《步步高2016年高考物理人教版一轮复习《第九章 电磁感应》第2课时》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》第2课时（18页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第 2 课时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考点一法拉第电磁感应定律的应用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(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 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，而与磁、磁通量的变化量 的大小没有必然联系(2)当 仅由 B 的变化引起时 ，则 En ；当 仅由 S 的变化引起时， 则
2、En ；B 由 B、S 的变化同时引起时， 则 En n B通量的变化率 是 t 图象上某点切线的斜率 (2013江苏13) 如图 1 所示，匀强磁场中有一矩形闭合线圈 圈平面与磁场垂直已知线圈的匝数 N100 ，边长 .0 m、m，电阻 r2 在 01 s 内从零均匀变化到 在 15 s 内从 均匀变化到，取垂直纸面向里为磁场的正方向求：图 1(1)0.5 s 时线圈内感应电动势的大小 E 和感应电流的方向；(2)在 15 s 内通过线圈的电荷量 q；(3)在 05 s 内线圈产生的焦耳热 (1)感应电动势 ，磁通量的 变化量 1B 1S，解得 ，代入数1110 V，感应电流方向为 逆时针方
3、向)(2)同理可得：1 s5 s 内，感 应电动势 N ，感应电流 ，电荷量2 2得 qN ，代入数据解得 q10 r(3)01 s 内线圈产生的焦耳热 ，15 s 内线圈产生的焦耳热21 QQ 1Q 2，代入数据得 Q100 1)10 V 或逆时针方向)(2)10 C(3)100 感应电动势大小的计算(2012新课标全国19) 如图 2，均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框，半圆直径与磁场边缘重合；磁场方向垂直于半圆面(纸面) 向里，磁感应强度大小为 、垂直于半圆面的轴以角速度 匀速转动半周，在线框中产生感应电流现使线框保持图中所示位置，磁感应强度大小随时间线性变化为了产生与线框转动半
4、周过程中同样大小的电流，磁感应强度随时间的变化率的大小应为()A. B. C. 解析 当线框绕过圆心 O 的转动轴以角速度 匀速转动时，由于面积的变化产生感应电动势，从而产生感应电流设半圆的半径为 r，导线框的电阻为 R，即 0感 应强度变化时， ，因 2，可120R B ，C 选项正确法拉第电磁感应定律的应用 如图 3 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 3A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
5、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 ，电阻 R 两端的电压不随时间变化， 错误；回路中电流 I ，线圈电阻 r 消耗的功率 为 PI 2r410 4 W， 正确；前 4 s 内通过 R 的电荷量为 q ，选项 D 错误法拉第电磁感应定律解题技巧(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
6、 R 总 有关，与时间长短无关推 导如下：q t t 体切割磁感线产生感应电动势的计算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 v 方向间的夹角2 “瞬时性”的理解(1)若 v 为瞬时速度， 则 E 为瞬时感应电动势(2)若 v 为平均速度，则 E 为平均感应电动势3切割的“有效长度”公式中的 l 为有效切割长度，即导体在与 v 垂直的方向上的投影长度图 4 中有效长度分别为：图 4甲图：l ； 向运动时，l ；沿 向运动时，l 向运动时，l R；沿 向运动时， l0；沿 向运动时，l相对性”的理解EBl v 中的速度 v
7、是相对于磁场的速度，若磁 场也运动，应注意速度间的相对关系例 2 (2012四川20) 半径为 a、右端开小口的导体圆环和长为 2a 的导体直杆，单位长度电阻均为 个内部区域分布着垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为 v 平行于直径 右做匀速直线运动，直杆始终有两点与圆环良好接触，从圆环中心 O 开始，直杆的位置由 确定，如图 5 所示则()图 5A 0 时，直杆产生的电动势为 2 时，直杆产生的电动势为 C0 时，直杆受的安培力大小为2 2 时，直杆受的安培力大小为3 3 3当 0 时，直杆切割磁感线的有效长度 a，所以直杆产生的电动势l 1v2选项 A 正确此 时直杆上的电流 ，直杆受到的
8、安a 2a 21，选项 C 错误当 时，直杆切割磁感线的有效长度4 23a，直杆产生的电动势 l 2v选项 B 错误此 时直杆上的电流 3 ，直杆受到的安培力大小 I 2，选项 D 正确a 2a 3 3对 E考查如图 6 所示，水平放置的粗糙 U 形框架上接一个阻值为 电阻，放在垂直纸面向里、磁感应强度大小为 B 的匀强磁场中，一个半径为 L、质量为 m 的半圆形硬导体 水平向右的恒定拉力 F 作用下，由静止开始运动距离 d 后速度达到 v，半圆形硬导体 电阻为 r，其余电阻不计下列说法正确的是()图 6A此时 端电压为 时 端电压为 过程中电路产生的电热为 Q过程中通过电阻 电荷量为 q2C
9、 的感应电动势为 E2端电压为 ，A 错，B 对；由功能r 2d Q f，C 错；此过程中平均感应电流为 ，通 过电阻 电12 I 20 rq t ，D 对导体切割磁感线产生感应电动势问题 如图 7 所示，足够长的 “U”形光滑金属导轨平面与水平面成 角(0 90)，其中 行且间距为 L，导轨平面与磁感应强度大小为 B 的匀强磁场垂直，导轨电阻不计金属棒 静止开始沿导轨下滑，并与两导轨始终保持垂直且接触良好，接入电路的部分的电阻为 R，当流过 某一横截面的电荷量为 q 时，棒的速度大小为 v，则金属棒 这一过程中()图 7Aa 点的电势高于 b 点的电势B中产生的焦耳热小于 重力势能的减少量C
10、下滑的位移大小为到的最大安培力大小为 由右手定则可知 a 点相当于 电源的正极， b 点相当于电源的负极，故 A 正确；由能量守恒可知 重力势能的减少量等于 中产生的焦耳热与 的动能之和，故 B 正确；由 q 可得，下滑的位移大小 x ，故 C 正确；金属棒 这一过程中受到的安R 最大为 ，故最大安培力大小 为 ，故 D 错误2n 与 EBl 的区别与联系求的是 t 时间内的平均感应电动势，E 与某段时间或某个过程相对应求的是瞬时感应电动势，E 与某个时刻或某个位置相对应求的是整个回路的感应电动势整个回路的感应电动势为零时，其回路中某段导体的感应电动势不一定为零求的是回路中一部分导体切割磁感线
11、时产生的感应电动势区别由于是整个回路的感应电动势，因此电源部分不容易确定由于是由一部分导体切割磁感线的运动产生的，该部分导 体就相当于电源联系公式 En 和 E 是统一的，当 t0 时，E 为 瞬电动势，而公式 E 中的 v 若代入 ，求出的为平均感应电动势考点三自感现象的理解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，使其缓慢地减小线圈就相当于电源，它提供的 电流从原来的 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，但它不能使过程停止，更不能使过程反向4断电自感中，灯泡是否闪亮问题(1)通过灯泡的自感电流大于原电流时，灯泡闪亮(2)通过灯泡的自感电流小于或等于原电流时，灯泡不会闪亮
