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1、电磁感应 第 十 章 第28讲讲 法拉第电电磁感应应定律 自感现现象 考纲要求考情分析命题趋势 1.法拉第电磁 感应定律 2自感、涡流 2017全国卷， 20 2017天津卷，3 2017江苏卷，13 2016全国卷， 19 高考对本节内容的考查主要是以选择题或计算 题的形式考查法拉第电磁感应定律及其应用， 要特别注意法拉第电磁感应定律的不同表达形 式及其适用条件 说明：1.导体切割磁感线时，感应电动势的计 算，只限于导体棒垂直于B、v的情况；2.在电 磁感应现象里，不要求判断内电路中各点电势 的高低；3.不要求用自感系数计算自感电动势 板 块块 一 板 块块 二 板 块块 三 栏目导航 板
2、块块 四 1法拉第电电磁感应应定律 (1)感应电动势 概念：在_中产生的电动势； 产生条件：穿过回路的_发生改变，与电路是否闭合_； 方向判断：感应电动势的方向用_或_判断 电磁感应现象 磁通量 无关 楞次定律 右手定则 磁通量的变化率 变化率 Blv 电流 感应电动势 大小 匝数 103 106 (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_电流， 这种电流像水的漩涡，所以叫涡流 (3)电磁阻尼 导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受到安培力，安培力的方向总是 _导体的运动 (4)电磁驱动 如果磁场相对于导体转动，在导体中会产生_使导体受到安培力而 使导体运动起来 感应
3、 阻碍 感应电流 B 3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之比分别为( ) Ac a 21 Ba c 2 1 Ca c 12 Dc a 12 C 一 对对法拉第电电磁感应应定律的理解 例1如图，两条相距l的光滑平行金属导轨位于同一水平面(纸面)内，其左端 接一阻值为R的电阻，一与导轨垂直的金属棒置于两导轨上，在电阻、导轨和金属 棒中间有一面积为S的区域，区域中存在垂直于纸面向里的均匀磁场
4、，磁感应强度 大小B1随时间t的变化关系为B1kt，式中k为常量；在金属棒右侧还有一匀强磁场 区域，区域左边界MN(虚线)与导轨垂直，磁场的磁感应强度大小为B0，方向也垂直 于纸面向里某时刻，金属棒在一外加水平恒力的作用下从静止开始向右运动，在 t0时刻恰好以速度v0越过MN，此后向右做匀速运动金属棒与导轨始终相互垂直并 接触良好，它们的电阻均忽略不计求： (1)在t0到tt0时间间隔内，流过电阻的电荷量的绝对值； (2)在时刻t(tt0)穿过回路的总磁通量和金属棒所受外加水平恒力的大小 二 导导体切割磁感线产线产 生感应电动势应电动势 (4)有效性：公式中的l为有效切割长度，即导体在与v垂直
5、的方向上的投影长度 下表为常见切割情景中的有效长度. 1自感现象“阻碍”作用的理解 (1)流过线圈的电流增加时，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 三 自感现现象 2自感现象的四个特点 (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 3自感现象中的能量转化 通
6、电自感中，电能转化为磁场能；断电自感中，磁场能转化为电能 分析自感现现象的两点注意 (1)通过过自感线线圈中的电电流不能发发生突变变，即通电过电过 程中，电电流是逐渐变渐变 大， 断电过电过 程中，电电流是逐渐变渐变 小，此时线时线 圈可等效为为“电电源”，该该“电电源”与其他 电电路元件形成回路 (2)断电电自感现现象中灯泡是否“闪闪亮”问题问题 的判断，在于对电对电 流大小的分析， 若断电电后通过过灯泡的电电流比原来强，则则灯泡先闪闪亮后再慢慢熄灭灭 例4如图所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，线圈L的电阻不计，电 阻R的阻值大于灯泡D的阻值在t0时刻闭合开关S，经过一段时间后，在t
7、t1时 刻断开S.在如图所示A、B两点间电压UAB随时间t变化的图象中，正确的是( )B 解析 由于自感现现象，t0时时刻UAB较较大，随着时间时间 的推移UAB减小；断开S， L中的电电流方向不变变，大小减小，经过经过 L、R、D形成回路，故UAB符号(正负负)改变变 ，大小逐渐渐减小至0.故选项选项 B正确 1穿过某线圈的磁通量随时间的变化关系如图所示 ，在线圈内产生感应电动势最大值的时间是( ) A02 s B24 s C46 s D610 s C A 3(2017湖北武汉汉模拟拟)如图所示，A、B、C是3个完全相同的灯泡，L是一个 自感系数较大的线圈(直流电阻可忽略不计)则( ) AS
8、闭合时，A灯立即亮，然后逐渐熄灭 BS闭合时，B灯立即亮，然后逐渐熄灭 C电路接通稳定后，三个灯亮度相同 D电路接通稳定后，S断开时，C灯立即熄灭 解析 因线线圈L的自感系数较较大且直流电电阻可忽略不计计，S闭闭合时时，A灯立即 亮，然后逐渐渐熄灭灭，选项选项 A正确S闭闭合时时，B灯先不太亮，然后变变亮，选项选项 B错错 误误电电路接通稳稳定后，B、C灯亮度相同，A灯不亮，选项选项 C错误错误 电电路接通稳稳定 后，S断开时时，C灯逐渐渐熄灭灭，选项选项 D错误错误 A C 例1(2017贵贵州贵贵阳检测检测 6分)半径为r、电阻为R的n匝圆形线圈在边长为l的 正方形区域abcd外，匀强磁场
9、充满并垂直穿过该正方形区域，如图甲所示当磁场 随时间的变化规律如图乙所示时，穿过圆形线圈磁通量的变化率为_，t0时 刻线圈产生的感应电流为_ 答题题送检检来自阅卷名师报告 1(多选选)如图，一均匀金属圆盘绕通过其圆心且与盘面垂直的轴逆时针转动 现施加一垂直穿过圆盘的有界匀强磁场，圆盘开始减速在圆盘减速过程中，以下 说法正确的是( ) A处于磁场中的圆盘部分，靠近圆心处电势高 B所加磁场越强越易使圆盘停止转动 C若所加磁场反向，圆盘将加速转动 D若所加磁场穿过整个圆盘，圆盘将匀速转动 ABD 解析 把圆盘圆盘 看成沿半径方向紧紧密排列的“辐辐条”，由右手定则则知，圆圆心处处 电势电势 高，选项选
10、项 A正确；所加磁场场越强，感应电应电 流越强，安培力越大，对圆盘转动对圆盘转动 的阻碍越大，选项选项 B正确；如果磁场场反向，由楞次定律可知，仍阻碍圆盘转动圆盘转动 ， 选项选项 C错误错误 ；若将整个圆盘圆盘 置于磁场场中，则圆盘则圆盘 中无感应电应电 流，圆盘圆盘 将匀速转动转动 ，选项选项 D正确 2. 如图所示，上下开口、内壁光滑的铜管P和塑料管Q竖直放置，小磁块先后在 两管中从相同高度处由静止释放，并落至底部，则小磁块( ) A在P和Q中都做自由落体运动 B在两个下落过程中的机械能都守恒 C在P中的下落时间比在Q中的长 D落至底部时在P中的速度比在Q中的大 解析 小磁块块在铜铜管中下落时时，由于电电磁阻尼作用，不做自由落体运动动，而 在塑料管中不受阻力作用而做自由落体运动动，因此在P中下落得慢，用时长时长 ，到达 底端速度小，选项选项 C正确，A、B、D错误错误 C ACD
