x3-2-9-2习题

1、强基固本强基固本考点突破考点突破第第2课时法拉第电磁感应定律自感涡流课时法拉第电磁感应定律自感涡流强基固本强基固本考点突破考点突破 知知 识识 梳梳 理理知识点一、法拉第电磁感应定律知识点一、法拉第电磁感应定律1感应电动势感应电动势(1)概概念：在念：在 中产生的电动势。中产生的电动势。(2)产生条件：穿过回路的产生条件：穿过回路的 发生改变，与电路是否发生改变，与电路是否闭合闭合 。(3)方向判断：感应电动势的方向用方向判断：感应电动势的方向用 或或 判断。判断。电磁感应现象电磁感应现象磁通量磁通量无关无关楞次定律楞次定律右手定则右手定则强基固本强基固本考点突破考点突破磁通量的变化率磁通量的

2、变化率 欧姆欧姆 强基固本强基固本考点突破考点突破Blv 强基固本强基固本考点突破考点突破电流电流 自感电动势自感电动势 强基固本强基固本考点突破考点突破大小大小 匝数匝数 103 106 强基固本强基固本考点突破考点突破2涡流涡流当当线圈中的电流发生变化时，在它附近的任何导体中都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会产生 ，这种电流像水的漩涡所以叫涡流。，这种电流像水的漩涡所以叫涡流。感应电流感应电流强基固本强基固本考点突破考点突破思维深化思维深化判断正误，正确的画判断正误，正确的画“”，错误的画，错误的画“”。(1)线圈中磁通量变化越大，产生的感应电动势越大。线圈中磁通量变

3、化越大，产生的感应电动势越大。()(2)线圈中磁通量变化越快，产生的感应电动势越大。线圈中磁通量变化越快，产生的感应电动势越大。()(3)线圈中的电流越大，自感系数也越大。线圈中的电流越大，自感系数也越大。()(4)对于同一线圈，当电流变化越快时，线圈中的自感电动势对于同一线圈，当电流变化越快时，线圈中的自感电动势越大。越大。()答案答案(1)(2)(3)(4)强基固本强基固本考点突破考点突破 题题 组组 自自 测测题组一对法拉第电磁感应定律的理解及应用题组一对法拉第电磁感应定律的理解及应用1将将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中，线圈平面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

4、方向垂直，关于线圈中产生的感应电动势和感应与磁场方向垂直，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感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同强基固本强基固本考点突破考点突破强基固本强基固本考点突破考点突破2(2014江苏卷，江苏卷，1)如如图图1所示，一正方形线圈的匝数为所示，一正方形线圈的匝

5、数为n，边长为边长为a，线圈平面与匀强磁场垂直，且一半处在磁场中。，线圈平面与匀强磁场垂直，且一半处在磁场中。在在t时间内，磁感应强度的方向不变，大小由时间内，磁感应强度的方向不变，大小由B均匀地均匀地增大到增大到2B。在此过程中，线圈中产生的感应电动势为。在此过程中，线圈中产生的感应电动势为()图图1强基固本强基固本考点突破考点突破强基固本强基固本考点突破考点突破题组二公式题组二公式EBlv的应用的应用3如如图图2所示，在磁感应强度为所示，在磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，方向垂直纸面向里的匀强磁场中，金属杆金属杆MN在平行金属导轨上以速在平行金属导轨上以速度度v向右匀速滑动，

6、向右匀速滑动，MN中产生的感中产生的感应电动势为应电动势为E1；若磁感应强度增为；若磁感应强度增为2B，其他条件不变，其他条件不变，MN中产生的感应电动势变为中产生的感应电动势变为E2。则。则通过电阻通过电阻R的电流方向及的电流方向及E1与与E2之比之比E1 E2分别为分别为()Aca,2 1 Bac,2 1Cac,1 2 Dca,1 2图图2强基固本强基固本考点突破考点突破强基固本强基固本考点突破考点突破4有一个匀强磁场边界是有一个匀强磁场边界是EF，在，在EF右侧无磁场，左侧是匀右侧无磁场，左侧是匀强磁场区域，如图强磁场区域，如图3甲所示。现有一个闭合的金属线框以甲所示。现有一个闭合的金属

7、线框以恒定速度从恒定速度从EF右侧水平进入匀强磁场区域。线框中的电右侧水平进入匀强磁场区域。线框中的电流随时间变化的流随时间变化的it图象如图乙所示，则可能的线框是下图象如图乙所示，则可能的线框是下列四个选项中的列四个选项中的()图图3强基固本强基固本考点突破考点突破强基固本强基固本考点突破考点突破强基固本强基固本考点突破考点突破题组三自感现象、涡流题组三自感现象、涡流5某某同学为了验证断电自感现同学为了验证断电自感现象，自己找来带铁芯的线圈象，自己找来带铁芯的线圈L、小灯泡、小灯泡A、开关、开关S和电池和电池组组E，用导线将它们连接成，用导线将它们连接成如图如图4所示的电路。检查电路所示的电

8、路。检查电路后，闭合开关后，闭合开关S，小灯泡发光；，小灯泡发光；再断开开关再断开开关S，小灯泡仅有不显著的延时熄灭现象。虽经，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，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闪亮的原因是()图图4强基固本强基固本考点突破考点突破A电源的内阻较大电源的内阻较大 B小灯泡电阻偏大小灯泡电阻偏大C线圈电阻偏大线圈电阻偏大 D线圈的自感系数较大线圈的自感系数较大解析解析由自感规律可知在开关断开的瞬间造成灯泡闪亮

9、以及由自感规律可知在开关断开的瞬间造成灯泡闪亮以及延时的原因是在线圈中产生了与原电流同向的自感电流且大延时的原因是在线圈中产生了与原电流同向的自感电流且大于稳定时通过灯泡的原电流。由题图可知灯泡和线圈构成闭于稳定时通过灯泡的原电流。由题图可知灯泡和线圈构成闭合的自感回路，与电源无关，故合的自感回路，与电源无关，故A错误；造成不闪亮的原因错误；造成不闪亮的原因是自感电流不大于稳定时通过灯泡的原电流，当线圈电阻小是自感电流不大于稳定时通过灯泡的原电流，当线圈电阻小于灯泡电阻时才会出现闪亮现象，故于灯泡电阻时才会出现闪亮现象，故B错误，错误，C正确；自感正确；自感系数越大，阻碍作用越强延迟现象越明显

10、，故系数越大，阻碍作用越强延迟现象越明显，故D错误。错误。答案答案C强基固本强基固本考点突破考点突破6(多选多选)(2014江苏卷，江苏卷，7)如如图图5所示，在线圈上端放置一所示，在线圈上端放置一盛有冷水的金属杯，现接通交流电源，过了几分钟，杯盛有冷水的金属杯，现接通交流电源，过了几分钟，杯内的水沸腾起来。若要缩短上述加热时间，下列措施可内的水沸腾起来。若要缩短上述加热时间，下列措施可行的有行的有()图图5强基固本强基固本考点突破考点突破A增加线圈的匝数增加线圈的匝数 B提高交流电源的频率提高交流电源的频率C将金属杯换为瓷杯将金属杯换为瓷杯 D取走线圈中的铁芯取走线圈中的铁芯强基固本强基固本

11、考点突破考点突破解析解析当电磁铁接通交流电源时，金属杯处在变化的磁场中当电磁铁接通交流电源时，金属杯处在变化的磁场中产生涡电流发热，使水温升高。要缩短加热时间，需增大涡产生涡电流发热，使水温升高。要缩短加热时间，需增大涡电流，即增大感应电动势或减小电阻。增加线圈匝数、提高电流，即增大感应电动势或减小电阻。增加线圈匝数、提高交变电流的频率都是为了增大感应电动势。瓷杯不能产生涡交变电流的频率都是为了增大感应电动势。瓷杯不能产生涡电流，取走铁芯会导致磁性减弱。所以选项电流，取走铁芯会导致磁性减弱。所以选项A、B正确，选正确，选项项C、D错误。错误。答案答案AB强基固本强基固本考点突破考点突破强基固本

12、强基固本考点突破考点突破【例【例1】(多选多选)(2014四川卷，四川卷，6)如如图图6所示，不计电阻的所示，不计电阻的光滑光滑U形金属框水平放置，光滑、竖直玻璃挡板形金属框水平放置，光滑、竖直玻璃挡板H、P固固定在框上，定在框上，H、P的间距很小。质量为的间距很小。质量为0.2 kg的细金属杆的细金属杆CD恰好无挤压地放在两挡板之间，与金属框接触良好并恰好无挤压地放在两挡板之间，与金属框接触良好并围成边长为围成边长为1 m的正方形，其有效电阻为的正方形，其有效电阻为0.1 。此时在。此时在整个空间加方向与水平面成整个空间加方向与水平面成30角且与金属杆垂直的匀角且与金属杆垂直的匀强磁场，磁感

13、应强度随时间变化规律是强磁场，磁感应强度随时间变化规律是B(0.40.2t)T，图示磁场方向为正方向。框、挡板和杆不计形变。则图示磁场方向为正方向。框、挡板和杆不计形变。则()强基固本强基固本考点突破考点突破图图6强基固本强基固本考点突破考点突破At1 s时，金属杆中感应电流方向从时，金属杆中感应电流方向从C到到DBt3 s时，金属杆中感应电流方向从时，金属杆中感应电流方向从D到到CCt1 s时，金属杆对挡板时，金属杆对挡板P的压力大小为的压力大小为0.1 NDt3 s时，金属杆对挡板时，金属杆对挡板H的压力大小为的压力大小为0.2 N强基固本强基固本考点突破考点突破强基固本强基固本考点突破考

14、点突破强基固本强基固本考点突破考点突破应用法拉第电磁感应定律解题的一般步骤应用法拉第电磁感应定律解题的一般步骤(1)分析穿过闭合电路的磁场方向及磁通量的变化情况；分析穿过闭合电路的磁场方向及磁通量的变化情况；(2)利用楞次定律确定感应电流的方向；利用楞次定律确定感应电流的方向；(3)灵活选择法拉第电磁感应定律的不同表达形式列方程求解。灵活选择法拉第电磁感应定律的不同表达形式列方程求解。强基固本强基固本考点突破考点突破【变式训练【变式训练】1如如图图7甲所示，电路的左侧是一个电容为甲所示，电路的左侧是一个电容为C的电容器，电的电容器，电路的右侧是一个环形导体，环形导体所围的面积为路的右侧是一个环

15、形导体，环形导体所围的面积为S。在环形导体中有一垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强在环形导体中有一垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度的大小随时间变化的规律如图乙所示。则在度的大小随时间变化的规律如图乙所示。则在0t0时间时间内电容器内电容器()图图7强基固本强基固本考点突破考点突破强基固本强基固本考点突破考点突破强基固本强基固本考点突破考点突破考点二导体切割磁感线产生感应电动势的计算考点二导体切割磁感线产生感应电动势的计算1公式公式EBlv的使用条件的使用条件(1)匀匀强磁场。强磁场。(2)B、l、v三者相互垂直。三者相互垂直。2EBlv的的“四性四性”(1)正正交性：本公式是在一定条件下得出的

16、，除磁场为匀交性：本公式是在一定条件下得出的，除磁场为匀强磁场外，还需强磁场外，还需B、l、v三者互相垂直。三者互相垂直。(2)瞬时性：若瞬时性：若v为瞬时速度，则为瞬时速度，则E为相应的瞬时感应电动为相应的瞬时感应电动势。势。强基固本强基固本考点突破考点突破(3)有效性：公式中的有效性：公式中的L为导体切割磁感线的有效长度。为导体切割磁感线的有效长度。如图如图8中，棒的有效长度为中，棒的有效长度为ab间的距离。间的距离。图图8(4)相对性：相对性：EBlv中的速度中的速度v是导体相对磁场的速度，若磁是导体相对磁场的速度，若磁场也在运动，应注意速度间的相对关系。场也在运动，应注意速度间的相对关

17、系。强基固本强基固本考点突破考点突破【例【例2】(多选多选)如如图图9所示，在一磁感应强度所示，在一磁感应强度B0.5 T的匀强磁的匀强磁场中，垂直于磁场方向水平放着两根相距为场中，垂直于磁场方向水平放着两根相距为h0.1 m的平行的平行金属导轨金属导轨MN和和PQ，导轨电阻忽略不计，在两根导轨的端点，导轨电阻忽略不计，在两根导轨的端点N、Q之间连接一阻值之间连接一阻值R0.3 的电阻，导轨上跨放着一根长的电阻，导轨上跨放着一根长为为L0.2 m，每米阻值，每米阻值r2.0 的金属棒的金属棒ab，金属棒与导轨，金属棒与导轨正交放置，交点为正交放置，交点为c、d，当金属棒在水平拉力作用于以速度，

18、当金属棒在水平拉力作用于以速度v4.0 m/s向左做匀速运动时，则下列说法正确的是向左做匀速运动时，则下列说法正确的是 ()图图9强基固本强基固本考点突破考点突破A金属棒金属棒a、b两端点间的电势差为两端点间的电势差为0.2 VB水平拉金属棒的力的大小为水平拉金属棒的力的大小为0.02 NC金属棒金属棒a、b两端点间的电势差为两端点间的电势差为0.32 VD回路中的发热功率为回路中的发热功率为0.06 W强基固本强基固本考点突破考点突破强基固本强基固本考点突破考点突破该回路为纯电阻电路，回路中的热功率为该回路为纯电阻电路，回路中的热功率为P热热I2(Rhr)0.08 W，D错误；金属棒错误；金

19、属棒ab两点间的电势差等于两点间的电势差等于Uac、Ucd与与Udb三者之和，由于三者之和，由于UcdEIrcd，所以，所以UabEabIrcdBLvIhr0.32 V，A错误，错误，C正确。正确。答案答案BC强基固本强基固本考点突破考点突破【变式训练【变式训练】2(多选多选)(2014山东卷，山东卷，16)如如图图10，一端接有定值电阻的平行金，一端接有定值电阻的平行金属轨道固定在水平面内，通有恒属轨道固定在水平面内，通有恒定电流的长直绝缘导线垂直并紧定电流的长直绝缘导线垂直并紧靠轨道固定，导体棒与轨道垂直靠轨道固定，导体棒与轨道垂直且接触良好。在向右匀速通过且接触良好。在向右匀速通过M、N

20、两区的过程中，导体两区的过程中，导体棒所受安培力分别用棒所受安培力分别用FM、FN表示。不计轨道电阻。以下表示。不计轨道电阻。以下叙述正确的是叙述正确的是()AFM向右向右 BFN向左向左CFM逐渐增大逐渐增大 DFN逐渐减小逐渐减小图图10强基固本强基固本考点突破考点突破强基固本强基固本考点突破考点突破考点三通电自感和断电自感考点三通电自感和断电自感1自感现象的四大特点自感现象的四大特点(1)自自感电动势总是阻碍导体中原电流的变化。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。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

21、于普通导体。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。使过程反向。强基固本强基固本考点突破考点突破2自感中自感中“闪亮闪亮”与与“不闪亮不闪亮”问题问题与线圈串联的灯泡与线圈串联的灯泡与线圈并联的灯泡与线圈并联的灯泡电路图电路图强基固本强基固本考点突破考点突破通电时通电时电流逐渐增大，灯泡逐电流逐渐增大，灯泡逐渐变亮渐变亮电流突然增大，然后逐渐减小电流突然增大，然后逐渐减小达到稳定达到稳定断电时

22、断电时电流逐渐减小，灯泡逐电流逐渐减小，灯泡逐渐变暗，电流方向不变渐变暗，电流方向不变电路中稳态电流为电路中稳态电流为I1、I2：若若I2I1，灯泡逐渐变暗；，灯泡逐渐变暗；若若I2I1，灯泡闪亮后逐渐变暗。，灯泡闪亮后逐渐变暗。两种情况灯泡中电流方向均改两种情况灯泡中电流方向均改变变强基固本强基固本考点突破考点突破【例【例3】(多选多选)如如图图11甲、乙所示的电路中，电阻甲、乙所示的电路中，电阻R和自感和自感线圈线圈L的电阻值都很小，且小于灯泡的电阻值都很小，且小于灯泡A的电阻，接通的电阻，接通S，使电路达到稳定，灯泡使电路达到稳定，灯泡A发光，则发光，则()图图11强基固本强基固本考点突破考点突破A在电路甲中，断开在电路甲中，断开S后，后，A将逐渐变暗将逐渐变暗B在电路甲中，断开在电路甲中，断开S后，后，A将先变得更亮，然后才逐渐变将先变得更亮，然后才逐渐变暗暗C在电路乙中，断开在电路乙中，断开S后，后，A将逐渐变暗将逐渐变暗D在电路乙中，断开在电路乙中，断开S后，后，A将先变得更亮，然后才逐渐变将先变得更亮，然后才逐渐变暗暗强基固本强基固本考点突破考点突破解析解析题图甲所示电路中，灯题图甲所示电路中，灯A和线圈和线圈L串联，电流相同，断串联，电流相同，断开开S时，线圈上产生自感电动势，阻碍原电流的减小，通过时，