《（名师导学）2020版高考物理总复习 第十章 第2节 法拉第电磁感应定律教学案 新人教版》由会员分享，可在线阅读，更多相关《（名师导学）2020版高考物理总复习 第十章 第2节 法拉第电磁感应定律教学案 新人教版（15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【p183】夯实基础1感应电动势：在_电磁感应现象_中产生的电动势，依产生的方式不同，它可分为感生电动势和动生电动势两类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：遵守_闭合电路欧姆_定律，即对纯电阻电路有：_I_3法拉第电磁感应定律(1)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)感生电动势的计算公式：E_n_其中n为线圈匝数依此式得到的是感生电动势的平均值考点突破例1如图所示，闭合软导线摆成边长为L的正方形置于光滑水平面上，软导线所在空间存在垂直纸面向里的匀强磁场，软导线的电阻
2、率为，横截面积为S.从t0时刻起磁感应强度随时间开始变化，变化规律是BB0kt，当软导线达到稳定形状时，磁场方向仍然垂直纸面向里，则()A软导线稳定时成圆形B稳定时软导线中的电流为C从t0时刻起到磁感应强度减为零的过程，通过软导线某个横截的电荷量为D若磁感应强度减为零后按照Bkt的规律反向增加，软导线围成的面积有扩大的趋势【解析】周长相等时，圆形面积最大，原磁场在均匀减小，根据楞次定律“增缩减扩”的原理，软导线稳定时成圆形，A正确；根据4L2r可得，r，圆的面积S0r2，感应电动势大小为E，稳定时软导线中的电流为I，其中R，联立可得电流I，B正确；如果磁感应强度保持B0不变，仅改变线圈形状，q
3、，C错误；磁感应强度减为零后按照Bkt规律反向增加，软导线围成的面积有变小趋势，D错误【答案】AB【小结】对法拉第电磁感应定律的理解(对于某一线圈)针对训练1如图所示，矩形线圈的面积为S，共有N匝，总电阻为R.垂直于线圈平面的磁场在均匀变化线圈与水平放置相距为d的两平行金属板M、N相连，M、N间有匀强磁场B.一电子以速度v射入两板间，要使电子能匀速向右运动，则线圈内的磁场将如何变化？【解析】电子向右匀速运动，根据左手定则判断电子受洛伦兹力方向向上，那么电场力的方向应向下电场方向向上，N板应带正电，M板带负电只有矩形线圈中的磁场均匀增加时，根据楞次定律，才可能产生的感应电动势使M板带负电，N板带
4、正电因为电子匀速通过电磁场区域，则Beve即EBvd而EN将式联立，得Bvd，则只有矩形线圈中的磁场以的变化率均匀增加，才能使电子向右匀速运动2如图甲，A、B为两个相同的环形线圈，共轴并靠近放置若A线圈中通有如图乙所示的变化电流i，则下列说法正确的是(B)At1到t2时间内B线圈电流方向与A线圈内电流方向相反Bt1到t3时间内B线圈电流方向一直没有发生变化Ct1时刻两线圈间作用力最大Dt2时刻两线圈间作用力最大【解析】在t1到t2时间内，若设逆时针(从左向右看)方向为正，则线圈A电流方向逆时针且大小减小，所以根据右手螺旋定则可判定穿过线圈B方向向左的磁通量大小减小，由楞次定律可知，线圈B的电流
5、方向逆时针方向，因此A、B中电流方向相同，出现相互吸引现象，故A错误；由上可知在t1到t2时间内，线圈B的电流方向逆时针方向，在t2到t3时间内，线圈A电流方向顺时针且大小增大，所以根据右手螺旋定则可判定穿过线圈B方向向右的磁通量大小增大，由楞次定律可知，线圈B的电流方向逆时针方向，所以在t1到t3时间内B线圈电流方向一直没有发生变化，故B正确；由题意可知，在t1时刻，线圈A中的电流最大，而磁通量的变化率为零，所以线圈B感应电流为零，因此两线圈间作用力为零，故C错误；在t2时刻，线圈A中的电流为零，而磁通量的变化率是最大的，所以线圈B感应电流也是最大，但A、B间的相互作用力为零，故D错误【p1
6、84】夯实基础动生电动势的计算1一般公式：如图所示，运动速度v和磁感线方向夹角为，则E_Blvsin_.动生电动势的一般计算公式EBlvsin 可以由法拉第电磁感应定律公式E推导出来，所以法拉第电磁感应定律是普遍适用的规律，对一切电磁感应现象都适用，动生电动势的计算公式EBlvsin 只是一个特例2常用公式：导体与磁感线垂直，运动速度v和磁感线方向垂直，则E_Blv_(1)在EBlv中(要求Bl、Bv、lv，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ab的长度
7、)(2)公式EBlv中，v是相对磁场的速度若v为平均速度，则E为平均电动势；若v为瞬时速度，则E为瞬时电动势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的感应电动势EBlv_Bl2_(平均速度等于中点位置线速度l)考点突破例2如图所示，空间有一匀强磁场，一直金属棒与磁感应强度方向垂直，当它以速度v沿与棒和磁感应强度都垂直的方向运动时，棒两端的感应电动势大小为E，将此棒弯成两段长度相等且相互成1200角的折弯，置于与磁感应强度相垂直的平面内，当它沿两段折线夹角平分线的方向以速度v运动时，棒两端的感应电动势大小为E，等于()A. B. C1 D.【解析】设金属棒的
8、长度为L，左侧的金属棒有效的切割长度为L，垂直切割磁感线，产生的感应电动势为EBLv，右侧的金属棒有效的切割长度为L，垂直切割磁感线，产生的感应电动势为EBLv，则，故选项B正确【答案】B针对训练3如图，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B0.使该线框从静止开始绕过圆心O、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)A. B. C. D. 【解析】若要电流相等，
9、则产生的电动势相等设半圆半径为L，从静止开始绕过圆心O以角速度匀速转动时，线框中产生的感应电动势大小为EB0L2；根据法拉第定律得ESL2；联立得，故A正确4(多选)把一块金属板折成U形的金属槽，截面MNPQ(正视图)如图所示，放置在方向垂直纸面向外、大小为B的匀强磁场中，并以速率v1水平向左匀速运动一带电微粒从槽口左侧以速度v2射入，恰能做匀速圆周运动，下列说法正确的是(ABD)A微粒一定带负电B微粒的比荷C微粒做圆周运动的周期为TD微粒做圆周运动的半径为r【解析】金属槽在匀强磁场中向左匀速运动时，将切割磁感线，上、下两板间产生电势差，由右手定则可判断出上板为正，下板为负，板间电场方向向下微
10、粒进入槽后做匀速圆周运动，重力与电场力平衡，电场力方向向上，与电场方向相反，所以微粒带负电，故A正确板间场强EBv1；因为微粒做匀速圆周运动，则重力等于电场力，方向相反，故有mgqE，得比荷，故B正确向心力由洛伦兹力提供，得到qv2Bm，得r，周期T，故C错误，D正确5用相同导线绕制的边长为l或2l的四个闭合导体线框a、b、c、d，以相同的水平速度匀速进入右侧匀强磁场，如图所示在每个线框进入磁场的过程中，M、N两点间的电压分别为Ua、Ub、Uc和Ud.下列判断正确的是(B)AUaUbUcUd BUaUbUdUcCUaUbUcUd DUbUaUdUc【解析】在线框进入磁场的过程中，MN两端的电压
11、等于线框回路中的路端电压，根据线框长度和电阻的关系依据闭合电路欧姆定律，可知UaBlv，UbBlv，UcB2lvBlv，UdB2lvBlv，所以UaUbUdUc，故B对【p185】夯实基础1自感(1)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.(3)自感系数L相关因素：与线圈的_大小_、形状、_匝数_以及是否有铁芯有关单位：亨利(H，1 mH_103_H，1 H_106_H)(4)自感电动势的方向：由楞次定律可知，自感电动势总是_阻碍_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_相反_；当回路
12、中的电流减小时，自感电动势和原来电流的方向_相同_自感对电路中的电流变化有_阻碍_作用，使电流不能突变2涡流把金属块放入变化的磁场中，或金属块进、出磁场的过程中，由于电磁感应，在金属块内部也要产生感应电流，这种电流在金属块内组成闭合回路，像水的旋涡，叫做涡流3电磁阻尼当导体在磁场中运动时，产生的感应电流会使导体受到安培力、安培力总是阻碍导体的运动，这种现象叫做电磁阻尼电磁阻尼的应用：磁电式电流表的线圈用铝框做骨架，运输磁电式仪表时，要用导线把“”“”接线柱连接起来4电磁驱动磁场相对于导体运动时，在导体中产生感应电流，导体受到安培力作用，会随着磁场运动，这种现象叫电磁驱动考点突破例3如图所示的电
13、路中，三个灯泡A、B、C完全相同，电感L自感系数很大，其直流电阻与定值电阻R相等，D为理想二极管，下列判断中正确的是()A闭合开关S的瞬间，灯泡A和C同时亮B闭合开关S的瞬间，只有灯泡C亮C闭合开关S稳定后，灯泡A、C一样亮，B不亮D在电路稳定后，断开开关S的瞬间，灯泡B、C均要闪亮一下再熄灭【解析】闭合开关的瞬间，由于二极管具有单向导电性，所以无电流通过B，由于线圈中自感电动势的阻碍，A灯逐渐变亮，所以闭合开关S的瞬间，只有灯泡C亮，A错误，B正确；由于二极管具有单向导电性，电路稳定后也无电流通过B，B不亮，电感L的直流电阻与定值电阻R相等，因此电路稳定后A、C一样亮，C正确；电感L的自感系
14、数很大，其直流电阻与定值电阻R相等，所以A、C两个支路的电流是相等的，在电路稳定后，断开开关S的瞬间，L由于产生自感电动势，相当于电源，灯泡B、C并联，所以B要亮一下再熄灭，同时由于B与C并联，流过C的电流一定比电路稳定时的电流小，所以C不能闪亮一下，而是逐渐熄灭，D错误【答案】BC【小结】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，但它不能使过程停止，更不能使过程反向2断电自感中，灯泡是否闪亮问题(1)通过灯炮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3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导线，非纯电感线圈相当于一定值电阻针对训练6(多选)如图所示的电路中，开关S闭合且电路达到稳定时，流过灯泡A和线圈L的电流分别为I1和I2，在开关S断开的瞬间，为使小灯泡能比原来更亮一些，然后逐
