《大一轮高考总复习物理（人教版）课件：第10章 电磁感应 第2讲 法拉第电磁感应定律 自感 涡流》由会员分享，可在线阅读，更多相关《大一轮高考总复习物理（人教版）课件：第10章 电磁感应 第2讲 法拉第电磁感应定律 自感 涡流（49页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 电磁感应 第十章 第二讲法拉第电磁感应定律自感涡流 栏 目 导 航 1 感应电动势 1 概念 在 现象中产生的电动势 2 产生条件 穿过回路的磁通量发生 与电路是否 无关 3 方向 用 定律或 定则判断 电磁感应 变化 闭合 楞次 右手 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 成正比 2 公式 E 其中n为线圈匝数 3 感应电流与感应电动势的关系 遵循闭合电路的欧姆定律 即I 磁通量的变化率 1 如图所示电路 闭合电路一部分导体ab处于匀强磁场中 磁感应强度为B ab的长度为L 以速度v匀速切割磁感线 试证明导体ab产生的感应电动势E BLv 2 如下
2、图几种情况中 金属导体中产生的感应电动势是 3 如图所示 长度为l的金属杆ab a端为周定转轴 在磁感应强度为B的匀强磁场中 在垂直于B的平面内按顺时针方向以角速度 做匀速圆周运动 试求金属杆中产生的感应电动势的大小 电流 大小 匝数 4 自感现象 阻碍 作用的理解 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 阻碍电流的 使其缓慢地增加 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 阻碍电流的 使其缓慢地减小 线圈就相当于电源 它提供的电流从原来的IL逐渐变小 相反 增加 相同 减小 5 对照教材实验 如图所示 先闭合开关使灯泡发光然后断开开关 开关闭合时 a b两点哪点
3、电势高 开关断开时 产生感应电动势的线圈相当于 线圈提供的感应电流的方向是 此时a b两点哪点电势高 设闭合开关电路稳定时两支路的电流分别为IA和IL 若IL IA 断开开关时看到的现象是灯泡 若IL IA 断开开关时看到的现象是灯泡 a 电源 逆时针 b 逐渐熄灭 闪亮一下然后熄灭 2 涡流现象 1 涡流 块状金属放在 磁场中 或者让它在磁场中运动时 金属块内产生的漩涡状感应电流 2 产生原因 金属块内 变化 感应电动势 感应电流 3 涡流的利用 冶炼金属的高频感应炉利用 产生焦耳热使金属熔化 家用电磁炉也是利用涡流原理制成的 4 涡流的减少 各种电机和变压器中 用涂有绝缘漆的硅钢片叠加成的
4、铁芯 以减少涡流 变化 磁通量 强大涡流 1 判断正误 1 线圈中磁通量越大 产生的感应电动势越大 2 线圈中磁通量变化越大 产生的感应电动势越大 3 线圈中磁通量变化越快 产生的感应电动势越大 4 线圈中的电流越大 自感系数也越大 5 对于同一线圈 当电流变化越快时 线圈中的自感电动势越大 答案 1 2 3 4 5 2 人教版选修3 2P17第1题改编 将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中 关于线圈中产生的感应电动势和感应电流 下列表述正确的是 A 感应电动势的大小与线圈的匝数无关B 穿过线圈的磁通量越大 感应电动势越大C 穿过线圈的磁通量变化越快 感应电动势越大D 感应电流产生的磁场方向
5、与原磁场方向始终相同答案 C 3 人教版选修3 2P21第4题改编 如图2所示 纸面内有一矩形导体线框abcd 置于垂直纸面向里 边界为MN的匀强磁场外 线框的ab边平行磁场边界MN 线框以垂直于MN的速度匀速地完全进入磁场 线框上产生的热量为Q1 通过线框导体横截面的电荷量为q1 现将线框进入磁场的速度变为原来的两倍 线框上产生的热量为Q2 通过线框导体横截面的电荷量为q2 则有 A Q2 Q q2 q1B Q2 2Q1 q2 2q1C Q2 2Q1 q2 q1D Q2 4Q1 q2 2q1答案 A 4 人教3 2例题改变 多选 如图是电子感应加速器的示意图 上 下为电磁铁的两个磁极 磁极之
6、间有一个环形真空室 电子在真空室中做圆周运动 上图为侧视图 下图为真空室的俯视图 电子从电子枪右端逸出 不计初速度 当电磁铁线圈电流的方向与图示方向一致时 使电子在真空室中沿虚线加速击中电子枪左端的靶 下列说法中正确的是 A 真空室中磁场方向竖直向上B 真空室中磁场方向竖直向下C 电流应逐渐减小D 电流应逐渐增大答案 AD 5 如图所示 在一个光滑金属框架上垂直放置一根长L 0 4m的金属棒ab 其电阻r 0 1 框架左端的电阻R 0 4 垂直框面的匀强磁场的磁感应强度B 0 1T 当用外力使棒ab以速度v 5m s向右匀速运动时 ab棒中 产生的感应电动势E 通过ab棒的电流I 外力的大小F
7、 ab棒两端的电势差Uab 在电阻R上消耗的功率PR 在ab棒上消耗的发热功率Pr 切割运动中产生的电功率P 答案 0 2V0 4A0 016N0 16V0 064W0 016W0 08W 1 求解感应电动势方法 2017 天津卷 如图所示 两根平行金属导轨置于水平面内 导轨之间接有电阻R 金属棒ab与两导轨垂直并保持良好接触 整个装置放在匀强磁场中 磁场方向垂直于导轨平面向下 现使磁感应强度随时间均匀减小 ab始终保持静止 下列说法正确的是 A ab中的感应电流方向由b到aB ab中的感应电流逐渐减小C ab所受的安培力保持不变D ab所受的静摩擦力逐渐减小 D 应用法拉第电磁感应定律解题的
8、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 2018 河北唐山摸底 如图甲所示 水平放置的平行金属导轨连接一个平行板电容器C和电阻R 导体棒MN放在导轨上且接触良好 整个装置放于垂直导轨平面的磁场中 磁感应强度B的变化情况如图乙所示 图示磁感应强度方向为正 MN始终保持静止 则0 t2时间内 A 电容器C的电荷量大小始终不变B 电容器C的a板先带正电后带负电C MN所受安培力的大小始终不变D MN所受安培力的方向先向右后向左 AD 解析 磁感应强度均匀变化 产生恒定电动势 电容器C的电荷
9、量大小始终没变 选项A正确 B错误 由于磁感应强度变化 根据楞次定律和左手定则可知 MN所受安培力的方向先向右后向左 选项C错误 D正确 1 多选 如图所示 闭合金属导线框放置在竖直向上的匀强磁场中 匀强磁场的磁感应强度随时间变化 下列说法正确的是 A 当磁感应强度增加时 线框中的感应电流可能减小B 当磁感应强度增加时 线框中的感应电流一定增大C 当磁感应强度减小时 线框中的感应电流一定增大D 当磁感应强度减小时 线框中的感应电流可能不变 AD 2 2016 浙江卷 如图所示 a b两个闭合正方形线圈用同样的导线制成 匝数均为10匝 边长la 3lb 图示区域内有垂直纸面向里的匀强磁场 且磁感
10、应强度随时间均匀增大 不考虑线圈之间的相互影响 则 A 两线圈内产生顺时针方向的感应电流B a b线圈中感应电动势之比为9 1C a b线圈中感应电流之比为3 4D a b线圈中电功率之比为3 1 B 1 计算 2 判断 1 把产生感应电动势的那部分电路或导体当作电源的内电路 那部分导体相当于电源 2 若电路是不闭合的 则先假设有电流通过 然后应用楞次定律或右手定则判断出电流的方向 3 电源内部电流的方向是由负极 低电势 流向正极 高电势 外电路顺着电流方向每经过一个电阻电势都要降低 C C 3 2018 广东 四校 第一次联考 如图所示 在一磁感应强度B 0 5T的匀强磁场中 垂直于磁场方向
11、水平放置着两根相距为L 0 1m的平行金属导轨MN和PQ 导轨电阻忽略不计 在两根导轨的端点N Q之间连接一阻值R 0 3 的电阻 导轨上正交放置着金属捧ab 其电阻r 0 2 当金属棒在水平拉力作用下以速度v 4 0m s向左做匀速运动时 A ab棒所受安培力大小为0 02NB N Q间电压为0 2VC a端电势比b端电势低D 回路中感应电流大小为1A A B 1 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
12、能使过程停止 更不能使过程反向 2 自感中 闪亮 与 不闪亮 问题 2018 河南洛阳模拟 多选 如图所示 电路中A B是规格相同的灯泡 L是电阻可忽略不计的电感线圈 那么下列判断正确的是 A 闭合开关S时 A B一起亮 然后A变暗后熄灭B 闭合开关S时 B先亮 A逐渐变亮 最后A B一样亮C 断开开关S时 A立即熄灭 B由亮变暗后熄灭D 断开开关S时 B立即熄灭 A闪亮一下后熄灭 AD 解析 闭合开关S时 A B一起亮 稳定后 A灯熄灭 B灯更亮 A正确 B错误 断开开关S时 B灯立即熄灭 A灯闪亮一下后熄灭 C错误 D正确 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
13、电过程 线圈中电流逐渐变大 断电过程 线圈中电流逐渐变小 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 多选 如图所示的电路中 电源电动势为E 内阻为r 线圈L的电阻不计 以下判断正确的是 A 闭合S 稳定后 电容器的a极板带正电B 闭合S 稳定后 电容器两端电压小于EC 断开S的瞬间 通过R1的电流方向向右D 断开S的瞬间 通过R2的电流方向向右 BC 解析 闭合S 稳定后 R2的电压是路端电压 而电容器两端的电压等于R2两端的电压 小于E 电容
14、器的b板带正电 A错误 B正确 断开S的瞬间 线圈L与R1组成闭合回路 通过R1的电流向右 C正确 电容器通过R2放电 通过R2的电流向左 D错误 5 2018 浙江五校联考 如图1所示的是工业上探测物件表面层内部是否存在缺陷的涡流探伤技术 其原理是用电流线圈使物件内产生涡电流 借助探测线圈测定涡电流的改变 从而获得构件内部是否断裂及位置的信息 如图2所示的是一个带铁芯的线圈L 开关S和电源用导线连接起来的跳环实验装置 将一个套环置于线圈L上且使铁芯穿过其中 闭合开关S的瞬间 套环将立刻跳起 关于对以上两个运用实例理解正确的是 B A 涡流探伤技术运用了互感原理 跳环实验演示了自感现象B 能被
15、探测的物件和实验所用的套环必须是导电材料C 以上两个案例中的线圈所连接电源都必须是变化的交流电源D 以上两个案例中的线圈所连接电源也可以都是稳恒电源解析 涡流探伤技术运用了互感原理 跳环实验演示了互感现象 选项A错误 能被探测的物件和实验所用的套环必须是导电材料 能使的在套环中形成感应电流 选项B正确 以上两个案例中涡流探伤技术的线圈必须用交流电源 而跳环实验演示所连接电源是直流电源 选项CD错误 A 在电路甲中 断开S后 A将逐渐变暗B 在电路甲中 断开S后 A将先变得更亮 然后才逐渐变暗C 在电路乙中 断开S后 A将逐渐变暗D 在电路乙中 断开S后 A将先变得更亮 然后才逐渐变暗 6 多选 如图甲 乙所示的电路中 电阻R和自感线圈L的电阻值都很小 且小于灯泡A的电阻 接通S 使电路达到稳定 灯泡A发光 则 AD 解析 题图甲所示电路中 灯A和线圈L串联 电流相同 断开S时 线圈上产生自感电动势 阻碍原电流的减小 通过R A形成回路 灯A逐渐变暗 选项A正确 B错误 题图乙所示电路中 电阻R和灯A串联 灯A的电阻大于线圈L的电阻 电流则小于线圈L中的电流 断开S时 电源不给灯供电 而线圈L产生自感电动势阻碍电流的减小 通过R A形成回路 灯A中电流比原来大 A将变得更亮 然后逐渐变暗 课时综合训练 三十七 谢 谢 观 看
