高考物理复习第九章电磁感应第二课时法拉第电磁感应定律自感涡流市赛课公开课一等奖省名师获奖

第2课时法拉第电磁感应定律自感涡流

1/51磁通量改变率2/513.导体切割磁感线情形0Blv3/51二、自感和涡流1.自感现象(1)概念：因为导体本身_______改变而产生电磁感应现象称为自感。因为自感而产生感应电动势叫做______________。(2)表示式：E＝_______。(3)自感系数L①相关原因：与线圈_______、形状、_______以及是否有铁芯相关。②单位：亨利(H)，1mH＝_______H，1μH＝_______H。

电流自感电动势大小匝数10－310－64/512.涡流(1)定义：当线圈中电流发生改变时，在它附近任何导体中都会产生___________，这种电流像水漩涡所以叫涡流。(2)应用①涡流热效应应用，如_____________。②涡流磁效应应用，如_____________。

感应电流真空冶炼炉探雷器5/51三、电磁阻尼和电磁驱动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___________，安培力方向总是________导体相对运动。2.电磁驱动：假如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。3.电磁阻尼和电磁驱动原理表达了__________推广应用。

安培力妨碍感应电流楞次定律6/51【思索判断】1.线圈中磁通量越大，产生感应电动势越大(

)2.线圈中磁通量改变越大，产生感应电动势越大(

)3.线圈匝数n越多，磁通量越大，产生感应电动势越大(

)4.线圈中电流越大，自感系数也越大(

)5.磁场相对于导体棒运动时，导体棒中也可能产生感应电动势(

)6.对于同一线圈，当电流改变越快时，线圈中自感电动势越大(

)7.自感电动势妨碍电流改变，但不能阻止电流改变(

)××××√√√7/51考点一法拉第电磁感应定律(－/d)[关键点突破]1.应使用方法拉第电磁感应定律解题普通步骤(1)分析穿过闭合电路磁场方向及磁通量改变情况。(2)利用楞次定律确定感应电流方向。(3)灵活选择法拉第电磁感应定律不一样表示形式列方程求解。

8/512.磁通量改变通常有两种方式9/513.导体切到磁感线产生感应电动势计算(1)本公式是在一定条件下得出，除磁场为匀强磁场外，还需B、l、v三者相互垂直。(2)若v为瞬时速度，则E为对应瞬时感应电动势。(3)公式中L为导体切割磁感线有效长度。如图中，棒有效长度为ab间距离。

10/51[典例剖析]【例1】

如图所表示，半径为r金属圆盘在垂直于盘面匀强磁场B中，绕O轴以角速度ω沿逆时针方向匀速转动，则经过电阻R电流方向和大小是(金属圆盘电阻不计，R左侧导线与圆盘边缘接触，右侧导线与圆盘中心接触)(

)11/51答案D12/51【例2】

如图甲所表示，一个圆形线圈匝数n＝1000，线圈面积S＝200cm2，线圈电阻r＝1Ω，线圈外接一个阻值R＝4Ω电阻，把线圈放入一方向垂直线圈平面向里匀强磁场中，磁感应强度随时间改变规律如图乙所表示，求：(1)前4s内感应电动势大小，以及经过R电流方向；(2)前5s内感应电动势。

13/51答案(1)1V电流方向自下而上(2)014/51[针对训练]1.如图所表示，一正方形线圈匝数为n，边长为a，线圈平面与匀强磁场垂直，且二分之一处于磁场中。在Δt时间内，磁感应强度方向不变，大小由B均匀地增大到2B。在此过程中，线圈中产生感应电动势为(

)15/51答案B16/512.(多项选择)半径为a、右端开小口导体圆环和长为2a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垂直纸面向里匀强磁场，磁感应强度为B。直杆在圆环上以速度v平行于直径CD向右做匀速直线运动，直杆一直有两点与圆环良好接触，从圆环中心O开始，直杆位置由θ确定，如图所表示。则(

)17/5118/51答案AD19/5120/5121/51考点二互感和自感(－/b)[关键点突破]1.自感现象四大特点(1)自感电动势总是妨碍导体中原电流改变。(2)经过线圈中电流不能发生突变，只能迟缓改变。(3)电流稳定时，自感线圈就相当于普通导体。(4)线圈自感系数越大，自感现象越显著，自感电动势只是延缓了过程进行，但它不能使过程停顿，更不能使过程反向。

22/512.自感中“闪亮”与“不闪亮”问题

与线圈串联灯泡与线圈并联灯泡电路图通电时电流逐步增大，灯泡逐步变亮电流突然增大，然后逐步减小抵达稳定断电时电流逐步减小，灯泡逐步变暗，电流方向不变电路中稳态电流为I1、I2：①若I2≤I1，灯泡逐步变暗；②若I2>I1，灯泡闪亮后逐步变暗。两种情况灯泡中电流方向均改变23/51[典例剖析]【例1】

在如图所表示电路中，线圈自感系数很大，且其直流电阻能够忽略不计。D1和D2是两个完全相同小灯泡，在开关S闭合和断开时(灯丝不会断)，D1和D2亮度改变情况是(

)24/51A.S闭合，D1很亮且亮度不变，D2逐步变亮，最终两灯一样亮；S断开，D2马上灭，D1逐步变亮B.S闭合，D1不亮，D2很亮；S断开，D2马上灭C.S闭合，D1和D2同时亮，而后D1灭，D2亮度不变；S断开，D2马上灭，D1亮一下才灭D.S闭合，D1和D2同时亮，后D1逐步熄灭，D2则逐步变得更亮；S断开，D2马上灭，D1亮一下后才逐步熄灭

25/51解析当S接通时，L自感系数很大，瞬时L所在电路视为断路，相当于D1与D2串联，故D1和D2同时亮且亮度相同。伴随经过L电流逐步增大，L分流作用增大，因L直流电阻不计，D1电流逐步减小为零。因为总电阻变小，总电流变大，D2变得更亮。当S断开时，原电源不再提供电流，D2处于断路而马上灭。L产生自感电动势妨碍电流减小，且与D1组成回路，则D1将亮一下后再逐步熄灭。故选项D正确。答案

D26/51【例2】

如图所表示电路中，电源电动势为E，内阻为r，电感线圈L直流电阻不计，电阻R阻值大于灯泡D阻值。在t＝0时刻闭合开关S，经过一段时间后，在t＝t1时刻断开S。以下表示A、B两点间电压UAB随时间t改变图象中，正确是(

)27/51答案B28/51[针对训练]1.如图所表示是测定自感系数很大线圈L直流电阻电路，L两端并联一只电压表，用来测自感线圈直流电压，在测量完成后，将电路拆开时应先(

)A.断开S1 B.断开S2C.拆除电流表

D.拆除电阻R29/51解析当S1、S2均闭合时，电压表与线圈L并联；当S2闭合而S1断开时，电压表与线圈L串联。所以在干路断开前后自感线圈L中电流方向相同而电压表中电流方向相反。只要不停开S2，线圈L与电压表就会组成回路，在断开干路时，L中产生与原来电流同方向自感电流，使电压表中指针反向转动而可能损坏电压表。选项B正确。答案B30/512.如图所表示是研究自感试验实物电路，L1、L2是两个规格相同小灯泡，L为自感线圈，闭合开关S，调整滑动变阻器R，使两个灯泡亮度相同，然后断开开关S，则(

)31/51A.闭合开关S，L1、L2都逐步变亮B.闭合开关S，L2立刻变亮，L1逐步变亮C.闭合开关S稳定后，L仍有自感电动势D.闭合开关S稳定后，断开S，L没有自感电动势解析L1与线圈相连，闭合开关后线圈发生自感，L1逐步变亮，L2与滑动变阻器相连，闭合开关后，L2立刻变亮，选项A错误，B正确；自感现象在开关闭合和断开时候发生，电路稳定后，线圈没有自感电动势，选项C、D错误。答案B32/51考点三涡流、电磁阻尼和电磁驱动(－/b)[关键点突破]1.涡流33/512.电磁阻尼与电磁驱动比较

电磁阻尼电磁驱动不一样点成因因为导体在磁场中运动而产生感应电流，从而使导体受到安培力因为磁场运动引发磁通量改变而产生感应电流，从而使导体受到安培力效果安培力方向与导体运动方向相反，妨碍导体运动导体受安培力方向与导体运动方向相同，推进导体运动能量转化导体克服安培力做功，其它形式能转化为电能，最终转化为内能因为电磁感应，磁场能转化为电能，经过安培力做功，电能转化为导体机械能，而对外做功相同点二者都是电磁感应现象，都遵照楞次定律，都是安培力妨碍引发感应电流导体与磁场间相对运动。34/51[典例剖析]【例1】

(多项选择)如图所表示是高频焊接原理示意图。线圈中通以高频改变电流时，待焊接金属工件中就产生感应电流，感应电流经过焊缝产生大量热量，将金属熔化，把工件焊接在一起，而工件其它部分发烧极少。以下说法正确是(

)A.电流改变频率越高，焊缝处温度升高得越快B.电流改变频率越低，焊缝处温度升高得越快C.工件上只有焊缝处温度升得很高是因为焊缝处电阻小D.工件上只有焊缝处温度升得很高是因为焊缝处电阻大

35/51答案AD36/51【例2】

(多项选择)磁电式仪表线圈通惯用铝框作骨架，把线圈绕在铝框上，这么做目标是(

)A.预防涡流而设计

B.利用涡流而设计C.起电磁阻尼作用

D.起电磁驱动作用解析线圈通电后，在安培力作用下，发生转动，铝框随之转动，并切割磁感线产生感应电流，就是涡流。涡流妨碍线圈转动，使线圈偏转后尽快停下来，所以，这么做目标是利用涡流来起电磁阻尼作用，B、C选项正确。答案BC37/51[针对训练]1.(多项选择)如图所表示，在线圈上端放置一盛有冷水金属杯，现接通交流电源，过了几分钟，杯内水沸腾起来。若要缩短上述加热时间，以下办法可行有(

)A.增加线圈匝数B.提升交流电源频率C.将金属杯换为瓷杯D.取走线圈中铁芯

38/51解析该装置工作原理是，线圈内改变电流产生改变磁场，从而使金属杯内产生涡流把电能转化为内能，使杯内水升温。交流电源频率一定时，线圈产生磁场磁感应强度最大值Bm越大，杯内磁通量改变就越快，产生涡流就越大，增加线圈匝数会使线圈产生磁场Bm增大，而取走线圈中铁芯会使线圈产生磁场Bm减小，故A正确、D错误；交流电源频率增大，杯内磁通量改变加紧，产生涡流增大，故B正确；瓷为绝缘材料，不能产生涡流，故C错误。答案AB39/512.如图所表示，在光滑绝缘水平面上，有一铝质圆形金属球以一定初速度经过有界匀强磁场，则从球开始进入磁场到完全穿出磁场过程中(磁场宽度大于金属球直径)，小球(

)A.整个过程匀速B.进入磁场过程中球做减速运动，穿出过程做加速运动C.整个过程都做匀减速运动D.穿出时速度一定小于初速度

40/51解析小球在进入和穿出磁场时都有涡流产生，要受到阻力，即电磁阻尼作用，所以穿出时速度一定小于初速度。答案D41/511.如图所表示，蹄形磁铁两极间，放置一个线圈abcd，磁铁和线圈都能够绕OO′转动，磁铁如图示方向转动时，线圈运动情况是(

)A.俯视，线圈顺时针转动，转速与磁铁相同B.俯视，线圈逆时针转动，转速与磁铁相同C.线圈与磁铁转动方向相同，但转速小于磁铁转速D.线圈静止不动

42/51解析本题“原因”是磁铁有相对线圈运动，“效果”便是线圈要妨碍二者相对运动，但线圈阻止不了磁铁运动，线圈只好跟着磁铁同向转动，但转速小于磁铁转速，假如二者转速相同，就没有相对运动，线圈就不会转动，故选项C正确。答案C43/512.(多项选择)如图所表示电路中，L是自感系数足够大线圈，它电阻可忽略不计，D1和D2是两个完全相同小灯泡。则以下说法中正确是(

)A.K闭合瞬间，两灯同时亮，以后D1熄灭，D2变亮B.K闭合瞬间，D1先亮，D2后亮，最终两灯亮度一样C.K断开时，两灯都亮一下再慢慢熄灭D.K断开时，D2马上熄灭，D1亮一下再慢慢熄灭

44/51解析K闭合瞬间，因为经过线圈电流