《步步高2016年高考物理人教版一轮复习《第九章 电磁感应》学案45》由会员分享，可在线阅读，更多相关《步步高2016年高考物理人教版一轮复习《第九章 电磁感应》学案45（13页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、学案 45 法拉第电磁感应定律 自感现象一、概念规律题组1一闭合线圈放在随时间均匀变化的磁场中，线圈平面和磁场方向垂直若想使线圈中的感应电流增强一倍，下述方法可行的是()A使线圈匝数增加一倍B使线圈面积增加一倍C使线圈匝数减少一半D使磁感应强度的变化率增大一倍2单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴垂直于磁场，若线圈所围面积的磁通量随时间变化的规律如图 1 所示，则 OD 过程中()图 1A线圈中 O 时刻感应电动势最大B线圈中 D 时刻感应电动势为零C线圈中 D 时刻感应电动势最大D线圈中 O 至 D 时间内平均感应电动势为 3如图 2 所示的电路中，A 、B 是完全相同的灯泡，L 是电阻不
2、计的电感线圈，下列说法中正确的是()图 2A当开关 S 闭合时， A 灯先亮，B 灯后亮B当开关 S 闭合时，B 灯先亮， A 灯后亮C当开关 S 闭合时，A、B 灯同时亮，电路稳定后，B 灯更亮，A 灯熄灭D当开关 S 闭合时， A、B 灯同时亮，以后亮度都不变二、思想方法题组4如图 3 甲、乙所示电路中，电阻 R 和电感线圈 L 的电阻都很小接通 S，使电路达到稳定，灯泡 A 发光，则 ()图 3A在电路甲中，断开 S，A 将渐渐变暗B在电路甲中，断开 S，A 将先变得更亮，然后渐渐变暗C在电路乙中，断开 S，A 将渐渐变暗D在电路乙中，断开 S，A 将先变得更亮，然后渐渐变暗图 45如图
3、 4 所示，两根相距为 l 的平行直导轨 连有一固定电阻 R，导轨电阻可忽略不计放在 的一导体杆，与 直，其电阻也为 感应强度的大小为 B，磁场方向垂直于导轨所在平面(指向图中纸面向内)现对 力使它沿导轨方向以速度 v 做匀速运动令 U 表示 端电压的大小，则()AU 过固定电阻 R 的感应电流由 b 到 过固定电阻 R 的感应电流由 d 到 vB l，流过固定电阻 R 的感应电流由 b 到 过固定电阻 R 的感应电流由 d 到 法拉第电磁感应定律的理解及应用1感应电动势 En ，决定感应电动势大小的因素是穿过这个回路的磁通量的变化不是磁通量 的大小，也不是磁通量变化量 的大小2下列是几种常见
4、的产生感应电动势的情况，请写出对应的计算公式，其中线圈的匝数为 n.(1)线圈面积 S 不变，磁感应强度 B 均匀变化；En )磁感应强度 B 不变，线圈的面积 S 均匀变化：E En 所求的一般为平均电动势，且所求的感应电动势为整个回路的感应电动不是回路中某部分导体的电动势【例 1】 (2009广东高考) 如图 5(a)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 接成闭合回路线圈的半径为 线圈中半径为 圆形区域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(b) 所示图线与横、纵轴的截距分别为 线的电阻不计，求 0 至 间内：图
5、 5(1)通过电阻 电流大小和方向；(2)通过电阻 电量 q 及电阻 产生的热量规范思维二、导体切割磁感线产生感应电动势的计算导体切割磁感线产生 E 感 ，可分为平动切割和转动切割，在有些情况下要考虑有效切割的问题试计算下列几种情况下的感应电动势，并总结其特点及 E 感 的计算方法1平动切割如图 6(a)，在磁感应强度为 B 的匀强磁场中，棒以速度 v 垂直切割磁感线时，感应电动势 E 2转动切割如图 6(b)，在磁感应强度为 B 的匀强磁场中，长为 l 的导体棒绕一端为轴以角速度 匀速转动，此时产生的感应电动势 E 效切割长度：即导体在与 v 垂直的方向上的投影长试分析图 7 中的有效切割长
6、度图 7甲图中的有效切割长度为：；乙图中的有效切割长度为：l 丙图中的有效切割长度为：沿 方向运动时，l R；沿 方向运动时， l【例 2】 如图 8 所示，磁感应强度 B 的匀强磁场中有一折成 30角的金属导轨轨平面垂直磁场方向一条直导线 直 向放置在导轨上并接触良好当 v4 m/s 的速度从导轨 O 点开始向右沿水平方向匀速运动时，若所有导线单位长度的电阻 r，求：(1)经过时间 t 后，闭合回路的感应电动势的瞬时值；(2)时间 t 内，闭合回路的感应电动势的平均值；(3)闭合回路中的电流大小和方向规范思维三、通电自感与断电自感的比较通电自感 断电自感电路图器材要求 2 同规格，RR L，
7、L 较大 L 很大(有铁芯)，R L 象 在 S 闭合的瞬间，A 2 灯立即亮起来，逐渐变亮，最终一样亮在开关 S 断开时，灯 A 突然闪亮一下后再逐渐熄灭(当抽掉铁芯后，重做实验，断开开关 S 时，会看到灯A 马上熄灭)原因由于开关闭合时，流过电感线圈的电流增大，使线圈产生自感电动势，阻碍了电流的增大，使流过 的电流比流过 的电流增加得慢断开开关 S 时，流过线圈 L 的电流减小，使线圈产生自感电动势，阻碍了电流的减小，使电流继续存在一段时间；在 S 断开后，通过L 的电流反向通过电灯 A，且由于A，使得流过 A 灯的电流在开关断开瞬间突然增大，从而使A 灯的发光功率突然变大能量转化情况 电
8、能转化为磁场能 磁场能转化为电能特别提示1通电时线圈产生的自感电动势 阻碍电流的增加且与电流的方向相反，此时含线圈 断电时线圈产生的自感电动势 与原电流方向相同，在与线圈串联的回路中，线圈相当于电源，它提供的电流从原来的 渐变小但流过灯 A 的电流方向与原来相反3自感电动势只是延缓了过程的 进行，但它不能使 过程停止，更不能使过程反向图 9【例 3】 (2010北京理综)在如图 9 所示的电路中，两个相同的小灯泡 别串联一个带铁芯的电感线圈 L 和一个滑动变阻器 后，调整 R，使 光的亮度一样，此时流过两个灯泡的电流均为 I，然后断开 S.若 t时刻再闭合 S，则在 t前后的一小段时间内，正确
9、反映流过 电流 过 电流 时间 t 变化的图像是( )规范思维【基础演练】1(2011广东15) 将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，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与原磁场方向始终相同2(2009山东理综改编题)如图 10 所示，一导线弯成半径为 a 的半圆形闭合回路虚线 侧有磁感应强度为 B 的匀强磁场，方向垂直于回路所在的平面回路以速度 v 向右匀速进入磁场，直径 终与 直从 D 点到达边界开始到
10、C 点进入磁场为止，下列结论正确的是()图 10A感应电流方向不变B直导线始终不受安培力C感应电动势最大值 应电动势平均值 13(江苏省泰州市 2010 届高三第三次模拟 )如图 11 所示， a、b、c 为三个完全相同的灯泡，L 为自感线圈(自感系数较大，电阻不计 )，E 为电源， S 为开关闭合开关 S，电路稳定后，三个灯泡均能发光则()A断开开关瞬间，c 熄灭，稍后 a、b 同时熄灭B断开开关瞬间，流过 a 的电流方向改变C闭合开关，a 、b、c 同时亮D闭合开关，a、b 同时先亮，c 后亮4如图 12 所示，图 12导体棒 2R，绕 O 点以角速度 沿逆时针方向匀速转动， R，且 点在
11、一直线上，有一匀强磁场磁感应强度为 B，充满转动平面且与转动平面垂直，那么端的电势差大小为( )A. B232C4 D65(2011北京19) 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 13 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()图 13A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6如图 14 所示，图 14线圈内有理想边界的磁场，开关闭
12、合，当磁感应强度均匀减小时，有一带电微粒静止于水平放置的平行板电容器中间，若线圈的匝数为 n，平行板电容器的板间距离为 d，粒子的质量为 m，带电荷量为 q，线圈面积为 S，则下列判断中正确的是 ()A带电微粒带负电B线圈内磁感应强度的变化率为下极板向上移动时，带电微粒将向上运动D当开关断开时带电微粒将做自由落体运动【能力提升】图 157金属棒和三根电阻线按图 15 所示连接，虚线框内存在均匀变化的匀强磁场，三根电阻丝的电阻大小之比 3123，金属棒电阻不计当 2 闭合，S 3 断开时，闭合回路中的感应电流为 I，当 3 闭合，S 1 断开时，闭合回路中的感应电流为9I，当 2 闭合，S 2
13、断开时，闭合回路中的感应电流是( )A0 B3I D12 2 3 4 5 6 7答案图 168均匀导线制成的单匝正方形闭合线框 长为 L，总电阻为 R，总质量为 的垂直于纸面向里的匀强磁场上方 h 处，如图 16 所示线框由静止自由下落，线框平面保持在竖直平面内，且 始终与磁场的水平边界面平行当 1)求线框中产生的感应电动势大小；(2)求 点间的电势差大小；(3)若此时线框加速度恰好为零，求线框下落的高度 h 所应满足的条件9如图 17(a)所示，面积 S0.2 数 n630 匝、总电阻 r 的线圈处在变化的磁场中，磁感应强度 B 随时间 t 按图(b)所示规律变化，方向垂直线圈平面图(a)中
14、的传感器可看成一个纯电阻 R，并标有 “3V”，滑动变阻器 标有“10 1 A”，试回答下列问题：图 17(1)设磁场垂直纸面向外为正方向，试判断通过电流表的电流方向；(2)为了保证电路的安全，求电路中允许通过的最大电流；(3)若滑动变阻器触头置于最左端，为了保证电路的安全，图(b) 中的 小值是多少？学案 45法拉第电磁感应定律自感现象【课前双基回扣】1由法拉第电磁感应定律知线圈中 O 至 D 时间内的平均感应电动势E V由感应电动势的物理意义知，感应电动势的大小与磁通量的t 210 大小 和磁通量的改变量 均无必然联系， 仅由线圈匝数和磁通量的变化率 决定，而是 t 图象上该时刻切线 的斜率，不难看出 O 点处切线斜 点处切线
