《高考物理总复习 第9章 电磁感应（第2课时）法拉第电磁感应定律 自感 涡流课件1》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理总复习 第9章 电磁感应（第2课时）法拉第电磁感应定律 自感 涡流课件1（52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 涡流,基础过关 1.感应电动势(1)概念：在_中产生的电动势。(2)产生条件：穿过回路的_发生改变，与电路是否闭合_。(3)方向判断：感应电动势的方向用_或_判断。,考点一 法拉第电磁感应定律(/d),电磁感应现象,磁通量,无关,楞次定律,右手定则,2.法拉第电磁感应定律(1)内容：感应电动势的大小跟穿过这一电路的_成正比。(2)公式：E ，其中n为线圈匝数。(3)感应电流与感应电动势的关系：遵守闭合电路的_定律，即I 。,_,磁通量的变化率,欧姆,Blv,【过关演练】 1.(2015浙江1月学考)如图所示，某实验小组在操场上做摇绳发电实验。长导线两端分别连
2、在灵敏电流表的两个接线柱上，形成闭合电路。两位同学以每2秒约3圈的转速匀速摇动AB段导线。假定被摇动的导线由水平位置1按图示方向第一次运动到竖直位置2的过程中，磁通量的变化量约为104 Wb，则该过程回路中产生的感应电动势约为( )A.2104 V B.2.7104 V C.3104 V D.6104 V,答案 D,2.(2014浙江1月学考)如图所示，一对光滑的平行金属导轨固定在同一水平面内，导轨间距0.4 m，左端接有阻值为0.2 的电阻。一质量为0.2 kg、电阻为0.1 的金属棒MN放置在导轨上，导轨之间有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为0.5 T。棒在水平向右的外力作用下以0.3
3、 m/s的速度匀速运动，运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触。已知导轨足够长且电阻不计，则( )A.MN棒运动过程中两端的电压为0.02 VB.MN棒运动过程中两端的电压为0.06 VC.棒匀速运动1 s过程中电阻R发热0.008 JD.棒匀速运动1 s过程中电阻R发热0.012 J,答案 C,要点突破 要点一 法拉第电磁感应定律应用 1.应用法拉第电磁感应定律解题的一般步骤(1)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。,【例1】 如图甲所示，一个圆形线圈的匝数n1 000，线圈面
4、积S200 cm2，线圈的电阻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，求：(1)前4 s内的感应电动势的大小，以及通过R的电流方向；(2)前5 s内的感应电动势。,答案 (1)1 V 电流方向自下而上 (2)0,要点二 导体切到磁感线产生感应电动势的计算 1.公式EBlv的使用条件(1)匀强磁场。(2)B、l、v三者相互垂直。 2.EBlv的“三性”(1)正交性：本公式是在一定条件下得出的，除磁场为匀强磁场外，还需B、l、v三者互相垂直。(2)瞬时性：若v为瞬时速度，则E为相应的瞬时感应电动势。(3)有效性：公式中
5、的L为导体切割磁感线的有效长度。o,如图中，棒的有效长度为ab间的距离。,答案 A,答案 D,精练题组 1.如图所示，在磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，金属杆MN在平行金属导轨上以速度v向右匀速滑动，MN中产生的感应电动势为E1；若磁感应强度增为2B，其他条件不变，MN中产生的感应电动势变为E2。则通过电阻R的电流方向及E1与E2之比E1E2分别为( )A.ca，21 B.ac，21C.ac，12 D.ca，12,答案 C,答案 B,3.如图所示，A、B两闭合线圈用同样导线绕成，A有10匝，B有20匝，两圆线圈半径之比为21，均匀磁场只分布在B线圈内，当磁场随时间均匀减弱时( )
6、A.A中无感应电流B.A、B中均有恒定的感应电流C.A、B中感应电动势之比为11D.A、B中感应电流之比为11,答案 B,5.小明同学设计了一个“电磁天平”，如图甲所示，等臂天平的左臂为挂盘，右臂挂有矩形线圈，两臂平衡。线圈的水平边长L0.1 m，竖直边长H0.3 m，匝数为N1。线圈的下边处于匀强磁场内，磁感应强度B01.0 T，方向垂直线圈平面向里。线圈中通有可在02.0 A范围内调节的电流I。挂盘放上待测物体后，调节线圈中电流使天平平衡，测出电流即可测得物体的质量。(重力加速度取g10 m/s2),答案 (1)25匝 (2)0.1 T/s,基础过关 1.互感现象(1)定义：两个相互靠近的
7、线圈，当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的磁场会在另一个线圈中产生感应电动势，这种现象叫互感。(2)作用：利用互感现象可以把_由一个线圈传递到另一个线圈，如变压器、收音机的磁性天线。,考点二 互感和自感 涡流、电磁阻尼和电磁驱动(/b),能量,2.自感现象(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。(2)自感电动势定义：在自感现象中产生的感应电动势叫做_。表达式：E 。(3)自感系数L相关因素：与线圈的_、形状、_以及是否有铁芯有关。单位：亨利(H)，1 mH_ H，1 H_ H。,电流,自感电动势,_,大小,匝数,103,106,3.涡流(1)定义：当线圈中的电流发生
8、变化时，在它附近的任何导体中都会产生_，这种电流像水的漩涡所以叫涡流。(2)应用涡流热效应的应用，如_。涡流磁效应的应用，如_。,感应电流,真空冶炼炉,探雷器,4.电磁阻尼(1)定义：当导体在磁场中运动时，_电流会使导体受到安培力，安培力的方向总是_。(2)应用：磁电式仪表中利用电磁阻尼使指针迅速停止，便于读数。 5.电磁驱动(1)定义：磁场相对于导体转动时，导体中产生感应电流，感应电流使导体受到_的作用，使导体运动起来。(2)应用：交流感应电动机。,感应,阻碍导体的运动,安培力,【过关演练】 1.(多选)如图所示，在线圈上端放置一盛有冷水的金属杯，现接通交流电源，过了几分钟，杯内的水沸腾起来
9、。若要缩短上述加热时间，下列措施可行的有( )A.增加线圈的匝数B.提高交流电源的频率C.将金属杯换为瓷杯D.取走线圈中的铁芯,解析 该装置的工作原理是，线圈内变化的电流产生变化的磁场，从而使金属杯内产生涡流把电能转化为内能，使杯内的水升温。交流电源的频率一定时，线圈产生的磁场的磁感应强度最大值Bm越大，杯内磁通量变化就越快，产生的涡流就越大，增加线圈的匝数会使线圈产生的磁场Bm增大，而取走线圈中的铁芯会使线圈产生的磁场Bm减小，故A对、D错；交流电源的频率增大，杯内磁通量变化加快，产生的涡流增大，故B正确；瓷为绝缘材料，不能产生涡流，故C错。 答案 AB,2.(2016杭州五校联考)如图所示
10、电路中，P、Q两灯相同，带铁芯的线圈L与Q灯串联，则( )A.S接通瞬间，P立即发光， Q逐渐亮起来B.S接通瞬间，P、Q同时发光C.S接通瞬间，Q立即发光，P逐渐亮起来D.S接通瞬间，P、Q均逐渐亮起来,解析 S接通瞬间，由于L的自感作用，P立即发光。 Q逐渐亮起来，稳定后两灯亮度相同，A正确、B、C、D错误。答案 A,要点突破 要点一 自感现象理解 1.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
11、过程停止，更不能使过程反向。,2.自感中“闪亮”与“不闪亮”问题,【例1】 如图所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，电感线圈L的直流电阻不计，电阻R的阻值大于灯泡D的阻值。在t0时刻闭合开关S，经过一段时间后，在tt1时刻断开S。下列表示A、B两点间电压UAB随时间t变化的图象中，正确的是( ),答案 B,【例2】 (多选)如图所示是高频焊接原理示意图。线圈中通以高频变化的电流时，待焊接的金属工件中就产生感应电流，感应电流通过焊缝产生大量热量，将金属熔化，把工件焊接在一起，而工件其他部分发热很少。以下说法正确的是( )A.电流变化的频率越高，焊缝处的温度升高得越快B.电流变化的频率越低，
12、焊缝处的温度升高得越快C.工件上只有焊缝处温度升得很高是因为焊缝处的电阻小D.工件上只有焊缝处温度升得很高是因为焊缝处的电阻大,答案 AD,要点三 电磁阻尼和电磁驱动电磁阻尼与电磁驱动的比较,【例3】 (多选)磁电式仪表的线圈通常用铝框作骨架，把线圈绕在铝框上，这样做的目的是( )A.防止涡流而设计的 B.利用涡流而设计的C.起电磁阻尼的作用 D.起电磁驱动的作用解析 线圈通电后，在安培力作用下，发生转动，铝框随之转动，并切割磁感线产生感应电流，就是涡流。涡流阻碍线圈的转动，使线圈偏转后尽快停下来，所以，这样做的目的是利用涡流来起电磁阻尼的作用，B、C选项正确。答案 BC,精练题组 1.(20
13、16浙江宁波选考模拟)如图所示是研究自感实验的实物电路，L1、L2是两个规格相同的小灯泡，L为自感线圈，闭合开关S，调节滑动变阻器R，使两个灯泡的亮度相同，然后断开开关S，则( ),A.闭合开关S，L1、L2都逐渐变亮 B.闭合开关S，L2立刻变亮，L1逐渐变亮 C.闭合开关S稳定后，L仍有自感电动势 D.闭合开关S稳定后，断开S，L没有自感电动势 解析 L1与线圈相连，闭合开关后线圈发生自感，L1逐渐变亮，L2与滑动变阻器相连，闭合开关后，L2立刻变亮，选项A错误，B正确；自感现象在开关闭合和断开的时候发生，电路稳定后，线圈没有自感电动势，选项C、D错误。 答案 B,2.如图所示，在光滑绝缘
14、水平面上，有一铝质圆形金属球以一定的初速度通过有界匀强磁场，则从球开始进入磁场到完全穿出磁场过程中(磁场宽度大于金属球的直径)，小球( )A.整个过程匀速B.进入磁场过程中球做减速运动，穿出过程做加速运动C.整个过程都做匀减速运动D.穿出时的速度一定小于初速度,解析 小球在进入和穿出磁场时都有涡流产生，要受到阻力，即电磁阻尼作用，所以穿出时的速度一定小于初速度。答案 D,3.如图所示，蹄形磁铁的两极间，放置一个线圈abcd，磁铁和线圈都可以绕OO转动，磁铁如图示方向转动时，线圈的运动情况是( )A.俯视，线圈顺时针转动，转速与磁铁相同B.俯视，线圈逆时针转动，转速与磁铁相同C.线圈与磁铁转动方
15、向相同，但转速小于磁铁转速D.线圈静止不动,解析 本题“原因”是磁铁有相对线圈的运动，“效果”便是线圈要阻碍两者的相对运动，但线圈阻止不了磁铁的运动，线圈只好跟着磁铁同向转动，但转速小于磁铁转速，如果二者转速相同，就没有相对运动，线圈就不会转动，故选项C正确。 答案 C,4.(多选)(2016杭二中期末)如图所示电路中，L是自感系数足够大的线圈，它的电阻可忽略不计，D1和D2是两个完全相同的小灯泡。则下列说法中正确的是( )A.K闭合瞬间，两灯同时亮，以后D1熄灭，D2变亮B.K闭合瞬间，D1先亮，D2后亮，最后两灯亮度一样C.K断开时，两灯都亮一下再慢慢熄灭D.K断开时，D2立即熄灭，D1亮一下再慢慢熄灭,解析 K闭合瞬间，由于通过线圈的电流变大，在线圈中产生自感电动势阻碍电流的增加，此时刻电感线圈可看做断路，此时电流通过两个灯泡而同时发光；当电路稳定后，由于线圈的电阻为零，故灯泡D1被线圈短路而熄灭，而D2变的更亮，选项A正确，B错误；K断开时，D2立即熄灭，而由于线圈中产生自感电动势阻碍电流的减小，自感电动势在L和D1中形成新的回路，故使得D1亮一下再慢慢熄灭，选项D正确，C错误；故选A、D。 答案 AD,
