高考物理新一轮复习（热点视角+对点自测+讲练互动）第九章第二节 法拉第电磁感应定律 自感 涡流课件 新人教版.ppt

第九章电磁感应 第二节法拉第电磁感应定律自感涡流 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 电磁感应现象 电源 电源内阻 闭合电路欧姆 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 跟穿过这一电路的磁通量的 成正比 2 公式 e n为线圈匝数 变化率 blv 二 自感与涡流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 由于自感而产生的感应电动势叫做 2 表达式 e 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 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像 状的感应电流 自感电动势 电流 大小 匝数 水的旋涡 1 电磁阻尼 当导体在磁场中运动时 感应电流会使导体受到 安培力的方向总是 导体的运动 2 电磁驱动 如果磁场相对于导体转动 在导体中会产生 使导体受到安培力作用 安培力使导体运动起来 交流感应电动机就是利用 的原理工作的 安培力 阻碍 感应电流 电磁驱动 1 1 单选 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 c 1 2 单选 如图中半径为r的金属圆盘在垂直于盘面的匀强磁场b中 绕o轴以角速度 沿逆时针方向匀速转动 则通过电阻r的电流的方向和大小是 金属圆盘的电阻不计 a 由c到d i br2 rb 由d到c i br2 rc 由c到d i br2 2r d 由d到c i br2 2r d 2 1 多选 2014 郑州模拟 如图甲 乙所示的电路中 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 在电路甲中 断开s后 a将逐渐变暗b 在电路甲中 断开s后 a将先变得更亮 然后逐渐变暗c 在电路乙中 断开s后 a将逐渐变暗d 在电路乙中 断开s后 a将先变得更亮 然后逐渐变暗 ad 2 2 单选 2014 南通模拟 电磁炉是利用电磁感应现象产生的涡流 使锅体发热从而加热食物 下列相关的说法中正确的是 a 锅体中涡流的强弱与磁场变化的频率有关b 电磁炉中通入电压足够高的直流电也能正常工作c 金属或环保绝缘材料制成的锅体都可以利用电磁炉来烹饪食物d 电磁炉的上表面一般都用金属材料制成 以加快热传递 减少热损耗 a 公式e n t的应用 如图甲所示 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乙所示 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的电流大小和方向 2 通过电阻r1的电荷量q及电阻r1上产生的热量 课堂笔记 b 1 使用条件本公式是在一定条件下得出的 除了磁场是匀强磁场外 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 公式e blv的应用 3 有效性公式中的l为有效切割长度 即导体与v垂直的方向上的投影长度 例如 求下图中mn两点间的电动势时 有效长度分别为 4 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 应注意速度间的相对关系 多选 2012 高考四川卷 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 如图所示 则 ad 尝试解答 总结提升 感应电动势两个公式的比较 一个回路 一段导体 普遍适用 导体切割磁感线 常用于求平均电动势 既可求平均值也可求瞬时值 本质上是统一的 但是 当导体做切割磁感线运动时 用e blv求e比较方便 当穿过电路的磁通量发生变化时 用e 求e比较方便 c 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 自感现象的分析 2 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 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 多选 如图所示的电路中 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 t 0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 ac 尝试解答 总结提升 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 线圈中电流是逐渐变大 断电过程 线圈中电流是逐渐变小 方向不变 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 解析 当s闭合时 l的自感作用会阻碍其中的电流变大 电流从d1流过 当l的阻碍作用变小时 l中的电流变大 d1中的电流变小至零 d2中的电流为电路总电流 电流流过d1时 电路总电阻较大 电流较小 当d1中电流为零时 电流流过l与d2 总电阻变小 电流变大至稳定 当s再断开时 d2马上熄灭 d1与l组成回路 由于l的自感作用 d1慢慢熄灭 电流反向且减小 综上所述知选项a c正确 3 单选 某同学为了验证断电自感现象 自己找来带铁心的线圈l 小灯泡a 开关s和电池组e 用导线将它们连接成如图所示的电路 检查电路后 闭合开关s 小灯泡发光 再断开开关s 小灯泡仅有不显著的延时熄灭现象 虽经多次重复 仍未见老师演示时出现的小灯泡闪亮现象 他冥思苦想找不出原因 你认为最有可能造成小灯泡未闪亮的原因是 a 电源的内阻较大b 小灯泡电阻偏大c 线圈电阻偏大d 线圈的自感系数较大 c 解析 闭合开关s 电路稳定小