山东省冠县武训高级中学高三物理复习：92法拉第电磁感应定律1课件

9.2法拉第电磁感应定律及其应用高三总复习选修3-2z````x``x```k+感生电场感生电场使自由电荷运动洛伦兹力使自由电荷运动产生感应电动势的那部分导体就相当于电源．导体的电阻相当于电源的内阻一二、法拉第电磁感应定律1．内容：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量 的变化率成正比z``x``xk2．公式：【例】关于电路中感应电动势的大小，下列说法正确的是(

)A．穿过电路的磁通量越大，感应电动势就越大B．电路中磁通量的改变量越大，感应电动势就越大C．电路中磁通量改变越快，感应电动势就越大D．若电路在某时刻磁通量为零，则该时刻感应电动势一定为零（1）感应电动势正比于磁通量的变化率，与、无直接关系。√√√【例】如图所示，导线全部为裸导线，半径为r的圆内有垂直于圆平面的匀强磁场，磁感应强度为B，一根长度大于2r的导线MN以速度v在圆环上无摩擦地自左端匀速滑到右端，电路的固定电阻为R，其余电阻不计，求MN从圆环的左端滑到右端的过程中电阻R上的电流的平均值和通过电阻R的电荷量．通过回路截面的电荷量q仅与n、和回路电阻R有关，与时间长短无关。推导如下：通过回路截面的电荷量q仅与n、和回路电阻R有关，与时间长短无关。推导如下：【例】(2009·广东物理卷)如图(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连结成闭合回路．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(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．在0至t1时间内求：(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．【例】(2010·课标全国卷)如图所示，两个端面半径同为R的圆柱形铁芯同轴水平放置，相对的端面之间有一缝隙，铁芯上绕导线并与电源连接，在缝隙中形成一匀强磁场．一铜质细直棒ab水平置于缝隙中，且与圆柱轴线等高、垂直．让铜棒从静止开始自由下落，铜棒下落距离为0.2R时铜棒中电动势大小为E1，下落距离为0.8R时电动势大小为E2.忽略涡流损耗和边缘效应．关于E1、E2的大小和铜棒离开磁场前两端的极性，下列判断正确的是A．E1＞E2，a端为正B．E1＞E2，b端为正C．E1＜E2，a端为正D．E1＜E2，b端为正√【例】(2010·山东卷)如图所示，空间存在两个磁场，磁感应强度大小均为B，方向相反且垂直纸面，MN、PQ为其边界，OO′为其对称轴．一导线折成边长为l的正方形闭合回路abcd，回路在纸面内以恒定速度v0向右运动，当运动到关于OO′对称的位置时(

)A．穿过回路的磁通量为零B．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D．回路中ab边与cd边所受安培力方向相同√√√【例】如图所示，在跟匀强磁场垂直的平面内放置一个折成锐角的裸导线MON，∠MON＝α.在它上面搁置另一根与ON垂直的导线PQ，PQ紧贴MO、ON并以平行于ON的速度v从顶角O开始向右匀速滑动，设裸导线MON和导线PQ单位长度的电阻为R0，磁感应强度为B，求回路中的感应电流．【例】如图所示，等腰三角形内分布有垂直于纸面向外的匀强磁场，它的底边在x轴上且长为2L，高为L.纸面内一边长为L的正方形导线框沿x轴正方向做匀速直线运动穿过匀强磁场区域，在t＝0时刻恰好位于图中所示的位置．以顺时针方向为导线框中电流的正方向，下面四幅图中能够正确表示电流—位移(I－x)关系的是()√√【例】如图所示，一导体圆环位于纸面内，O为圆心．环内两个圆心角为90°的扇形区域内分别有匀强磁场，两磁场磁感应强度的大小相等，方向相反且均与纸面垂直．导体杆OM可绕O转动，M端通过滑动触点与圆环良好接触．在圆心和圆环间连有电阻R.杆OM以匀角速度ω逆时针转动，t＝0时恰好在图示位置．规定从a到b流经电阻R的电流方向为正，圆环和导体杆的电阻忽略不计，则杆从t＝0开始转动一周的过程中，电流随ωt变化的图象是图中的(

)1．定义：2．效果：3．自感电动势三．自感现象自感电流总是阻碍线圈中原电流的变化当自感电流是由原电流的增强引起时(如通电)，自感电流的方向与原电流方向相反；当自感电流是由原电流的减少引起时(如断电)，自感电流的方向与原电流方向相同．由于线圈本身的电流发生变化而在它本身激发出感应电动势的现象．L为自感系数（单位：亨利H）

，由线圈本身的特性决定线圈越粗、越长、匝数越密，它的自感系数就越大，此外线圈中加入铁芯，自感系数也会增大；自感电动势的大小取决于自感系数和线圈本身电流变化的快慢

．通电自感断电自感电路图器材要求A1、A2同规格，R＝RL，L较大L很大(有铁芯)现象原因能量转化在S闭合瞬间，A2灯立即亮起来，A1灯逐渐变亮，最终一样亮在开关S断开时，灯A渐渐熄灭由于开关闭合时，流过电感线圈的电流迅速增大，使线圈产生自感电动势，阻碍了电流的增大，使流过A1灯的电流比流过A2灯的电流增加得慢S断开时，线圈L产生自感电动势，阻碍了电流的减小，使电流继续存在一段时间；灯A中不会立即熄灭若RL<RA，原来的IL>IA，则A灯熄灭前要闪亮一下．若RL≥RA，原来的电流IL≤IA，则灯A逐渐熄灭，不再闪亮一下（A中电流反向）电能转化为磁场能磁场能转化为电能【例】如图所示，E为电池，L是电阻可忽略不计、自感系数足够大的线圈，D1、D2是两个规格相同的灯泡，S是控制电路的开关．对于这个电路，下列说法正确的是(

)A.刚闭合S的瞬间，通过D1、D2的电流大小相等B.刚闭合S的瞬间，通过D1、D2的电流大小不相等C.闭合S待电路达到稳定，D1熄灭，D2比原来更亮D.闭合S待电路达到稳定，再将S断开瞬间，D2立即熄灭，D1闪亮一下再熄灭理想线圈(无直流电阻的线圈)的三个状态:通电瞬间状态:通电稳定状态:断电瞬间状态:应把线圈看成断开；可把理想线圈看成导线或被短路；可视为一瞬间电流源(自感电动势源)，它可以使闭合电路产生电流．√√√【例】(2011·徐州模拟)如图所示，A、B、C是相同的白炽灯，L是自感系数很大、电阻很小的自感线圈．现将S闭合，下面说法正确的是(

)A．B、C灯同时亮，A灯后亮B．A、B、C灯同时亮，然后A灯逐渐变暗，最后熄灭C．A灯一直不亮，只有B灯和C灯亮D．A、B、C灯同时亮，并且亮暗没有变化理想线圈(无直流电阻的线圈)的三个状态:通电瞬间状态:通电稳定状态:断电瞬间状态:应把线圈看成断开；可把理想线圈看成导线或被短路；可视为一瞬间电流源(自感电动势源)，它可以使闭合电路产生电流．√【例】(2008·江苏卷)如图所示的电路中，三个相同的灯泡a、b、c和电感L1、L2与直流电源连接，电感的电阻忽略不计．开关S从闭合状态突然断开时，下列判断正确的有A．a先变亮，然后逐渐变暗B．b先变亮，然后逐渐变暗C．c先变亮，然后逐渐变暗D．b、c都逐渐变暗√√理想线圈(无直流电阻的线圈)的三个状态:通电瞬间状态:通电稳定状态:断电瞬间状态:应把线圈看成断开；可把理想线圈看成导线或被短路；可视为一瞬间电流源(自感电动势源)，它可以使闭合电路产生电流．五、互感

两个互相靠近的线圈，当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的磁场会在另一个线圈中产生感应电动势的现象．变压器就是利用互感现象制成的

互感现象可以把能量由一个线圈传递到另一个线圈

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水的旋涡状的感应电流．六．涡流～1.金属块中的涡流也要产生热量,如果金属的电阻率小，则涡流很强，产生的热量也很多。2.增大铁芯材料的电阻率,常用的材料是硅钢，用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯。3.应用(1)真空冶炼炉，高频焊接电源焊接处待焊接元件线圈导线(2)电磁灶(3)金属探测器安检门微安表的表头在运输时应该把两个接线柱连在一起5．电磁驱动

如果磁场相对于导体转动，在导体中会产生感应电流，感应电流使导体受到安培力的作用，安培力使导体运动起来，这种作用称为电磁驱动．交流电动机就是利用电磁驱动的原理制成的．七.日光灯1.日光灯管的构造和工作原理①镇流器：点燃时起产生瞬时高压的作用；在日光灯正常发光时起降压限流的作用.②日光灯管：它要使管内汞蒸气导电才能发光，而激发气体导电所需的电压比220V的电源电压大得多.当它被点燃后正常发光时电阻变得很小只允许通过不大的电流，电流过强就会烧毁灯管，这时又要使加在它上的电压小于电源电压.③启动器：是一个充有氖气的小玻璃泡.里面装上两个电极，一个固定不动的静触片和一个用双金属片制成的U形触片.其