《名师导学第一轮总复习课件 第九章 电磁感应（选修3-2）9.2》由会员分享，可在线阅读，更多相关《名师导学第一轮总复习课件 第九章 电磁感应（选修3-2）9.2（54页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第 2节 法拉第电磁感应定律 自感现象 1 感应电动势：在 中产生的电动势 产生感应电动势的那部分导体就相当于 导体的电阻相当于 2 感应电流与感应电动势的关系：遵守 定律 ， 即 . 电磁感应现象 电源 电源内阻 闭合电 路 欧姆 R + 感应电动势 1 法拉第电磁感应定律 (1)定律内容：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 . 2 导体切割磁感线的情形 (1)一般情况：运动速度 ， 则 E . (2)常用情况：运动速度 则 E . 磁通量的变化率 n t 、 法拉第电磁感应定律 1 概念：由于导体本身的 变化而产生的电磁感应现象称为自感 ， 由于自感而产
2、生的感应电动势叫做 ( 3 ) 导体棒在磁场中转动 导体棒以端点为轴，在匀强磁场中垂直于磁感线 方向匀速转动产生感应电动势 E Bl v ( 平均速度等于中点位置线速度12 电流 自感电动势 三 、 自感 12 2 表达式： E L I t . 3 自感系数 L (1)相关因素：与线圈的 、 形状 、 以及是否有铁芯有关 (2)单位：亨利 (H,1 H,1 H H) 4 自感电动势的方向：由楞次定律可知 ， 自感电动势总是 原来导体中电流的变化 当回路中的电流增加时 ， 自感电动势和原来电流的方向 ；当回路中的电流减小时 ， 自感电动势和原来电流的方向 自感对电路中的电流变化有 作用 ， 使电
3、流不能突变 大小 匝数 10 3 10 6 阻碍 相反 相同 阻碍 例 1 如图所示 ， 匀强磁场的 磁感应强度方向竖直向上 ， 大 小为 B， 用电阻率为 、 横截 面积为 为过 线框全部都位于磁场中 (1)若磁感应强度随时间按 B ，写出磁场对线框 (2)若磁感应强度保持 B 线框以恒定角速度绕 匀速转动 ， 求线框从图示位置转过 90 过程中通过导线横截面的电荷量； (3)第 (2)问中线框刚好转过 90 时 ， 求线框中的电流强度大小 【 思路点拨 】 正确理解法拉第电磁感应定律和正确选用计算感应电动势的两个公式是解题的关键 【解析】 ( 1 ) 若磁感应强度随时间按 B 化，在线框中
4、产生的感应电动势大小 E t t 在线框中产生的感应电流 I 其中 R 4 线框 所受安培力的大小为 F B 联立 解得： F ( ( 2 ) 线框在转动过程中产生的平均感应电动势 E tt 在线框中产生的平均感应电流 I 转动过程中通过导线某横截面的电荷量 q I t 联立 解得： q ( 3 ) 线框刚好转过 90 时， 条边同时垂直切割磁感线，线圈中产生的感应电动势为 E 2 v ，其中 v I 04 【答案】 ( 1 ) F ( B 0 ( 2 ) q B 0 ( 3 ) I B 0 4 【 方法与知识感悟 】 2 计算感应电动势的公式有两个：一个是 E t，一个是 E Bl v si
5、 n ，计算时要能正确选用公式，一般求平均电动势选用 E t，求瞬时电动势选用E Bl v si n . 3 电磁感应现象中通过导体横截面的电量的计算： 由 q I t， I ， E t，可导出电荷量 q R 总. 题型二：导体切割磁感线产生感应电动势的分析与计算 例 2 如图所示，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 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 C 点进入磁场为止，下列结论正确的是 ( ) A 感应电流方向不变 B 直线始终不受安培力 C 感应电动势最大值 E Ba v D 感应电动势平均值 E 14
6、 Ba v 【 思路点拨 】 线框进入磁场时，切割磁感线的有效长度在变化 【解析】 由楞次定律可判感应电流方向始终沿逆时针，故选项 A 正确由右手定则知 直导线始终受安培力，故选项 B 错误当有一半进入磁场时，切割磁感线的有效长度最大，最大感应电动势为 Ba v ，故选项 C 正确根据法拉第电磁感应定律可得感应电动势的平均值 E tB 4 Ba v ，故选项 D 正确 【 答案 】 方法与知识感悟】 闭合或不闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体两端将产生感应电动势 如果电路闭合，电路中形成感应电流 切割磁感线运动的那部分导体相当于电路中的电源 常见的情景有以下几种： 1 在 E
7、 BL v 中 ( 要求 B L 、 B v 、 L v ，即B 、 L 、 v 三者两两垂直 ) ，式中的 L 应该取与 B 、 v 均垂直的有效长度 ( 所谓导体的有效切割长度，指的是切割导体两端点的连线在同时垂直于 v 和 B 的方向上的投影的长度，下图中的有 效长度均为 长度 ) 2 公式 E BL v 中，若速度 v 为平均速度，则 v 为瞬时速度，则 3 若导体不是垂直切割磁感线运动， v 与 B 有一夹角，如图所示，则 E Bl v 1 Bl v . 例 3 在如图所示的电路中 ， a、 b 为两个完全相同的灯泡 ， 线圈 ， 关于 两灯泡点亮和熄灭的先后次序 ， 下列说法正确的
8、是( ) A 合上开关 ， 开开关 ， a、 B 合上开关 ， 开开关 ， C 合上开关 ， 开开关 ， a、 D 合上开关 ， a、 开开关 ， 题型三：自感现象的理解和应用 【 思路点拨 】 分析自感现象时 ， 应先弄清电路的串 、 并联关系 ， 通电时与线圈 断电时 ， 含有 【 解析 】 合上开关后 ， 由于 当电路中电流变化时 ， 线圈对电流有阻碍作用 ， 所以闭合开关后 ， 开开关后 ， a、 【 答案 】 C 【 方法与知识感悟 】 通电自感 断电自感 电路图 器材 要求 R有铁芯 ) 有铁芯 ) 通电自感 断电自感 现象 在 终一样亮 在开关 原因 由于开关闭合时，流过电感线圈
9、的电流迅速增大，使线圈产生自感电动势，阻碍了电流的增大，使流过灯 2的电流增加得慢 圈 碍了电流的减小，使电流继续存在一段时间；灯 来的电流 灯 能量转 化情况 电能转化为磁场能 磁场能转化为电能 2. 解决自感问题的关键： (1)正确理解通电自感和断电自感现象中自感电动势对“ 原电流的变化 ” 的阻碍作用 ， 即延缓原电流的变化 (2)弄清电路的串 、 并联关系 (3)电感线圈在通电瞬间相当于一个阻值由很大逐渐变小的电阻 ， 在断电瞬间相当于一个电源 在电流稳定时纯电感线圈相当于一根短路导线 ， 非纯电感线圈相当于一定值电阻 1 穿过一个单匝线圈的磁通量 ， 始终为每秒钟均匀地增加 2 则
10、( ) A 线圈中的感应电动势每秒钟增大 2 V B 线圈中的感应电动势每秒钟减小 2 V C 线圈中的感应电动势始终为 2 V D 线圈中不产生感应电动势 C 【解析】 由法拉第电磁感应定律 E t ，得 E21 V 2 V ，即感应电动势保持 2 V 不变 C 正确 *2 某地的地磁场磁感应强度的竖直分量方向向下 ，大小为 10 5 T 一灵敏电压表连接在当地入海河段的两岸 ， 河宽 100 m， 该河段涨潮和落潮时有海水(视为导体 )流过 设落潮时 ， 海水自西向东流 ， 流速为 2 m/ ) A 电压表记录的电压为 5 电压表记录的电压为 9 河南岸的电势较高 D 河北岸的电势较高 解
11、析 】 由于海水自西向东流，由左手定则可判断海水中的正离子所受磁场力向北，负离子所受磁场力向南，所以河北岸电势较高， 压表的示数 E B 10 5 100 2 V 9 10 3 V 9 3 如图中半径为 r 的金属圆盘在垂直于盘面的匀强磁场 B 中，绕 O 轴以角速度 沿逆时针方向匀速转动，则通过电阻 R 的电流的大小和方向是 ( 金属圆盘的电阻不计 )( ) A 由 c 到 d ， I 由 d 到 c ， I 由 c 到 d ， I D 由 d 到 c ， I D 【解析】 金属圆盘在匀强磁场中匀速转动，可以等效为无数根长为 r 的导体棒绕 O 点做匀速圆周运动，其产生的感应电动势大小为 E 右手定则可知其方向由外指向圆心，故通过电阻 R 的电流 I，方向由 d 到 c ，故选项 D 正确 *4 如图所
