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 自感和涡流课件 新人教版选修32.ppt

第九章电磁感应 选修3 2 第2讲法拉第电磁感应定律自感和涡流 知识梳理自测 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 3 导体切割磁感线时的感应电动势 1 若b l v相互垂直 则e 2 v b时 e 0 磁通量的变化率 欧姆定律 blv 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 自感 涡流 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 思考 1 穿过线圈的磁通量变化越大 产生的感应电动势是否也越大 2 利用e blv推导出导体棒以端点为轴 在匀强磁场中垂直于磁感线方向匀速转动时产生感应电动势的表达式 思维辨析 1 磁通量变化越大 产生的感应电动势也越大 2 磁通量变化越快 产生的感应电动势就越大 3 磁通量的变化率描述的是磁通量变化的快慢 4 感应电动势的大小与线圈的匝数无关 5 线圈中的自感电动势越大 自感系数就越大 6 磁场相对导体棒运动时 导体棒中也能产生感应电动势 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 ab 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 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 bc 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 ad ad 核心考点突破 法拉第电磁感应定律的理解及应用 b 解题探究 1 根据楞次定律 感应电流在线框内部产生的磁场方向是 2 线框的哪些边受安培力作用 求线框的安培力的思路是什么 3 求a b两点间电势差的思路是什么 答案 2 线框在磁场内部的边受安培力作用 两种思路求解安培力 一是先求得磁场内两边所受的安培力 再求它们的矢量和 二是将线框在磁场内的边等效为直导线ab 求ab所受的安培力即为线框的安培力 3 先根据法拉第电磁感应定律求出感应电动势 再根据闭合电路欧姆定律求出电流 再根据部分电路欧姆定律求出a b两点间的电势差 垂直于线框平面向里 名师归纳 类题演练1 答案 1 10vadcba 或逆时针 2 10c 3 100j 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 导体切割磁感线产生感应电动势的计算 5 相对性e blv中的速度v是相对于磁场的速度 若磁场也运动时 应注意速度间的相对关系 解题探究 1 计算平均感应电动势的方法有哪些 2 杆做何运动 列方程的依据是什么 3 杆cd向右做匀加速运动 由左 右手定则判得其所受安培力方向向左 由牛顿第二定律得f f安 ma杆cd所受安培力f安 bil解得f bil ma 0 164n 答案 1 0 4v 2 0 8a 3 0 164n 类题演练2 ad b bc 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 自感现象 2 自感中 闪亮 与 不闪亮 问题 d 解题探究 1 当自感电流满足什么条件时 灯泡l1才会闪一下 2 断开开关s瞬间 通过自感线圈的电流方向变吗 答案 1 当自感电流大于稳定时灯泡l1的原电流时灯泡才会闪一下 2 不变 解析 s闭合瞬间 自感线圈l相当于一个大电阻 以后阻值逐渐减小到0 所以观察到的现象是灯泡l1和l2同时亮 以后l1逐渐变暗到熄灭 l2逐渐变得更亮 s断开瞬间 自感线圈相当于一个电动势逐渐减小的电源 它与灯泡l1组成闭合回路 所以l2立即熄灭 l1亮一下才熄灭 所以a b c选项都是错误的 只有d选项正确 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 名师归纳 类题演练3 d