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1、光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 法拉第电磁感应定律、自感和涡流考纲解读 n 和导线切割磁感线产生电动势公式l v 计算感应电动势 判断电动势的方向，流的概念，能分析通电自感和断电自感1对法拉第电磁感应定律的考查穿过某闭合回路的磁通量 随时间 t 变化的图象分别如图 1 中所示，下列关于该回路中的感应电动势的论述，正确的是 ()图 1A图中，回路中产生的感应电动势恒定不变B图中，回路中产生的感应电动势一直在变大C图中，回路中在 0t 1 时间内产生的感应电动势小于在 t1t 2 时间内产生的感应电动势D图中，回路中产生的感应电动势先变小后变大答案中磁通量不变，不能产生感应电动势，图中均匀
2、变化的磁通量产生恒定的感应电动势，图中磁通量的变化率为图线斜率的大小，故 A、B、C 均错，D 正确2对公式 E 考查如图 2 所示，在竖直向下的匀强磁场中，将一水平放置的金属棒水平初速度 出，设在整个过程中棒的方向不变且不计空气阻力，则在金属棒在运动过程中产生的感应电动势大小变化情况是 ()光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 越来越大 B越来越小C保持不变 D无法判断答案属棒 割磁感线，产生感应电动势而不产生感应电流，没有安培力产生，在重力作用下做平抛运动，垂直于磁感线方向速度不变，始终为 公式 E应电动势为 A、B、D 错误，C 正确3对自感的考查如图 3(a)、 (b)所示的电路中，
3、电阻 R 和自感线圈 L 的电阻值都很小，且小于灯 A 的电阻，接通 S，电路达到稳定后，灯泡 A 发光，则 ()图 3A在电路(a)中，断开 S，A 将渐渐变暗B在电路(a) 中，断开 S，A 将先变得更亮，然后渐渐变暗C在电路(b)中，断开 S，A 将渐渐变暗D在电路(b)中，断开 S，A 将先变得更亮，然后渐渐变暗答案电路(a)中，灯 A 和线圈 L 串联，它们的电流相同，断开 S 时，线圈上产生自感电动势，阻碍原电流的减小，但流过灯 A 的电流仍逐渐减小，因而灯 A 只能渐渐变暗在电路(b)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，
4、断开 S 后，电源不再给灯供电，而线圈产生自感电动势阻碍电流的减小，通过 R、A 形成回路，灯 A 中电流突然变大，灯 A 变得更亮，然后渐渐变暗，故 A、D 正确4对涡流的考查如图 4 所示为新一代炊具电磁炉，无烟、无明火、无污染、不产生有害气体、无微波辐射、高效节能等是电磁炉的优势所在电磁炉是利用电流通过线圈产生磁场，当磁场的磁感线通过含铁质锅底部时，即会产生无数小涡流，使锅体本身自行高速发热，然后再加热锅内食物下列相关说法中正确的是 ()光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 锅体中的涡流是由恒定的磁场产生的B恒定磁场越强，电磁炉的加热效果越好C锅体中的涡流是由变化的磁场产生的D提高磁场
5、变化的频率，可提高电磁炉的加热效果答案电磁感应原理可知，锅体中的涡流是由变化的磁场产生的，提高磁场变化的频率，产生的感应电动势变大，可提高电磁炉的加热效果，故 C、D 正确5用平均速度计算电动势如图 5 所示，垂直纸面向外的匀强磁场的磁感应强度为 B，在垂直于磁场方向的平面内，有一个长度为 L 的金属棒 垂直于纸面的转动轴 O 沿逆时针方向以角速度 匀速转动，试求金属棒 动时所产生的感应电动势的大小和方向图 5答案见解析解析运用公式 E算，金属棒 割磁感线时，棒上各点线速度大小不同，从线速度与角速度的关系 vr 可看出，各点的线速度与转动半径成正比，因而，其平均切割速度为 ，故 E 向由 O
6、指向 L2 v 12一、法拉第电磁感应定律1感应电动势(1)感应电动势：在电磁感应现象中产生的电动势产生感应电动势的那部分导体就相当于电源，导体的电阻相当于电源内阻光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 (2)感应电流与感应电动势的关系：遵循闭合电路欧姆定律，即 I 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变化率成正比(2)公式：En 体切割磁感线的情形(1)一般情况：运动速度 v 和磁感线方向夹角为 ，则 E(2)常用情况：运动速度 v 和磁感线方向垂直，则 EBl 感与涡流1自感现象(1)概念：由于导体本身的电流变化而产生的电磁感应现象称为自感，由于
7、自感而产生的感应电动势叫做自感电动势(2)表达式：EL )自感系数 L 的影响因素：与线圈的 大小、形状、匝数以及是否有铁芯有关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感应电流，这种电流像水中的旋涡，拉第电磁感应定律的应用1感应电动势大小的决定因素(1)感应电动势的大小由穿过闭合电路的磁通量的变化率 和线圈的匝数共同决定，、磁通量的变化量 的大小没有必然联系(2)当 仅由 B 引起时，则 En ；当 仅由 S 引起时，则 En ；当 由 的变化同时引起，则 En n 通量的变化率 是 t 图象上某点切线的斜率 如图 6 甲所示，电阻不计，间距为 l 的平行长金属导轨置于水平
8、面内，阻值为 R 的光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 ，另一阻值也为 R 的导体棒 直放置在导轨上，导轨接触良好，并可在导轨上无摩擦移动现有一根轻杆一端固定在 点，另一端固定于墙上，轻杆与导轨保持平行，ef、棒间距为 从某一时刻开始，磁感应强度 B 随时间 t 按图乙所示的方式变化图 6(1)求在 0t 0 时间内流过导体棒 电流的大小与方向；(2)求在 t 0 时间内导体棒 生的热量；(3)刻杆对导体棒 作用力的大小和方向解析(1)在 0t 0时间内，磁感应强度的变化率 01 S t 0电流大小 0ef(2)在 t 0时间内，磁感应强度的变化率 2 S t 电流大小 0生的热量 QI
9、)感应强度 BB 0导体棒 安培力：F B 020 F ，负号表示方案(1) ，方向 ef(2) (3) ，方向水平向右20)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2几点注意(1)公式 En 是求解回路某段时间内平均电动势的最佳选择t(2)用公式 E感应电动势时，S 为线圈在磁场范围内的有效面积)通过回路截面的电荷量 q 仅与 n、 和回路总电阻 R 总 有关，与时间长短无关推导如下：q t t 如图 7 甲所示，一个圆形线圈的匝数 n100，线圈面积 S200 圈的电阻 r1 ，线圈外接一个
10、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()图 7A线圈中的感应电流方向为顺时针方向B电阻 R 两端的电压随时间均匀增大C线圈电阻 r 消耗的功率为 4104 4 s 内通过 R 的电荷量为 4104 解析由楞次定律可知，线圈中的感应电流方向为逆时针方向，选项 A 错误；由法拉第电磁感应定律可知，产生的感应电动势为 E V，电阻 R 两端的电压不随项 B 错误；回路中电流 I ，线圈电阻 r 消耗的功率为 2r4104 W，选项 C 正确；前 4 s 内通过 R 的电荷量为 q，选项 D 错误考点二导体切割磁感线产生
11、感应电动势的计算1公式 E使用条件(1)匀强磁场(2)B、l、v 三者相互垂直(3)如不垂直，用公式 E求解， 为 B 与 “瞬时性”的理解若 E 为瞬时感应电动势若 E 为平均感应电动势，即 E割的“有效长度”公式中的 l 为有效切割长度，即导体在与 8 中有效长光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 ：图 8甲图：l ； l ；沿 l l R；沿 l 0；沿 l R “相对性”的理解EBl 磁场也运动，应注意速度间的相对关系例 2 两足够长的平行金属导轨间的距离为 L，导轨光滑且电阻不计，导轨所在的平面与水平面夹角为 布磁感应强度为 B、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场把一个质量为 m 的导体棒 在金属导轨上，在外力作用下保持静止，导体棒与金属导轨垂直，且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻为 成下列问题：图 9(1)如图 9 甲，金属导轨的一端接一个内阻为 r 的直流电源撤去外力后导体棒仍能静止，求直流电源电动势；(2)如图乙，金属导轨的一端接一个阻值为 定值电阻，撤去外力让导体棒由静止开始下滑，在加速下滑的过程中，当导体棒的速度达到 v 时，求此时导体棒的加速度；(3)求(2)问中导体棒所能达到的最大速度审题指导
