高考物理一轮总复习专题10电磁感应第2讲法拉第电磁感应定律自感涡流课件.ppt

1、第2讲法拉第电磁感应定律、自感、涡流,一、法拉第电磁感应定律 1感应电动势 (1)感应电动势：在_中产生的电动势产生感应电动势的那部分导体就相当于_，导体的电阻相当于_ (2)感应电流与感应电动势的关系：遵循_定律，即I_.,考点O讲堂梳理自查,电磁感应现象,电源,电源内阻,闭合电路欧姆,2法拉第电磁感应定律 (1)内容：闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的_成正比 (2)公式：E_，n为线圈匝数,变化率,Blv,二、自感与涡流 1自感现象 (1)概念：由于导体本身的_变化而产生的电磁感应现象称为自感，由于自感而产生的感应电动势叫作_ (2)表达式：E_. (3)自感系数L的影

2、响因素：与线圈的_、形状、_以及是否有铁芯有关,电流,自感电动势,大小,匝数,2涡流：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_状的感应电流 (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_导体的运动 (2)电磁驱动：如果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交流感应电动机就是利用_的原理工作的,水的旋涡,安培力,阻碍,感应电流,电磁驱动,1对法拉第电磁感应定律的考查下列几种说法正确的是() A线圈中磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势一定越大 B线圈中磁通量越大，产生的感应电动势一定越大 C线圈放在磁场

3、越强的位置，产生的感应电动势一定越大 D线圈中磁通量变化越快，线圈中产生的感应电动势越大 【答案】D,【解析】根据法拉第电磁感应定律可知，感应电动势与磁通量无关，与磁通量的变化量无关，与匝数和磁通量的变化率成正比，因此选项A、B都是错误的；磁场的强弱与感应电动势无关，所以选项C错误；线圈中磁通量变化越快意味着线圈的磁通量的变化率大，依据法拉第电磁感应定律可知，感应电动势与磁通量的变化率成正比，在此条件下线圈中产生的感应电动势越大，故选项D是正确的,2对导体切割磁感线的考查如图所示，在磁感应强度为B，方向垂直纸面向里的匀强磁场中，金属杆MN在平行金属导轨上以速度v向右匀速滑动，MN中产生的感应电

4、动势为E1；若磁感应强度增为2B，其他条件不变，MN中产生的感应电动势变为E2.则通过电阻R的电流方向及E1与E2之比E1E2分别为() Aca,21Bac,21 Cac,12Dca,12 【答案】C,3对涡流的考查(多选)如图所示，A，B为大小、形状均相同且内壁光滑，但用不同材料制成的圆管，竖直固定在相同高度两个相同的磁性小球，同时从A，B管上端的管口无初速度释放，穿过A管的小球比穿过B管的小球先落到地面下面对于两管描述可能正确的是() AA管是用塑料制成的，B管是用铜制成的 BA管是用铝制成的，B管是用胶木制成的 CA管是用胶木制成的，B管是用塑料制成的 DA管是用胶木制成的，B管是用铝制

5、成的 【答案】AD,【解析】磁性小球穿过金属圆管过程中，将圆管看作由许多金属圆环组成，小球的磁场使每个圆环中产生感应电流，根据楞次定律得，该电流阻碍磁性小球的下落，小球向下运动的加速度小于重力加速度；小球在塑料、胶木等非金属材料圆管中不会产生感应电流，小球仍然做自由落体运动，穿过塑料、胶木圆管的时间比穿过金属圆管的时间少,考点1法拉第电磁感应定律的理解与应用,例1如图甲所示，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乙所示图线与横、纵轴的截距分

6、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上的电荷量q及电阻R1上产生的热量,思路剖析：(1)要判断感应电流的方向和感应电动势的大小应用什么规律？(2)要求解通过R1的电荷量及R1上产生的热量应用哪些公式？,练1(2017届江苏名校模拟)如图甲所示，一个圆形线圈的匝数n100，线圈面积S200 cm2，线圈的电阻r1 ，线圈外接一个阻值R4 的电阻，把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中，磁感应强度随时间变化规律如图乙所示下列说法中正确的是(),A电阻R两端的电压保持不变 B初始时刻穿过线圈的磁通量为0.4 Wb C线圈电

7、阻r消耗的功率为4104 W D前4 s内通过R的电荷量为4104 C 【答案】AC,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； 2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,1EBlv的特性 (1)正交性：要求磁场为匀强磁场，而且B，l，v三者互相垂直 (2)有效性：l为导体切割磁感线的有效长度如图甲中，导体棒的有效长度为ab间距离 (3)相对性：v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,考点2导体切割磁感线产生感应电动势的计算,思路剖析：(1)金属棒切割磁感线的有效长度是哪一部分？

8、如何求电路中感应电动势？ (2) 组成闭合回路的总电阻如何变化？如何求出？ 【答案】B,公式E lvB中l的意义应理解为导体的有效切割长度所谓导体的有效切割长度，指的是切割导体两端点的连线在同时垂直于v和B的方向上的投影的长度对于公式E lvB中的v，首先应理解为导体与磁场间的相对速度，所以即使导体不动而磁场运动，也能使导体切割磁感线而产生感应电动势；其次，还应注意到v应该是垂直切割速度；另外，还应注意到在“旋转切割”这类问题中，导体棒上各部分的切割速度不同，此时的v则应理解为导体棒上各部分切割速度的平均值，在数值上一般等于旋转导体棒中点的切割速度,1自感现象“阻碍”作用的理解 (1)流过线圈

9、的电流增加时，线圈中产生的自感电动势与电流方向相反，阻碍电流的增加，使其缓慢地增加 (2)流过线圈的电流减小时，线圈中产生的自感电动势与电流方向相同，阻碍电流的减小，使其缓慢地减小,考点3通电自感和断电自感,2自感现象的四大特点 (1)自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 (3)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,例3(多选)如图所示的电路中，L为一个自感系数很大、直流电阻不计的线圈，D1，D2是两个完全相同的电灯，E是内阻不计的电

10、源t0时刻，闭合开关S，经过一段时间后，电路达到稳定，t1时刻断开开关S.I1，I2分别表示通过电灯D1和D2中的电流，规定图中箭头所示方向为电流正方向，以下各图中能定性描述电流I随时间t变化关系的是(),思路剖析：开关S闭合时，线圈L对电流I1，I2有什么影响？断开开关S后，线圈L对电流I1，I2有什么影响？ 【答案】AC 【解析】当S闭合时，L的自感作用会阻碍其中的电流变大，电流从D1流过；当L的阻碍作用变小时，L中的电流变大，D1中的电流变小至零；D2中的电流为电路总电流，电流流过D1时，电路总电阻较大，电流较小，当D1中电流为零时，电流流过L与D2，总电阻变小，电流变大至稳定；当S再断

11、开时，D2马上熄灭，D1与L组成回路，由于L的自感作用，D1慢慢熄灭，电流反向且减小；综上所述知选项A、C正确,练3某同学为了验证断电自感现象，自己找来带铁芯的线圈L，小灯泡A，开关S和电池组E，用导线将它们连接成如图所示的电路检查电路后，闭合开关S，小灯泡发光；再断开开关S，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，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() A电源的内阻较大 B小灯泡电阻偏大 C线圈电阻偏大 D线圈的自感系数较大 【答案】C,【解析】闭合开关S，电路稳定后小灯泡正常发光时，如果电感线圈L的电阻比小灯泡A的电阻大，

12、则电感线圈L中的电流IL比小灯泡A中的电流IA小，当开关S断开时，则由于自感现象，电感线圈L和小灯泡A构成回路使电感线圈L和小灯泡A中的电流从IL开始减小，看不到小灯泡闪亮的现象，故C项可能其他项都会产生闪亮的现象,分析自感现象的两点注意 1通过自感线圈中的电流不能发生突变，即通电过程，线圈中电流是逐渐变大；断电过程，线圈中电流是逐渐变小，方向不变此时线圈可等效为“电源”，该“电源”与其他电路元件形成回路 2断电自感现象中灯泡是否“闪亮”问题的判断，在于对电流大小的分析，若断电后通过灯泡的电流比原来强，则灯泡先闪亮后再慢慢熄灭,热点题组一法拉第电磁感应定律 1(多选)(2017年武汉调研)如图

13、甲所示，面积S1 m2的导体圆环内通有垂直于圆平面向里的磁场，磁场的磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示(B取向里为正)，以下说法正确的是() A环中产生逆时针方向的感应电流 B环中产生顺时针方向的感应电流 C环中产生的感应电动势大小为1 V D环中产生的感应电动势大小为2 V 【答案】AC,模拟精选 组合专练,热点题组二导体切割磁感线产生感应电动势 3(2017年太原模拟)如图所示，在抗战胜利70周年阅兵盛典上，我国预警机“空警 500”在天安门上空时机翼保持水平，以4.5102 km/h的速度自东向西飞行该机的翼展(两翼尖之间的距离)为50 m，北京地区地磁场的竖直分量向下，大小为4.7105 T，则() A两翼尖之间的电势差为2.9 V B两翼尖之间的电势差为1.1 V C飞行员左方翼尖的电势比右方翼尖的电势高 D飞行员左方翼尖的电势比右方翼尖的电势低,【答案】C 【解析】飞机的飞行速度4.5102 km/h125 m/s，飞机两翼间的电势差为EBLv4.710550125 V0.29