐渐变暗D在电路(b)中，断开S，A将先变得更亮，然后渐渐变暗2 对法拉第电磁感应定律应用的考查如图2所示，长为L的金属导线弯成一圆环，导线的两端接在电容为C的平行板电容器上，P、Q为电容器的两个极板，磁场垂直于环面向里，磁感应强度以BB0Kt(K0)随时间变化，t0时，P、Q两极板电势相等两极板间的距离远小于环的半径，则经时间t电容器P板() A不带电B所带电荷量与t成正比C带正电，电荷量是D带负电，电荷量是3 对公式EBlv的考查2012年11月24日，中国的歼15战机成功在“辽宁号”航母上起降，使中国真正拥有了自己的航母由于地磁场的存在，飞机在一定高度水平飞行时，其机翼就会切割磁感线，机翼的两端之间会有一定的电势差则从飞行员的角度看，机翼左端的电势比右端的电势()A低 B高C相等 D以上情况都有可能4“极端法”的应用如图3所示，线圈A、B是由不同材料制成的导体线圈，它们的质量一样大，形状一样，设磁场足够大，下列说法正确的是()A电阻大的线圈达到稳定速度时的速度大B电阻小的线圈达到稳定速度时的速度大C两线圈的稳定速度是一样的D电阻率大的材料制成的线圈，稳