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高考物理一轮总复* 第十一章 第2课时 法拉第电磁感应定律 自感和涡流(基础课时)课件 新人教版

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第2课时 法拉第电磁感应定律 自感和 涡流(基础课时) 一、法拉第电磁感应定律 1.法拉第电磁感应定律 (1)内容:闭合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:E=nΔΔΦt ,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____欧__姆_____定 E 律,即 I=_R_+__r_. 2.导体切割磁感线的情形 (1)若B、l、v相互垂直,则E=____B__lv_____. (2)E=Blvsin θ,θ为运动方向与磁感线方向的夹角. (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 = 12Bl2ω???*均速度取中点位置线速度12lω???. 二、自感和涡流 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 ①定义:在自感现象中产生的感应电动*凶鯻自__感__电__动__势__. ΔI ②表达式:E=_L_Δ_t_. (3)自感系数L ①相关因素:与线圈的____大__小_____、形状、____匝__数_____以及是 否有铁芯有关. ②单位:亨利(H),1 mH=____1_0_-_3____ H,1 μH=___1_0_-_6_____ H. 2.涡流 当线圈中的电流发生变化时,在它附*的任何导体中都会产生像 __水__的__漩__涡___状的感应电流. (1)电磁阻尼:当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. (2)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___,使导体受到安培力的作用,安培力使导体运动起来.交 流感应电动机就是利用____电__磁__驱__动____的原理工作的. 1.判断下列说法是否正确 (1)线圈中磁通量越大,产生的感应电动势越大.(× ) (2)线圈中磁通量变化越大,产生的感应电动势越大.(× ) (3)线圈中磁通量变化越快,产生的感应电动势越大.( √ ) (4)线圈中的电流越大,自感系数也越大.( × ) (5)磁场相对导体棒运动时,导体棒中也能产生感应电动势.( √ ) (6)对于同一线圈,电流变化越快,线圈中的自感电动势越 大.(√ ) 2.(人教版选修3-2·P17·T1改编)将闭合多匝线圈置于仅随时间变 化的磁场中,关于线圈中产生的感应电动势和感应电流,下列表述正 确的是( C ) 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 3.(粤教版选修3-2·P18·T3改编)如图所示,半 径为r的n匝线圈放在边长为L的正方形abcd之外, 匀强磁场充满正方形区域并垂直穿过该区域,当磁 场以ΔΔBt 的变化率变化时,线圈产生的感应电动势大 小为( B ) A.0 B.nΔΔBt ·L2 C.nΔΔBt ·πr2 D.nΔΔBt ·r2 4.(鲁科版选修3-2·P33·T1)在如图所示 的电路中,LA为灯泡,S为开关,L为有铁 芯的线圈.对于这样的电路,下列说法正确 的是( C ) A.因为线圈L通电后会产生自感现 象,所以S闭合后,灯泡LA中无电流通过 B.在S打开或闭合的瞬间,电路中都不会产生自感现象 C.当S闭合时,电路中会产生自感现象 D.在S闭合后再断开的瞬间,灯泡LA可能不立即熄灭 5.(沪科版选修3-2·P37·T1改编)(多选)变压器的铁芯是利用薄硅钢 片叠压而成的,而不是采用一整块硅钢,这是因为( BD ) A.增大涡流,提高变压器的效率 B.减小涡流,提高变压器的效率 C.增大铁芯中的电阻,以产生更多的热量 D.增大铁芯中的电阻,以减小发热量 考点一 法拉第电磁感应定律的理解及应用 1.法拉第电磁感应定律的理解 (1)感应电动势的大小由穿过闭合电路的磁通量的变化率 ΔΦ Δt 和线圈 的匝数共同决定,而与磁通量Φ、磁通量的变化量ΔΦ的大小没有必然 联系. (2)磁通量的变化率ΔΔΦt 是Φ-t图象上某点切线的斜率. 2.应用法拉第电磁感应定律的三种情况 (1)磁通量的变化是由面积变化引起时,ΔΦ=B·ΔS,则E= nBΔ·ΔtS; (2)磁通量的变化是由磁场变化引起时,ΔΦ=ΔB·S,则E= nΔΔBt·S; (3)磁通量的变化是由面积和磁场变化共同引起时,则根据定义 求,ΔΦ=Φ末-Φ初,E=nB2S2-ΔtB1S1≠nΔBΔ·tΔS. 轻质细线吊着一质量为m=0.42 kg、边长为L=1 m、匝数 n=10的正方形线圈,其总电阻为r=1 Ω.在线圈的中间位置以下区域分 布着磁场,如图甲所示.磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度大小随 时间变化关系如图乙所示.(g=10 m/s2) (1)判断线圈中产生的感应电流的方向是顺时针还是逆时针; (2)求线圈的电功率; (3)求在t=4 s时轻质细线的拉力大小. 解析 (1)由楞次定律知感应电流的方向为逆时针方向. (2)由法拉第电磁感应定律得 E=nΔΔΦt =n·12L2ΔΔBt =0.5 V 则P=Er2=0.25 W (3)I=Er =0.5 A,F安=nBIL F安+F线=mg 联立解得F线=1.2 N. 答案 (1)逆时针 (2)0.25 W (3)1.2 N 应用法拉第电磁感应定律应注意的三个问题 (1)公式E=nΔΔΦt 求解的是一个回路中某段时间内的*均电动势,在 磁通量均匀变化时,瞬时值才等于*均值. (2)利用公式E=nSΔΔBt 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、ΔΦ和回路电阻R有关,与


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