《2011届高考物理基础知识要点复习 法拉第电磁感应定律、互感和自感》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2011届高考物理基础知识要点复习 法拉第电磁感应定律、互感和自感（18页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、2011 届高考物理基础知识要点复习 法拉第电磁感应定律、互感和自感2011 届高三物理一轮复习全案：2 法拉第电磁感应定律、互感和自感（选修 3-2）【考纲知识梳理】一、感应电动势1、发生电磁感应现象的这部分电路就相当于电，在电的内部电流的方向是从低电势流向高电势。(即：由负到正)2、 感应电动势与感应电流的关系：遵守闭合电路欧姆定律二、法拉第电磁感应定律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，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比（2）公式： ，N 为线圈匝数2、 导体切割磁感线的情形（1）一般情况：运动速度 v 与磁感应线方向夹角为 时则 （2）E=BLv (垂直平动
2、切割) L 是导线的有效切割长度 (v 为磁场与导体的相对切割速度) (B 不动而导体动；导体不动而 B 运动)（3） (直导体绕一端转动切割)三、自感和涡流1 自感现象：由于导体本身电流发生变化而产生的电磁感应现象2 自感电动势（1）定义：自感现象中产生的感应电动势叫自感电动势（2）表达式： L 为自感系数，L 跟线圈的形状、长短、匝数等因素有关系线圈越粗，越长、单位长度上的匝数越密,横截面积越大,它的自感系数越大,另外有铁芯的线圈自感系数大大增加 自感系数的单位是亨利，国际符号是 L，1 亨=103 毫亨=106 微亨【要点名师精解】1、 对法拉第电磁感应定律的理解2、 感应电动势 E 的
3、大小与磁通量变化率 成正比，与磁通量 、磁通量变化量 无直接联系。磁通量 磁通量变化量 磁通量变化率 物理意义磁通量越大，某时刻穿过磁场中某个面的磁感线条数越多某段时间穿过某个面的末、初磁通量的差值表述磁场中穿过某个面的磁通量变化快慢的物理量大小计算 ， 为与 B 垂直的面积 ， 或 或 注意若穿过某个面有方向相反的磁场，则不能直接用 ，应考虑相反方向的磁通量相互抵消以后所剩余的磁通量开始和转过 1800 时平面都与磁场垂直，穿过平面的磁通量是不同的，一正一负，=2 BS，而不是零既不表示磁通量的大小，也不表示变化的多少，在t 图象中用图线的斜率表示【例 1】 （09 年东卷）21如图所示，一
4、导线弯成半径为 a 的半圆形闭合回路。虚线 N 右侧有磁感应强度为 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 D 始络与 N 垂直。从 D 点到达边界开始到点进入磁场为止，下列结论正确的是 A感应电流方向不变BD 段直线始终不受安培力感应电动势最大值 EBavD感应电动势平均值 解析：A 选项在闭合电路进入磁场的过程中，通过闭合电路的磁通量逐渐增大，根据楞次定律可知感应电流的方向为逆时针方向不变，A 正确。B 选项根据左手定则可以判断，受安培力向下，B 不正确。选项当半圆闭合回路进入磁场一半时，即这时等效长度最大为a，这时感应电动势最大 E=Bav，正确
5、。D 选项感应电动势平均值 ，D 正确。 答案：AD名师点评：感应电动势公式 只能计算平均值，利用感应电动势公式 计算时，l 应是等效长度，即垂直切割磁感线的长度。【例 2】水平放置的金属框架 abd，宽度为 0，匀强磁场与框架平面成 30角，如图所示，磁感应强度为 0T，框架电阻不计，金属杆N 置于框架上可以无摩擦地滑动，N 的质量 00g，电阻 02，试求当 N 的水平速度为多大时，它对框架的压力恰为零，此时水平拉力应为多大? 解析： 三、 通电自感和断电自感的比较【例 3】彩色电视机的电输人端装有电滤波器，其电路图如图所示，元 L1 , L2 是两个电感线圈，它们的自感系数很大， F 是
6、保险丝， R 是压敏电阻（正常情况下阻值很大，但电压超过设定值时，阻值会迅速变小，可以保护与其并联的元）,1, 2 是电容器，S 为电视机开关，在电视机正常工作时，若小明在没有断开开关 S 时,就拔去电插头,则以下说法正确的是 （ ）A F 可能被熔断 B F 不可能被熔断 1 可能被损坏 D 2 可能被损坏解析：先拔去电插头，保险丝不形成回路，不会熔断。开关 S 未断开，由于自感作用，L 中电流不会突变，在 R 两端产生高电压，R 阻值迅速变小， 1 两端电压迅速变小，1 不会被损坏，高电压都加在 2 上， 2 可能被损坏。答案：BD【感悟高考真题】1、 （ 2010北京卷）19 在如图所示
7、的电路中，两个相同的下灯泡 L1 和 L2 分别串联一个带铁芯的电感线圈 L 和一个滑动变阻器 R。闭合开关 S 后，调整 R，使 L1 和 L2 发光的亮度一样，此时流过两个灯泡的电流为。然后，断开。若 时刻再闭合，则在 前后的一小段时间内，正确反映流过 L1 的电流、流过的电流随时间的变化的图像是答案：B【解析】本体考查通电自感，与互动变阻器 R 串联的 L2，没有自感直接变亮，电流变化图像和 A 中图线，D 错误。与带铁芯的电感线圈串联的 L1，自感强电流逐渐变大，B 正确。2、 （ 2010江苏卷）2、一矩形线框置于匀强磁场中，线框平面与磁场方向垂直，先保持线框的面积不变，将磁感应强度
8、在1 s 时间内均匀地增大到原的两倍，接着保持增大后的磁感应强度不变，在 1 s 时间内，再将线框的面积均匀地减小到原的一半，先后两个过程中，线框中感应电动势的比值为（A） （B）1 （）2 （D）4【答案】B 难度：易 本题考查电磁感应定律的应用 【解析】 ,大小相等，选 B。3、 （2010江苏卷）4 如图所示的电路中，电的电动势为E,内阻为 r,电感 L 的电阻不计，电阻 R 的阻值大于灯泡 D 的阻值，在 t=0 时刻闭合开关 S，经过一段时间后，在 t=t1 时刻断开 S,下列表示 A、B 两点间电压 UAB 随时间 t 变化的图像中，正确的是选 B 考查自感和电压图象。 难度：难【
9、解析】开关闭合时，线圈的自感阻碍作用，可看做电阻，线圈电阻逐渐减小，并联电路电阻逐渐减小。电压 逐渐减小；开关闭合后再断开时，线圈的感应电流与原电流方向相同，形成回路，灯泡的电流与原相反，并逐渐减小到 0，所以本题选 B。4、 （2010广东卷）16 如图所示，平行导轨间有一矩形的匀强磁场区域，细金属棒 PQ 沿导轨从 N 处匀速运动到N的过程中，棒上感应电动势 E 随时间 t 变化的图示，可能正确的是答案：A解析：N 只有进入磁场中才切割磁感线，因而只有中间过程有感应电动势，选 A。、 （2010东卷）21如图所示，空间存在两个磁场，磁感应强度大小均为 ，方向相反且垂直纸面， 、 为其边界，
10、为其对称轴。一导线折成边长为 的正方形闭合回路 ，回路在纸面内以恒定速度 向右运动，当运动到关于 对称的位置时 A穿过回路的磁通量为零B 回路中感应电动势大小为 2B 回路中感应电流的方向为顺时针方向D回路中 边与 边所受安培力方向相同答案：AD解析：根据右手定则，回中感应电流的方向为逆时针方向。本题考查电磁感应、磁通量、右手定则，安培力，左手定则等基本知识。难度：易。6、 （2010上海物理）19 如图，一有界区域内，存在着磁感应强度大小均为 ，方向分别垂直于光滑 水平桌面向下 和向上的匀强磁场，磁场宽度均为 ，边长为 的正方形框 的 边紧靠磁场边缘置于桌面上，使线框从静止开始沿 轴正方向匀
11、加速通过磁场区域，若以逆时针方向为电流的正方向，能反映线框中感应电流变化规律的是图解析：在 0- ，电流均匀增大，排除 D 在 - ，两边感应电流方向相同，大小相加，故电流大。在 ，因右边离开磁场，只有一边产生感应电流，故电流小，所以选 A。本题考查感应电流及图象。难度：难。7、 （ 2010上海物理）21 如图，金属环 A 用轻绳悬挂，与长直螺线管共轴，并位于其左侧，若变阻器 滑片 P 向左移动，则金属环 A 将向_（填“左” 或“右”）运动，并有_（填“收缩”或“扩张”）趋势。解析：变阻器滑片 P 向左移动，电阻变小，电流变大，根据楞次定律，感应电流的磁场方向原电流磁场方向相反，相互吸引，
12、则金属环 A 将向右移动，因磁通量增大，金属环 A 有收缩趋势。本题考查楞次定律。难度：易。8、 （2010 浙江卷）19 半径为 r 带缺口的刚性金属圆环在纸面上固定放置，在圆环的缺口两端引出两根导线，分别与两块垂直于纸面固定放置的平行金属板连接，两板间距为 d，如图（上）所示。有一变化的磁场垂直于纸面，规定向内为正，变化规律如图（下）所示。在 t=0 时刻平板之间中心有一重力不计，电荷量为 q的静止微粒，则以下说法正确的是 A 第 2 秒内上极板为正极B 第 3 秒内上极板为负极第 2 秒末微粒回到了原位 置D 第 3 秒末两极板之间的电场强度大小为 02 答案：A9、 （2010四川卷）
13、19 图甲所示电路中， 为相同的电流表，为电容器，电阻 的阻值相同，线圈 L 的电阻不计。在某段时间内理想变压器原线圈内磁场的变化如图乙所示，则在 时间内 A电流表 的示数比 的小B 电流表 的示数比 A3 的小电流表 和 的示数相同D电流表的示数都不为零答案：【解析】由 B-t 图像知在 t1-t2 时间内，原线圈中磁场先负向减小后正向增大，则副线圈中磁通量是均匀变化的，根据法拉第电磁感应定律在副线圈中产生的感应电流大小不变，再根据楞次定则可判断负向较小时和正向增大时感应电流的方向相同，则在 t1-t2 时间内副线圈中个电流为稳恒电流，所以 A1 和 A2 的示数相同，A3 的示数为 0，正
14、确答案。10（099）信用卡的磁条中有一个个连续的相反极性的磁化区，每个磁化区代表了二进制数 1 或 0，用以储存信息。刷卡时，当磁条以某一速度拉过信用 卡阅读器的检测头时，在检测头的线圈中会产生变化的电压（如图 1 所示） 。当信用卡磁条按图 2 所示方向以该速度拉过阅读检测头时，在线圈中产生的电压随时间的变化关 系正确的是 ( B ) 11（0921）如图所示，一导线弯成半径为 a 的半圆形闭合回路。虚线 N 右侧有磁感应强度为 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 D始络与 N 垂直。从 D 点到达边界开始到点进入磁场为止，下列结论正确的是 （
15、 AD ）A感应电流方向不变B D 段直线始终不受安培力感应电动势最大值 EBavD感应电动势平均值 解析：在闭合电路进入磁场的过程中，通过闭合电路的磁通量逐渐增大，根据楞次定律可知感应电流的方向为逆时针方向不变，A正确。根据左手定则可以判断，受安培力向下，B 不正确。当半圆闭合回路进入磁场一半时，即这时等效长度最大为 a，这时感应电动势最大 E=Bav，正确。感应电动势平均值 D 正确。考点：楞次定律、安培力、感应电动势、左手定则、右手定则提示：感应电动势公式 只能计算平均值，利用感应电动势公式 计算时，l 应是等效长度，即垂直切割磁感线的长度。12（0920）题 20 图为一种早期发电机原
16、理示意图，该发电机由固定的圆形线圈和一对用铁芯连接的圆柱形磁铁构成，两磁极相对于线圈平面对称，在磁极绕转轴匀速转动过程中，磁极中心在线圈平面上的投影沿圆弧 运动， （ 是线圈中心） ，则 （ D ）A从 X 到，电流由 E 经 G 流向 F，先增大再减小B 从 X 到，电流由 F 经 G 流向 E，先减小再增大从到，电流由 F 经 G 流向 E，先减小再增大D从到，电流由 E 经 G 流向 F，先增大再减小13（09 4 ）一长直铁芯上绕有一固定线圈，铁芯右端与一木质圆柱密接，木质圆柱上套有一闭合金属环 N，N 可在木质圆柱上无摩擦移动。连接在如图所示的电路中，其中 R 为滑线变阻器， 和 为直流电，S 为单刀双掷开关。下列情况中，可观测到 N 向左运动的是 （ ）A在 S 断开的情况下， S 向 a 闭合的瞬间B 在 S 断开的
