第十章第2单元法拉第电磁感应定律自感和涡流

1、返回返回 思维启动思维启动如图如图1021所示，当导体棒在垂直于所示，当导体棒在垂直于磁场的平面内，绕其一端为轴，磁场的平面内，绕其一端为轴， 以角以角速度速度匀速转动时，产生的感应电动势匀速转动时，产生的感应电动势 图图1021为为E_。返回返回返回返回4磁通量、磁通量的变化量、磁通量的变化率的区别磁通量、磁通量的变化量、磁通量的变化率的区别返回返回返回返回返回返回返回返回 应用升级应用升级1一矩形线框置于匀强磁场中，线框平面与磁场方向垂一矩形线框置于匀强磁场中，线框平面与磁场方向垂直，先保持线框的面积不变，将磁感应强度在直，先保持线框的面积不变，将磁感应强度在1 s时间时间内均匀地增大到原

2、来的两倍，接着保持增大后的磁感内均匀地增大到原来的两倍，接着保持增大后的磁感应强度不变，在应强度不变，在1 s时间内，再将线框的面积均匀地减时间内，再将线框的面积均匀地减小到原来的一半，先后两个过程中，线框中感应电动小到原来的一半，先后两个过程中，线框中感应电动势的比值为势的比值为 ()A1/2B1C2 D4返回答案：答案：B返回思维启动思维启动在如图在如图1022所示的电路中，两个所示的电路中，两个相同的小灯泡相同的小灯泡L1和和L2分别串联一个分别串联一个带铁芯的电感线圈带铁芯的电感线圈L和一个滑动变阻和一个滑动变阻器器R。闭合开关。闭合开关S后，调整后，调整R，使，使L1和和L2发光的亮

3、度一样，此时流过两个灯发光的亮度一样，此时流过两个灯 图图1022泡的电流为泡的电流为I。然后，断开。然后，断开S。若。若t时刻再闭合时刻再闭合S，则在，则在t前后的一小段时间内，前后的一小段时间内， 试画出能正确反映流过试画出能正确反映流过L1的电的电流流i1、流过、流过L2的电流的电流i2随时间随时间t变化的图像。变化的图像。返回提示：提示：闭合开关闭合开关S后，调整后，调整R，使两个灯泡，使两个灯泡L1、L2发光的亮发光的亮度一样，电流为度一样，电流为I，说明，说明RLR。若。若t时刻再闭合时刻再闭合S，流过电，流过电感线圈感线圈L和灯泡和灯泡L1的电流增大，使电感线圈的电流增大，使电感

4、线圈L产生自感电动产生自感电动势，阻碍了流过势，阻碍了流过L1的电流的电流i1增大，增大，直至到达电流直至到达电流I，流过灯泡，流过灯泡L2的电流的电流i2立即达到电流立即达到电流I。所以。所以电流图像如图所示：电流图像如图所示：返回返回返回返回返回4通电自感和断电自感的比较通电自感和断电自感的比较 两种自感两种自感比较项目比较项目通电自感通电自感断电自感断电自感电路图电路图返回 两种自感两种自感比较项目比较项目通电自感通电自感断电自感断电自感器材要求器材要求A1、A2同规格，同规格，RRL，L较大较大L很大很大(有铁芯有铁芯)现象现象在在S闭合瞬间，灯闭合瞬间，灯A2立即亮起来，立即亮起来，

5、灯灯A1逐渐变亮，逐渐变亮，最终一样亮最终一样亮在开关在开关S断开时，灯断开时，灯A渐渐熄灭或闪亮一下渐渐熄灭或闪亮一下再熄灭再熄灭返回 两种自感两种自感比较项目比较项目通电自感通电自感断电自感断电自感原因原因由于开关闭合时，流由于开关闭合时，流过电感线圈的电流迅过电感线圈的电流迅速增大，线圈产生自速增大，线圈产生自感电动势，阻碍了电感电动势，阻碍了电流的增大，使流过灯流的增大，使流过灯A1的电流比流过灯的电流比流过灯A2的电流增加得慢的电流增加得慢S断开时，线圈断开时，线圈L产生自感电动产生自感电动势，阻碍了电流的减小，使电势，阻碍了电流的减小，使电流继续存在一段时间；灯流继续存在一段时间；

6、灯A中电中电流反向不会立即熄灭。若流反向不会立即熄灭。若RLIA，则，则A灯熄灯熄灭前要闪亮一下。若灭前要闪亮一下。若RLRA，原来的电流原来的电流ILIA，则灯，则灯A逐渐逐渐熄灭不再闪亮一下熄灭不再闪亮一下能量转化情况能量转化情况电能转化为磁场能电能转化为磁场能磁场能转化为电能磁场能转化为电能返回 应用升级应用升级2.在图在图1023所示的电路中，两个灵所示的电路中，两个灵 敏电流表敏电流表G1和和G2的零点都在刻度盘的零点都在刻度盘 中央，当电流从中央，当电流从“”接线柱流入时，接线柱流入时， 指针向右摆；电流从指针向右摆；电流从“”接线柱流入接线柱流入 时，指针向左摆。在电路接通后再断

7、时，指针向左摆。在电路接通后再断 图图1023 开的瞬间，下列说法中符合实际情况的是开的瞬间，下列说法中符合实际情况的是 ()返回AG1表指针向左摆，表指针向左摆，G2表指针向右摆表指针向右摆BG1表指针向右摆，表指针向右摆，G2表指针向左摆表指针向左摆CG1、G2表的指针都向左摆表的指针都向左摆DG1、G2表的指针都向右摆表的指针都向右摆返回解析：解析：电路接通后线圈中电流方向向右，当电路断开时，电路接通后线圈中电流方向向右，当电路断开时，线圈中电流减小，产生与原方向相同的自感电动势，与线圈中电流减小，产生与原方向相同的自感电动势，与G2和电阻组成闭合回路，所以和电阻组成闭合回路，所以G1中

8、电流方向向右，中电流方向向右，G2中中电流方向向左，即电流方向向左，即G1指针向右摆，指针向右摆，G2指针向指针向左摆。左摆。B项正确。项正确。答案：答案：B返回返回返回返回图图1024(1)通过电阻通过电阻R1上的电流大小和方向；上的电流大小和方向；(2)通过电阻通过电阻R1上的电荷量上的电荷量q及电阻及电阻R1上产生的热量。上产生的热量。返回思路点拨思路点拨返回返回返回拓展训练拓展训练1.半径为半径为a的圆形区域内有均匀磁场，磁的圆形区域内有均匀磁场，磁 感应强度为感应强度为B0.2 T，磁场方向垂直纸，磁场方向垂直纸 面向里，半径为面向里，半径为b的金属圆环与磁场同的金属圆环与磁场同 心

9、地放置，磁场与环面垂直，其中心地放置，磁场与环面垂直，其中a 0.4 m，b0.6 m, 金属环上分别接有灯金属环上分别接有灯 图图1025 L1、L2，两灯的电阻均为，两灯的电阻均为R02 ，一金属棒，一金属棒MN与金属与金属 环接触良好，棒与环的电阻均忽略不计。环接触良好，棒与环的电阻均忽略不计。返回，返回答案：答案：(1)0.8 V0.4 A(2)1.28102W返回知识检索知识检索 公式公式EBlv的有效性和相对性的有效性和相对性(1)有效性：公式中的有效性：公式中的l为有效切割长度，即导体与为有效切割长度，即导体与v垂直的垂直的 方向上的投影长度。图方向上的投影长度。图1026中有效

10、长度分别为：中有效长度分别为：图图1026返回返回典题例析典题例析例例2在范围足够大，方向竖直向下在范围足够大，方向竖直向下的匀强磁场中，的匀强磁场中，B0.2 T，有一水平，有一水平放置的光滑框架，宽度为放置的光滑框架，宽度为L0.4 m，如图如图1027所示，框架上放置一质量所示，框架上放置一质量 图图1027为为0.05 kg、电阻为、电阻为1 的金属杆的金属杆cd，框架电阻不计。若杆，框架电阻不计。若杆cd以恒定加速度以恒定加速度a2 m/s2，由静止开始做匀变速运动，求：，由静止开始做匀变速运动，求：返回返回返回 答案答案(1)0.4 V(2)0.8 A(3)0.164 N返回拓展训

11、练拓展训练2.金属杆金属杆MN和和PQ间距为间距为l，MP间间 接有电阻接有电阻R，磁场如图，磁场如图1028所所 示，磁感应强度为示，磁感应强度为B。金属棒。金属棒AB 长为长为2l，由图示位置以，由图示位置以A为轴，以为轴，以 图图1028 角速度角速度匀速转过匀速转过90(顺时针顺时针)。求该过程中。求该过程中(其他电其他电 阻不计阻不计)： (1)R上的最大电功率。上的最大电功率。 (2)通过通过R的电量。的电量。返回返回返回知识检索知识检索(1)线圈总是阻碍电流变化。电流增大时，它阻碍电流线圈总是阻碍电流变化。电流增大时，它阻碍电流的增大，相当于电阻；电流减小时，它阻碍电流的的增大，

12、相当于电阻；电流减小时，它阻碍电流的减小，相当于电源。减小，相当于电源。(2)断电时，与线圈组成的闭合电路中，电流的大小和断电时，与线圈组成的闭合电路中，电流的大小和方向与线圈中原来电流相同。方向与线圈中原来电流相同。返回典题例析典题例析例例3(双选双选)如图如图1029所示的电路中，三个相同的所示的电路中，三个相同的灯泡灯泡a、b、c和电感线圈和电感线圈L1、L2与直流电源连接，电感与直流电源连接，电感线圈的电阻忽略不计。开关线圈的电阻忽略不计。开关S从闭合状态突然断开时，从闭合状态突然断开时，下列判断正确的有下列判断正确的有()图图1029返回Aa先变亮，然后逐渐变暗先变亮，然后逐渐变暗B

13、b先变亮，然后逐渐变暗先变亮，然后逐渐变暗Cc先变亮，然后逐渐变暗先变亮，然后逐渐变暗Db、c都逐渐变暗都逐渐变暗思路点拨思路点拨分析此类问题应先明确原电流的方向，分析此类问题应先明确原电流的方向，然后判断自感电流的方向及大小变化。在断开开关然后判断自感电流的方向及大小变化。在断开开关时还要看线圈和用电器能不能形成回路。时还要看线圈和用电器能不能形成回路。返回解析解析a、b、c三个灯泡相同，设三个灯泡相同，设S闭合时通过三个灯泡闭合时通过三个灯泡的电流均是的电流均是I，则，则L1中的电流为中的电流为2I，L2中的电流为中的电流为I。在。在S断开瞬间，断开瞬间，L1中的电流由中的电流由2I逐渐减

14、小，逐渐减小，L2的电流由的电流由I逐渐逐渐减小，减小，L1、L2中的产生的感应电流方向相同，故中的产生的感应电流方向相同，故b、c两两灯的电流逐渐减小，即灯的电流逐渐减小，即b、c两灯逐渐变暗，两灯逐渐变暗，B、C错误，错误，D项正确；项正确；两个支路的电流汇集后为两个支路的电流汇集后为2I通过通过a灯，灯，a灯电流由灯电流由2I反向减反向减弱，故弱，故a灯中的先变亮再逐渐变暗，即灯中的先变亮再逐渐变暗，即A正确。正确。答案答案AD返回返回1(2011广东高考广东高考)将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的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，关于线圈中产生磁场中，线圈平

15、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返回答案：答案：C返回返回返回答案：答案：D返回3(2012江门模拟江门模拟)如图如图10210所示，所示， 电路中电路中A、B是完全相同的灯泡，是完全相同的灯泡，L是是 一带

16、铁芯的线圈。开关一带铁芯的线圈。开关S原来闭合，原来闭合， 则开关则开关S断开的瞬间断开的瞬间 () 图图10210 AL中的电流方向改变，灯泡中的电流方向改变，灯泡B立即熄灭立即熄灭 BL中的电流方向不变，灯泡中的电流方向不变，灯泡B要过一会儿才熄灭要过一会儿才熄灭 CL中的电流方向改变，灯泡中的电流方向改变，灯泡A比比B熄灭慢熄灭慢 DL中的电流方向不变，灯泡中的电流方向不变，灯泡A比比B熄灭慢熄灭慢返回解析：解析：当开关当开关S断开时，断开时，L与灯泡与灯泡A组成回路，由于自感，组成回路，由于自感，L中的电流由原来数值逐渐减小，电流方向不变，中的电流由原来数值逐渐减小，电流方向不变，A灯

17、熄灯熄灭要慢；灭要慢；B灯电流瞬间消失，立即熄灭，正确的选项为灯电流瞬间消失，立即熄灭，正确的选项为D。答案：答案：D返回4 (2010山东高考改编山东高考改编)如图如图10211所示所示 空间存在两个磁场，磁感应强度大小均空间存在两个磁场，磁感应强度大小均 为为B，方向相反且垂直纸面，方向相反且垂直纸面，MN、PQ 为其边界，为其边界，OO为其对称轴一导线折为其对称轴一导线折 成边长为成边长为l的正方形闭合回路的正方形闭合回路abcd，回路，回路 图图10211 在纸面内以恒定速度在纸面内以恒定速度v0向右运动，当运动到关于向右运动，当运动到关于OO对称对称 的位置时下列分析错误的是的位置时下列分析错误的是 ()返回A穿过回路的磁通量为零穿过回路的磁通量为零B回路中感应电动势大小为回路中感应电动势大小为2Blv0C回路中感应电流的方向为顺时针方向回路中感应电流的方向为顺时针方向D回路中回路中ab边与边与cd边所受安培力方向相同边所受安培力方向相同返回解析：解析：当回路运动到关于当回路运动到关于OO对称的位置时，穿过回路对称的位置时，穿过回路的两个相反方向的磁场面积相等，且磁感应强度大小均的两个相反方向的磁场面积相等，且磁感