《物理浙江高考选考一轮复习课件：选修3-2 第九章 第2讲 法拉第电磁感应定律 自感 涡流 .pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《物理浙江高考选考一轮复习课件：选修3-2 第九章 第2讲 法拉第电磁感应定律 自感 涡流 .pptx（47页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、考点突破双基过关 第2讲 法拉第电磁感应定律 自感 涡流 考点突破双基过关 知识识排查查 法拉第电磁感应定律 1 内容 感应电动势应电动势 的大小跟穿过这过这 一电电路的 成正比 磁通量的变变化率 考点突破双基过关 3 导体切割磁感线的情形 1 导导体棒的运动动速度v和磁感应应强度B的方向平行时时 E 2 导导体棒的运动动速度v和磁感应应强度B的方向垂直时时 E 0 Blv 考点突破双基过关 1 自感现象 1 概念 由于导导体本身的 变变化而产产生的电电磁感应现应现 象称为为自感 由于自感 而产产生的感应电动势应电动势 叫做 2 表达式 E 3 自感系数L 相关因素 与线线圈的 形状 以及是否
2、有铁铁芯有关 单单位 亨利 H 1 mH H 1 H H 自感和涡流 10 310 6 电电流 自感电动势电动势 大小匝数 考点突破双基过关 2 涡流 1 定义义 当线线圈中的电电流发发生变变化时时 在它附近的任何导导体中都会产产生 这这种电电流像水的漩涡涡所以叫涡涡流 2 应应用 涡涡流热热效应应的应应用 如 涡涡流磁效应应的应应用 如 感应电应电 流 真空冶炼炼炉 探雷器 考点突破双基过关 1 电磁阻尼 当导导体在磁场场中运动时动时 感应电应电 流会使导导体受到 安培力的方 向总总是 导导体的相对对运动动 2 电磁驱动 如果磁场场相对对于导导体转动转动 在导导体中会产产生 使导导体受到安
3、培力的作用 安培力使导导体运动动起来 3 电电磁阻尼和电电磁驱动驱动 的原理体现现了 的推广应应用 电磁阻尼和电磁驱动 安培力 阻碍 感应电应电 流 楞次定律 考点突破双基过关 小题题速练练 1 思考判断 1 线线圈中磁通量越大 产产生的感应电动势应电动势 越大 2 线线圈中磁通量变变化越大 产产生的感应电动势应电动势 越大 3 线线圈匝数n越多 磁通量越大 产产生的感应电动势应电动势 越大 4 线线圈中的电电流越大 自感系数也越大 5 磁场场相对对于导导体棒运动时动时 导导体棒中也可能产产生感应电动势应电动势 6 对对于同一线线圈 当电电流变变化越快时时 线线圈中的自感电动势电动势 越大 答
4、案 1 2 3 4 5 6 考点突破双基过关 2 人教版选修3 2 P17 T1改编 将闭闭合多匝线线圈置于仅仅随时间变时间变 化的磁场场中 关于线线 圈中产产生的感应电动势应电动势 和感应电应电 流 下列表述正确的是 A 感应电动势应电动势 的大小与线线圈的匝数无关 B 穿过线过线 圈的磁通量越大 感应电动势应电动势 越大 C 穿过线过线 圈的磁通量变变化越快 感应电动势应电动势 越大 D 感应电应电 流产产生的磁场场方向与原磁场场方向始终终相同 答案 C 考点突破双基过关 3 多选选 磁电电式仪仪表的线线圈通常用铝铝框作骨架 把线线圈绕绕在铝铝框上 这样这样 做的目的是 A 防止涡涡流而设
5、计设计 的 B 利用涡涡流而设计设计 的 C 起电电磁阻尼的作用 D 起电电磁驱动驱动 的作用 解析 线线圈通电电后 在安培力作用下 发发生转动转动 铝铝框随之转动转动 并切割磁感线线 产产生感应电应电 流 就是涡涡流 涡涡流阻碍线线圈的转动转动 使线线圈偏转转后尽快停下来 所 以 这样这样 做的目的是利用涡涡流来起电电磁阻尼的作用 选项选项 B C正确 答案 BC 考点突破双基过关 法拉第电磁感应定律的理解及应用 1 法拉第电磁感应定律的理解 考点突破双基过关 2 应用法拉第电磁感应定律的三种情况 考点突破双基过关 典例 轻质细线轻质细线 吊着一质质量为为m 0 42 kg 边长为边长为 L
6、 1 m 匝数n 10的正 方形线线圈 其总电总电 阻为为r 1 在线线圈的中间间位置以下区域分布着磁场场 如图图 1甲所示 磁场场方向垂直纸纸面向里 磁感应应强度大小随时间变时间变 化的关系如图图乙 所示 取g 10 m s2 图图1 1 判断线线圈中产产生的感应电应电 流的方向是顺时针还顺时针还 是逆时针时针 2 求线线圈的电电功率 3 求在t 4 s时轻质细线时轻质细线 的拉力大小 考点突破双基过关 解析 1 由楞次定律知感应电应电 流的方向为为逆时针时针 方向 2 由法拉第电电磁感应应定律得 F安 F线 线 mg 联联立解得F线 线 1 2 N 答案 1 逆时针时针 2 0 25 W
7、3 1 2 N 考点突破双基过关 拓展延伸 1 在 典例 中磁感应应强度为为多少时时 细线细线 的拉力刚刚好为为0 2 在 典例 中求在t 6 s内通过导线过导线 横截面的电电荷量 解析 1 细线细线 的拉力刚刚好为为0时满时满 足 F安 mg F安 nBIL 联联立解得B 0 84 T 2 由q It得q 0 5 6 C 3 C 答案 1 0 84 T 2 3 C 考点突破双基过关 应用电磁感应定律需注意的三个问题 考点突破双基过关 1 2016 北京理综 16 如图图2所示 匀强磁场场中有两个导导体圆环圆环 a b 磁场场方向与圆圆 环环所在平面垂直 磁感应应强度B随时间时间 均匀增大 两
8、圆环圆环 半径之比为为2 1 圆环圆环 中 产产生的感应电动势应电动势 分别为别为 Ea和Eb 不考虑虑两圆环间圆环间 的相互影响 下列说说法正确的 是 图图2 考点突破双基过关 A Ea Eb 4 1 感应电应电 流均沿逆时针时针 方向 B Ea Eb 4 1 感应电应电 流均沿顺时针顺时针 方向 C Ea Eb 2 1 感应电应电 流均沿逆时针时针 方向 D Ea Eb 2 1 感应电应电 流均沿顺时针顺时针 方向 答案 B 考点突破双基过关 2 人教版选修3 2 P21 T4改编 如图图3所示 纸纸面内有一矩形导导 体闭闭合线线框abcd ab边长边长 大于bc边长边长 置于垂直纸纸面向
9、里 边边界为为MN的匀强磁场场外 线线框两次匀速地完全进进入磁场场 两次速度大小相同 方向均垂直于MN 第一次ab边边平行MN 进进入磁场场 线线框上产产生的热热量为为Q1 通过线过线 框导导体横截面的 电电荷量为为q1 第二次bc边边平行MN进进入磁场场 线线框上产产生的 热热量为为Q2 通过线过线 框导导体横截面的电电荷量为为q2 则则 A Q1 Q2 q1 q2 B Q1 Q2 q1 q2 C Q1 Q2 q1 q2 D Q1 Q2 q1 q2 图图3 考点突破双基过关 答案 A 考点突破双基过关 3 如图图4甲所示 一个圆圆形线线圈的匝数n 1 000 线线圈面积积S 200 cm2
10、线线圈的电电阻r 1 线线圈外接一个阻值值R 4 的电电阻 把线线圈放入一方向垂直线线圈平面向里的 匀强磁场场中 磁感应应强度随时间变时间变 化规规律如图图乙所示 求 图图4 1 前4 s内的感应电动势应电动势 的大小 以及通过过R的电电流方向 2 前5 s内的感应电动势应电动势 考点突破双基过关 解析 1 前4 s内磁通量的变变化 2 1 S B2 B1 200 10 4 0 4 0 2 Wb 4 10 3 Wb 由法拉第电电磁感应应定律得 2 前5 s内磁通量的变变化 2 1 S B2 B1 200 10 4 0 2 0 2 Wb 0 答案 1 1 V 电电流方向自下而上 2 0 考点突破
11、双基过关 1 平动切割 1 常用公式 若运动动速度v和磁感线线方向垂直 则则感应电动势应电动势 E Blv 其中B l v三者两两垂直 2 有效长长度 公式中的l为为有效切割长长度 即导导体在与v垂直的方向上的投影长长度 3 相对对性 E Blv中的速度v是相对对于磁场场的速度 若磁场场也运动时动时 应应注意速度 间间的相对对关系 切割磁感线线运动动的那部分导导体相当于电电路中的电电源 常见见的情景有以下两种 导体切割磁感线产生的感应电动势 考点突破双基过关 2 转动切割 考点突破双基过关 图图5 1 AB边边两端的电势电势 差UAB 2 在整个过过程中通过导过导 体截面的电电荷量q 3 拉力
12、F的大小 考点突破双基过关 解析 1 线线框在拉出过过程中 CD边边切割磁感线线 相当于电电源 E BL0v 2 通过导过导 体截面的电电荷量为为 3 由于线线框匀速运动动 所以F F安 考点突破双基过关 1 2018 上海闵行区模拟 如图图6所示 在外力的作用下 导导体杆 OC可绕绕O轴轴沿半径为为r的光滑的半圆圆形框架在匀强磁场场中以角 速度 匀速转动转动 磁感应应强度大小为为B 方向垂直纸纸面向里 A O间间接有电电阻R 杆和框架电电阻不计计 则则所施外力的功率 为为 图图6 考点突破双基过关 答案 C 考点突破双基过关 2 2017 全国卷 20 多选选 两条平行虚线间线间 存在一匀强
13、磁场场 磁感应应强度方向与纸纸 面垂直 边长为边长为 0 1 m 总电总电 阻为为0 005 的正方形导线导线 框abcd位于纸纸面内 cd边边与 磁场边场边 界平行 如图图7 a 所示 已知导线导线 框一直向右做匀速直线线运动动 cd边边于t 0 时时刻进进入磁场场 线线框中感应电动势应电动势 随时间变时间变 化的图线图线 如图图 b 所示 感应电应电 流的方 向为顺时针时为顺时针时 感应电动势应电动势 取正 下列说说法正确的是 图图7 考点突破双基过关 A 磁感应应强度的大小为为0 5 T B 导线导线 框运动动的速度的大小为为0 5 m s C 磁感应应强度的方向垂直于纸纸面向外 D 在
14、t 0 4 s至t 0 6 s这这段时间时间 内 导线导线 框所受的安培力大小为为0 1 N 考点突破双基过关 答案 BC 考点突破双基过关 图图8 考点突破双基过关 答案 B 考点突破双基过关 1 自感现象的四大特点 1 自感电动势总电动势总 是阻碍导导体中原电电流的变变化 2 通过线过线 圈中的电电流不能发发生突变变 只能缓缓慢变变化 3 电电流稳稳定时时 自感线线圈就相当于普通导导体 4 线线圈的自感系数越大 自感现现象越明显显 自感电动势电动势 只是延缓缓了过过程的进进行 但它不能使过过程停止 更不能使过过程反向 互感和自感 考点突破双基过关 2 自感中 闪亮 与 不闪亮 问题 与线线
15、圈串联联的灯泡与线线圈并联联的灯泡 电电路图图 通电时电时电电流逐渐渐增大 灯泡逐渐变渐变 亮电电流突然增大 然后逐渐渐减小达到稳稳定 断电时电时 电电流逐渐渐减小 灯泡逐渐变渐变 暗 电电流方向不变变 电电路中稳态电稳态电 流为为I1 I2 若I2 I1 灯泡逐 渐变渐变 暗 若I2 I1 灯泡闪闪亮后逐渐变渐变 暗 两 种情况灯泡中电电流方向均改变变 考点突破双基过关 典例 在如图图9所示的电电路中 线线圈的自感系数很大 且其 直流电电阻可以忽略不计计 D1和D2是两个完全相同的小灯泡 在开关S闭闭合和断开时时 灯丝丝不会断 D1和D2的亮度的变变化情 况是 A S闭闭合 D1很亮且亮度不
16、变变 D2逐渐变渐变 亮 最后两灯一样样亮 S断开 D2立即灭灭 D1逐渐变渐变 亮 B S闭闭合 D1不亮 D2很亮 S断开 D2立即灭灭 C S闭闭合 D1和D2同时时亮 而后D1灭灭 D2亮度不变变 S断开 D2立即灭灭 D1亮一下 才灭灭 D S闭闭合 D1和D2同时时亮 后D1逐渐渐熄灭灭 D2则则逐渐变渐变 得更亮 S断开 D2立即 灭灭 D1亮一下后才逐渐渐熄灭灭 图图9 考点突破双基过关 解析 当S接通时时 L的自感系数很大 瞬时时L所在的电电路视为视为 断路 相当于D1与 D2串联联 故D1和D2同时时亮且亮度相同 随着通过过L的电电流逐渐渐增大 L的分流作用 增大 因L的直流电电阻不计计 D1的电电流逐渐渐减小为为零 由于总电总电 阻变变小 总电总电 流 变变大 D2变变得更亮 当S断开时时 原电电源不再提供电电流 D2处处于断路而立即灭灭 L 产产生自感电动势电动势 阻碍电电流减小 且与D1构成回路 则则D1将亮一下后再逐渐渐熄灭灭 故选项选项 D正确 答案 D 考点突破双基过关 1 如图图10所示是研究自感实验实验 的实实物电电路 L1 L2是两个规规格相同的小
