第二讲法拉第电磁感应定律自感

1、高三物理一轮复习学案第十章 电磁感应第二讲 法拉第电磁感应定律 自感【课前预习导读】教学目标：1理解法拉第电磁感应定律2掌握各种情况下感应电动势的计算方法3知道自感现象及其应用本讲重点：掌握各种情况下感应电动势的计算方法本讲难点：法拉第电磁感应定律的应用【自主预习部分】（一）知识整合1感应电动势：无论电路是否闭合，只要穿过电路的 发生变化，电路中就一定有 ，若电路是闭合的就有 产生感应电动势的那部分导体就相当于一个 2. 法拉第电磁感应定律文字表述： 。表达式为 。式中n表示_，表示_，t表示_，表示_ 。3闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动，则导体中的感应电动势为_,式中表示_，当等于_时

2、公式变为_。式中的L是 。v若是平均速度，则E为 ；若v为瞬时速度，则E为 。若导体的运动不切割磁感线，则导体中 感应电动势。4一段长为的导体，在匀强磁场中，以角速度垂直于磁场的方向绕导体的一端做切割磁感线运动，则导体中的感应电动势为_。5自感现象：线圈中电流发生变化而在它本身激发出感应电动势的现象叫_。这种电动势叫_。自感电动势的大小与_成正比，比例系数叫做_，与_等因素有关。【课堂探究导学与应用】（一）公式的选用【例1】如图9-2-5所示，边长为L的正方形金属线框，质量为m、电阻为R，用细线把它悬挂于一个有界的匀强磁场边缘，金属框的上半部处于磁场内，下半部处于磁场外，磁场随时间的变化规律为

3、B=kt.已知细线所能承受的最大拉力为2mg，则从t=0开始，经过多长时间细线被拉断？【例2】（2009广东高考）如图9-2-4（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的圆形区域内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上的电量q及电阻R1上产生的热量.考点精炼1如图所示，空间存在垂直于纸面的均匀磁场，在半径为的圆形区域内部及外部，磁场方向相

4、反，磁感应强度的大小均为B。一半径为，电阻为R的圆形导线环放置在纸面内，其圆心与圆形区域的中心重合。当内、外磁场同时由B均匀地减小到零的过程中，通过导线截面的电量_。oacbdR2（2006全国理综卷）如图，在匀强磁场中固定放置一根串接一电阻R的直角形金属导轨aob（在纸面内），磁场方向垂直纸面朝里，另有两根金属导轨c、d分别平行于oa、ob放置。保持导轨之间接触良好，金属导轨的电阻不计。现经历以下四个过程：以速率v移动d，使它与ob的距离增大一倍；再以速率v移动c，使它与oa的距离减小一半；然后，再以速率2v移动c，使它回到原处；最后以速率2v移动d，使它也回到原处。设上述四个过程中通过电阻

5、R的电量的大小依次为Q1、Q2、Q3和Q4，则AQ1=Q2=Q3=Q4 BQ1=Q2=2Q3=2Q4 C2Q1=2Q2=Q3=Q4 DQ1Q2=Q3Q4 （二）旋转切割产生的感应电动势【例3】 如图9-2-8，一直导体棒质量为m、长为L、电阻为r，其两端放在位于水平面内间距也为L的光滑平行导轨上，并与之紧密接触；棒左侧两导轨之间连接一可控制的负载电阻（图中未画出）；导轨置于匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于导轨所在平面.开始时，给导体棒一个平行于导轨的初速度v0. 在棒的运动速度由v0减小至v1的过程中，通过控制负载电阻的阻值使棒中的电流I保持恒定.导体棒一直在磁场中运动.若不计

6、导轨电阻，求此过程中导体棒上感应电动势的平均值.【例4】如图2所示，导体棒AB长2R，绕O点以角速度沿逆时针方向匀速转动，OB为R，且OBA三点在一直线上，有一匀强磁场磁感应强度为B ，充满转动平面且与转动平面垂直，那么AB两端的电势差大小为（ ）A. BR2 B.2BR2C.4BR2 D.6BR2考点精炼3（2010龙岩模拟）如图9-2-9所示，匀强磁场的方向垂直于电路所在平面，导体棒与电路接触良好.当导体棒ab在外力F作用下从左向右做匀加速直线运动时，若不计摩擦和导体棒的电阻，整个过程中，灯泡L未被烧毁，电容器C未被击穿，则该过程中（ ）A.感应电动势将变大B.电容器C的上极板带负电C.电

7、容器两极板间的电场强度将减小D.灯泡的亮度变大4如图所示，金属圆环圆心为O，半径为L，金属棒Oa以O点为轴在环上转动，角速度为，与环面垂直的匀强磁场磁感应强度为B，电阻R接在O点与圆环之间，求通过R的电流大小。 （三）电磁感应中的能量守恒【例5】 如图所示，矩形线圈abcd质量为m，宽为d，在竖直平面内由静止自由下落。其下方有如图方向的匀强磁场，磁场上、下边界水平，宽度也为d，线圈ab边刚进入磁场就开始做匀速运动，那么在线圈穿越磁场的全过程，产生了多少电热？a bd c考点精炼5如图所示，闭合导线框的质量可以忽略不计，将它从如图所示的位置匀速拉出匀强磁场。若第一次用0.3s时间拉出，外力所做的

8、功为，通过导线截面的电量为；第二次用时间拉出，外力所做的功为，通过导线截面的电量为，则（ ）A. B. C. D. （四）自感现象的分析与应用【例6】如图所示的电路中，A1和A2是完全相同的灯泡，线圈L的电阻可以忽略不计，下列说法中正确的是（ ）A合上开关S接通电路时，A2先亮A1后亮，最后一样亮B合上开关S接通电路时，A1和A2始终一样亮C断开开关S切断电路时，A2立即熄灭，A1过一会熄灭D断开开关S切断电路时，A1和A2都要过一会才熄灭考点精炼6如图所示，L为一个自感系数很大的自感线圈，开关闭合后，小灯能正常发光，那么闭合开关和断开开关的瞬间，能观察到的现象分别是（ ）。A小灯逐渐变亮，小

9、灯立即熄灭B小灯立即亮，小灯立即熄灭C小灯逐渐变亮，小灯比原来更亮一下再慢慢熄灭D小灯立即亮，小灯比原来更亮一下再慢慢熄灭7如图所示，电阻R和电感线圈L的值都较大，电感线圈的电阻不计，A、B是两只完全相同的灯泡，当开关S闭合时，下面能发生的情况是AB比A先亮，然后B熄灭BA比B先亮，然后A熄灭CA、B一起亮，然后A熄灭DA、B一起亮，然后B熄灭三、考点落实训练1闭合电路中产生感应电动势的大小，跟穿过这一闭合电路的下列哪个物理量成正比A磁通量 B磁感强度C磁通量的变化率 D磁通量的变化量2穿过一个单匝线圈的磁通量始终保持每秒钟减少2Wb，则 （ ）A线圈中感应电动势每秒增加2VB线圈中感应电动势

10、每秒减少2V C线圈中无感应电动势D线圈中感应电动势保持不变 3如图所示，平行金属导轨间距为d，一端跨接电阻为R，匀强磁场磁感应强度为B，方向垂直平行导轨平面，一根长金属棒与导轨成角放置，棒与导轨的电阻不计，当棒沿垂直棒的方向以恒定速度v在导轨上滑行时，通过电阻的电流是ABdv/（Rsin）BBdv/R CBdvsin/R DBdvcos/R4关于自感系数下列说法正确的是（ ）A其它条件相同，线圈越长自感系数越大B其它条件相同，线圈匝数越多自感系数越大C其它条件相同，线圈越细自感系数越大D其它条件相同，有铁芯的比没有铁芯的自感系数越大5如图所示，用粗细相同的铜丝做成边长分别为L和2L的两只闭合

11、线框a和b，以相同的速度从磁感应强度为B的匀强磁场区域中匀速地拉到磁场外，不考虑线框的动能，若外力对环做的功分别为WaWb，则WaWb为（ ）A14B12 C11D不能确定6如图所示，电感线圈的电阻和电池内阻均可忽略不计，两个电阻的阻值都是R，电键K原来打开着，电流为I0，今合上电键将一电阻短路，于是线圈中有自感电动势产生，此时自感电动势（ ）A有阻碍电流的作用，最后电流由I0减小到零B有阻碍电流的作用，最后电流总小于I0C有阻碍电流增大的作用，因而电流I0保持不变D有阻碍电流增大的作用，因而电流最后还是增大到2I07如图所示，在磁感应强度为0.2T的匀强磁场中，有一长为0.5m的导体AB在金属框架上以10m/s的速度向右滑动，R1=R2=20，其它电阻不计，则流过AB的电流是 。8如图所示，在匀强磁场中，有一接有电容器的导线回路，已知C=30F，L1=5cm，L2=8cm，磁场以510-2T/s的速率均匀增强，则电容器C所带的电荷量为 C 9如图所示，圆环a和b的半径之比R1R2=21，且是粗细相同，用同样材料的导线构成，连接两环导线的电阻不计，匀强磁场的磁感应强度始终以恒定的变化率变化，那么，当只有a环置于磁场中与只有b环置于磁场中的两种情况下，AB两点的电势差之比为多少？ 1 0如图所示，匝数N=100