《2019高考物理一轮复习第十章电磁感应第2节法拉第电磁感应定律及其应用课件新人教版.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019高考物理一轮复习第十章电磁感应第2节法拉第电磁感应定律及其应用课件新人教版.ppt（34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及其应用知识梳理考点自诊一、法拉第电磁感应定律1.感应电动势(1)概念:在 电磁感应现象中产生的电动势。(2)产生条件:穿过回路的 磁通量发生改变,与电路是否闭合 无关。(3)方向判断:感应电动势的方向用 楞次定律或 右手定则判断。知识梳理考点自诊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 磁通量的变化率成正比。(3)感应电流与感应电动势的关系:遵守闭合电路的 欧姆定律,即I= 。知识梳理考点自诊3.导体切割磁感线的情形知识梳理考点自诊二、自感、涡流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。(2)自感电动势定义
2、:在自感现象中产生的感应电动势叫作 自感电动势。表达式:E= L 。(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),1mH= 10-3H,1H= 10-6H。知识梳理考点自诊2.涡流当线圈中的电流发生变化时,在它附近的任何导体中都会产生 感应电流,这种电流像水的漩涡所以叫涡流。3.电磁阻尼导体在磁场中运动时,感应电流会使导体受到安培力,安培力的方向总是 阻碍导体的运动。4.电磁驱动如果磁场相对于导体转动,在导体中会产生 感应电流使导体受到安培力而运动起来。知识梳理考点自诊1.将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中,线圈平面与磁场方向垂直,关于线圈中产
3、生的感应电动势和感应电流,下列表述正确的是()A.感应电动势的大小与线圈的匝数无关B.穿过线圈的磁通量越大,感应电动势越大C.穿过线圈的磁通量变化越快,感应电动势越大D.感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同 答案解析解析关闭 答案解析关闭知识梳理考点自诊2.如图所示,一正方形线圈的匝数为n,边长为a,线圈平面与匀强磁场垂直,且一半处在磁场中。在t时间内,磁感应强度的方向不变,大小由B均匀地增大到2B。在此过程中,线圈中产生的感应电动势为() 答案解析解析关闭 答案解析关闭知识梳理考点自诊3.如图所示,闭合金属导线框水平放置在竖直向上的匀强磁场中,磁场的磁感应强度B的大小随时间变化而变化。
4、下列说法正确的是()A.当B增大时,线框中的感应电流一定增大B.当B增大时,线框中的感应电流一定减小C.当B减小时,线框中的感应电流一定减小D.当B减小时,线框中的感应电流可能不变 答案解析解析关闭 答案解析关闭知识梳理考点自诊4.(2017甘肃城关区期中)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之比分别为()A.ca,21B.ac,21C.ac,12D.ca,12 答案解析解析关闭 答案解析关闭知
5、识梳理考点自诊5.(2017广西宾阳县月考)在如图所示的电路中,A、B为两个完全相同的灯泡,L为自感系数较大而电阻不能忽略的线圈,E为电源,S为开关。关于两灯泡点亮和熄灭的情况,下列说法正确的是()A.合上开关,A先亮,B后亮;稳定后A、B一样亮B.合上开关,B先亮,A后亮;稳定后B比A更亮一些C.断开开关,A逐渐熄灭,B先变得更亮后再与A同时熄灭D.断开开关,B逐渐熄灭,A先变得更亮后再与B同时熄灭 答案解析解析关闭由于线圈的自感作用,合上开关,B先亮,A后亮,电流稳定后,B比A亮,选项A错误,选项B正确;断开开关,A、B都是逐渐变暗,同时熄灭,选项C、D错误。 答案解析关闭B命题点一命题点
6、二命题点三法拉第电磁感应定律的应用法拉第电磁感应定律的应用1.磁通量、磁通量的变化量、磁通量的变化率的比较命题点一命题点二命题点三2.法拉第电磁感应定律应用的三种情况3.在有关图象问题中,磁通量的变化率是-t图象上某点切线的斜率,利用斜率和线圈匝数可以确定该点感应电动势的大小。命题点一命题点二命题点三例1(2017安徽安庆质检)如图甲所示,一个电阻值为R、匝数为n的圆形金属线圈与阻值为2R的电阻R1连接成闭合回路。线圈的半径为r1,在线圈中半径为r2的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场,磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图乙所示。图线与横、纵轴的截距分别为t0和B0,导线的电阻不计。
7、求在0t1时间内:(1)通过电阻R1的电流大小和方向;(2)通过电阻R1的电荷量q。命题点一命题点二命题点三再根据楞次定律可以判断,流过电阻R1的电流方向应由b到a。思维点拨(1)B-t图象为一条倾斜直线,表示磁场均匀变化,即变化率恒定。(2)本题应区分磁场的面积和线圈的面积。命题点一命题点二命题点三应用法拉第电磁感应定律应注意的三个问题1.公式E=n求解的是一个回路中某段时间内的平均感应电动势,在磁通量均匀变化时,瞬时值才等于平均值。2.利用公式E=nS求感应电动势时,S为线圈在磁场范围内的有效面积。3.通过回路截面的电荷量q仅与n、和回路电阻R有关,与时间长短无关。即q=It=命题点一命题
8、点二命题点三即学即练即学即练1.(2017天津卷)如图所示,两根平行金属导轨置于水平面内,导轨之间接有电阻R。金属棒ab与两导轨垂直并保持良好接触,整个装置放在匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面向下。现使磁感应强度随时间均匀减小,ab始终保持静止,下列说法正确的是()A.ab中的感应电流方向由b到a B.ab中的感应电流逐渐减小C.ab所受的安培力保持不变 D.ab所受的静摩擦力逐渐减小 答案解析解析关闭原磁场的磁感应强度均匀减小,由楞次定律得感应磁场与原磁场方向相同,由安培定则可得感应电流方向由a向b,故A错误;由法拉第电磁感应定律可知,感应电动势恒定,感应电流恒定,故B错误;棒ab所受安培
9、力F安=IlB,其中I恒定,B均匀减小,l不变,F安减小,故C错误;由二力平衡Ff=F安可知Ff逐渐减小,故D正确。 答案解析关闭D命题点一命题点二命题点三2.(2017北京昌平区二模)图甲为手机及无线充电板,图乙为充电原理示意图。充电板接交流电源,对充电板供电,充电板内的送电线圈可产生交变磁场,从而使手机内的受电线圈产生交变电流,再经整流电路转变成直流电后对手机电池充电。为方便研究,现将问题做如下简化:设受电线圈的匝数为n,面积为S,若在t1到t2时间内,磁场垂直于受电线圈平面向上穿过线圈,其磁感应强度由B1均匀增加到B2。下列说法正确的是()命题点一命题点二命题点三A.c点的电势高于d点的
10、电势B.受电线圈中感应电流方向由d到c 答案解析解析关闭 答案解析关闭命题点一命题点二命题点三导体棒切割磁感线产生感应电动势的分析与计算导体棒切割磁感线产生感应电动势的分析与计算导体棒切割磁感线时,可有以下三种情况命题点一命题点二命题点三例2(2017甘肃靖远县期中)如图所示,abcd为水平放置的平行“U”形光滑金属导轨,ab与cd的间距为l,导轨间有垂直于导轨平面的匀强磁场,磁感应强度大小为B,导轨电阻不计,金属杆MN倾斜放置,与导轨成角,单位长度的电阻为r。保持金属杆以速度v沿平行于cd的方向滑动(金属杆滑动过程中与导轨接触良好),则() 答案解析解析关闭 答案解析关闭命题点一命题点二命题
11、点三思维点拨解答该题要明确以下几点:(1)金属杆切割磁感线的有效长度并不是它的实际长度,而是它的长度沿垂直速度方向的投影长度。(2)金属杆相当于电源,电路中的电流可利用欧姆定律求得。(3)金属杆的热功率可用公式P=I2R求得。命题点一命题点二命题点三例3(多选)(2017辽宁锦州二模)半径分别为r和2r的同心圆导轨固定在同一水平面内,一长为r,电阻为R的均匀直金属棒AB置于圆导轨上面,BA的延长线通过圆导轨中心O,装置的俯视图如图所示,整个装置位于一匀强磁场中,磁感应强度的大小为B,方向竖直向下。在两环之间接阻值为R的定值电阻和电容为C的电容器。直金属棒在水平外力作用下以角速度绕O逆时针匀速转
12、动,在转动过程中始终与导轨保持良好接触。导轨电阻不计。下列说法正确的是()A.金属棒中电流从A流向B 答案解析解析关闭 答案解析关闭命题点一命题点二命题点三思维点拨根据右手定则求得切割磁感线时的感应电流方向,把切割的金属棒看成电源求得电容器极板带电的正负,根据E感=Blv以及v=r求得感应电动势的大小,再根据闭合电路欧姆定律求得金属棒两端的电压,再根据Q=CU求得电容器所带的电荷量。命题点一命题点二命题点三即学即练即学即练3.(多选)(2016全国卷)法拉第圆盘发电机的示意图如图所示。铜圆盘安装在竖直的铜轴上,两铜片P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触。圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B中。圆盘旋转
13、时,关于流过电阻R的电流,下列说法正确的是()命题点一命题点二命题点三A.若圆盘转动的角速度恒定,则电流大小恒定B.若从上向下看,圆盘顺时针转动,则电流沿a到b的方向流动C.若圆盘转动方向不变,角速度大小发生变化,则电流方向可能发生变化D.若圆盘转动的角速度变为原来的2倍,则电流在R上的热功率也变为原来的2倍 答案解析解析关闭 答案解析关闭命题点一命题点二命题点三4.(多选)(2017江西渝水区月考)如图所示,水平放置的粗糙U形框架上接一个阻值为R0的电阻,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AC在水平向右的恒定拉力F作用下,由静止开始运动距离
14、d后速度达到v,半圆形硬导体AC的电阻为r,其余电阻不计。下列说法正确的是()A.此时AC两端电压为UAC=2Blv 答案解析解析关闭 答案解析关闭命题点一命题点二命题点三通电自感和断电自感通电自感和断电自感通电自感和断电自感的比较命题点一命题点二命题点三命题点一命题点二命题点三例4(2017北京卷)图甲和图乙是教材中演示自感现象的两个电路图,L1和L2为电感线圈。实验时,断开开关S1瞬间,灯A1突然闪亮,随后逐渐变暗;闭合开关S2,灯A2逐渐变亮,而另一个相同的灯A3立即变亮,最终A2与A3的亮度相同。下列说法正确的是()A.图甲中,A1与L1的电阻值相同B.图甲中,闭合S1,电路稳定后,A
15、1中电流大于L1中电流C.图乙中,变阻器R与L2的电阻值相同D.图乙中,闭合S2瞬间,L2中电流与变阻器R中电流相等 答案解析解析关闭题图甲中,S1断开的瞬间,灯A1闪亮,故稳定时IL1IA1,又由于RL1和RA1两端电压相等,故电阻RL1RA1,所以A、B均错误。题图乙中,稳定时A2与A3亮度相同,故电流相等,所以变阻器R与L2的阻值相同,C项正确,D项错误。 答案解析关闭C命题点一命题点二命题点三思维点拨线圈在电路中发生自感现象,根据楞次定律可知,感应电流要“阻碍”使原磁场变化的电流的变化。电流突然增大时,会感应出逐渐减小的反向电流,使电流逐渐增大;电流突然减小时,会感应出逐渐减小的正向电
16、流,使电流逐渐减小。命题点一命题点二命题点三1.对自感现象“阻碍”作用的理解(1)流过线圈的电流增大时,自感电动势阻碍原电流的增大,使其只能缓慢地增大。(2)流过线圈的电流减小时,自感电动势阻碍原电流的减小,使其只能缓慢地减小。2.分析自感现象的注意事项(1)断电过程线圈可等效为“电源”,该“电源”与其他电路元件形成回路。(2)若断电后通过灯泡的电流比原来强,则灯泡先闪亮,再慢慢熄灭。命题点一命题点二命题点三即学即练即学即练5.(多选)(2017四川三台县月考)如图甲、乙所示的电路中,电阻R和自感线圈L的电阻值都很小,且小于灯泡A的电阻,闭合S,使电路达到稳定,灯泡A发光,则()A.在电路甲中
17、,断开S后,A将逐渐变暗B.在电路甲中,断开S后,A将闪亮一下,然后才逐渐变暗C.在电路乙中,断开S后,A将逐渐变暗D.在电路乙中,断开S后,A将闪亮一下,然后才逐渐变暗 答案解析解析关闭题图甲所示电路中,灯A和线圈L串联,电流相同,断开S时,线圈上产生自感电动势,通过R、A形成回路,灯A逐渐变暗,选项A正确,B错误;题图乙所示电路中,电阻R和灯A串联,灯A的电阻大于线圈L的电阻,开始电流小于线圈L中的电流,断开S时,线圈L产生自感电动势通过R、A形成回路,灯A中电流比原来大,A将闪亮一下,然后逐渐变暗。 答案解析关闭AD命题点一命题点二命题点三6.(多选)(2017江西信丰县期中)如图所示,
18、A、B是完全相同的两个小灯泡,L为自感系数很大、电阻可以忽略的带铁芯的线圈,则()A.开关S闭合瞬间,A、B同时发光,随后A灯变暗直至熄灭,B灯变亮B.开关S闭合瞬间,B灯亮,A灯不亮C.断开开关S的瞬间,A、B灯同时熄灭D.断开开关S的瞬间,B灯立即熄灭,A灯突然闪亮一下再熄灭 答案解析解析关闭因线圈的自感系数很大,电阻可忽略,故闭合开关瞬间,线圈对电流的阻碍作用极大,相当于断路,故A、B同时发光,且亮度相同,当稳定后,线圈相当于导线,A灯短路,B灯两端电压为电源电压,亮度比闭合瞬间更亮,故选项A正确,B错误;断开开关瞬间,B灯立即熄灭,而线圈中的电流不会立即消失,线圈相当于一个电源使A灯中会有一短暂电流,从而使A灯突然亮一下再熄灭,故选项C错误,D正确。 答案解析关闭AD
