1、上一页返回首页下一页高三一轮总复习课时强化练理知识双层夯基析考点多维突破第 2 节 法拉第电磁感应定律 自感和涡流 上一页返回首页下一页高三一轮总复习知识点 1 法拉第电磁感应定律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电磁感应现象磁通量无关楞次定律右手定则上一页返回首页下一页高三一轮总复习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：，其中 n 为磁通量的变化率Ent线圈匝数上一页返回首页下一页高三一轮总复习知识点 2 导体切割磁感线时的感应电动势导体棒切割磁感线时，
2、可有以下三种情况：切割方式电动势表达式说明垂直切割E_倾斜切割E其中 为 v 与 B 的夹角旋转切割(以一端为轴)E_导体棒与磁场方向垂直磁场为匀强磁场BlvBlvsin 12Bl2上一页返回首页下一页高三一轮总复习知识点 3 自感和涡流1自感现象由于通过导体自身的而产生的电磁感应现象2自感电动势(1)定义：在中产生的感应电动势(2)表达式：E.(3)自感系数 L：相关因素：与线圈的大小、形状、以及是否有等因素有关单位：亨利(H)，1 mH H,1 H H.电流发生变化自感现象LIt圈数铁芯103106上一页返回首页下一页高三一轮总复习3涡流当线圈中的电流发生变化时，在它附近的导体中产生的像水
3、的旋涡一样的_感应电流上一页返回首页下一页高三一轮总复习1正误判断(1)线圈中磁通量变化越大，产生的感应电动势越大()(2)线圈中磁通量变化越快，产生的感应电动势越大()(3)线圈匝数 n 越多，磁通量越大，产生的感应电动势也越大()(4)线圈中的电流越大，自感系数也越大()(5)对于同一线圈，当电流变化越快时，线圈中的自感电动势越大()(6)自感电动势阻碍电流的变化，但不能阻止电流的变化()上一页返回首页下一页高三一轮总复习2(对法拉第电磁感应定律的理解)穿过某闭合回路的磁通量 随时间 t 变化的图象分别如图 9-2-1 中所示，下列关于该回路中的感应电动势的论述，正确的是()图 9-2-1
4、上一页返回首页下一页高三一轮总复习A图中，回路中产生的感应电动势恒定不变B图中，回路中产生的感应电动势一直在变大C图中，回路中在 0t1 时间内产生的感应电动势小于在 t1t2 时间内产生的感应电动势D图中，回路中产生的感应电动势先变小后变大【答案】D上一页返回首页下一页高三一轮总复习3(对涡流的理解)(多选)(2014江苏高考)如图 9-2-2 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，杯内的水沸腾起来若要缩短上述加热时间，下列措施可行的有()【导学号：96622163】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取走线圈中的铁芯图 9-2-2【答案】A
5、B上一页返回首页下一页高三一轮总复习4(对自感现象的理解)(多选)如图 9-2-3 所示，电源的电动势为 E，内阻 r不能忽略A、B 是两个相同的小灯泡，L 是一个自感系数相当大的线圈关于这个电路的以下说法正确的是()图 9-2-3上一页返回首页下一页高三一轮总复习A开关闭合到电路中电流稳定的时间内，A 灯立刻亮，而后逐渐变暗，最后亮度稳定B开关闭合到电路中电流稳定的时间内，B 灯立刻亮，而后逐渐变暗，最后亮度稳定C开关由闭合到断开的瞬间，A 灯闪亮一下再熄灭D开关由闭合到断开的瞬间，电流自右向左通过 A 灯【答案】AD上一页返回首页下一页高三一轮总复习核心精讲1对法拉第电磁感应定律的理解(1
6、)感应电动势的大小由线圈的匝数和穿过线圈的磁通量的变化率t 共同决定，而与磁通量 的大小、变化量 的大小没有必然联系(2)磁通量的变化率t 对应-t 图线上某点切线的斜率上一页返回首页下一页高三一轮总复习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，BS，则 EnBSt；(2)磁通量的变化是由磁场变化引起时，BS，则 EnBSt；(3)磁通量的变化是由于面积和磁场变化共同引起的，则根据定义求，|末 初|，En|B2S2B1S1|tnBSt.上一页返回首页下一页高三一轮总复习3应用法拉第电磁感应定律应注意的三个问题(1)公式 Ent 求解的是一个回路中某段时间内的平均电
7、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 EnSBt 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，与时间长短无关推导如下：q ItntR tnR.上一页返回首页下一页高三一轮总复习题组通关1(2014江苏高考)如图 9-2-4 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()【导学号：96622164】A.Ba22t B.nBa22t C.nBa2t D.2nBa2
8、t图 9-2-4B 线圈中产生的感应电动势 Ent nBt Sn2BBta22nBa22t，选项 B 正确上一页返回首页下一页高三一轮总复习2如图 9-2-5 所示，由一根金属导线绕成闭合线圈，线圈的半径分别为 R、2R，磁感应强度 B 随时间 t 的变化规律是 Bkt(k 为常数)，方向垂直于线圈平面闭合线圈中产生的感应电动势为()AkR2B3kR2C4kR2D5kR2图 9-2-5B 由法拉第电磁感应定律可得 Et，BS，故 EBt Sk(4R2R2)3kR2，选项 B 正确上一页返回首页下一页高三一轮总复习核心精讲1EBlv 的特性(1)正交性：本公式要求磁场为匀强磁场，而且 B、l、v
9、 三者互相垂直(2)有效性：公式中的 l 为导体切割磁感线的有效长度如图 9-2-6 中，导体棒的有效长度为 ab 间的距离图 9-2-6上一页返回首页下一页高三一轮总复习(3)相对性：EBlv 中的速度 v 是导体相对磁场的速度，若磁场也在运动，应注意速度间的相对关系2导体转动切割磁感线产生感应电动势的情况若长为 L 的导体棒在磁感应强度为 B 的匀强磁场中以角速度 匀速转动，则(1)以中点为轴时，E0(不同两段的代数和)(2)以端点为轴时 E12BL2平均速度取中点位置的线速度12L.(3)以任意点为轴时 E12B(L21L22)(L1L2，不同两段的代数和)上一页返回首页下一页高三一轮总
10、复习师生共研(多选)半径为 a 右端开小口的导体圆环和长为 2a 的导体直杆，单位长度电阻均为 R0.圆环水平固定放置，整个内部区域分布着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为 B.杆在圆环上以速度 v 平行于直径 CD 向右做匀速直线运动，杆始终有两点与圆环良好接触，从圆环中心 O 开始，杆的位置由 确定，如图9-2-7 所示则()A0 时，杆产生的电动势为 2BavB3时，杆产生的电动势为 3BavC0 时，杆受的安培力大小为 2B2av2R0D3时，杆受的安培力大小为3B2av53R0图 9-2-7上一页返回首页下一页高三一轮总复习【解题关键】关键信息信息解读右端开小口的导体圆环回路电阻由左侧
11、长度(电阻)和直杆电阻决定从中心 O 开始，杆的位置由 确定 不同，R 总不同，直杆的有效长度不同.上一页返回首页下一页高三一轮总复习AD 当 0 时，杆切割磁感线的有效长度 l12a，所以杆产生的电动势E1Bl1v2Bav，选项 A 正确；此时杆上的电流 I1E1a2aR02Bv2R0，杆受的安培力大小 F1BI1l1 4B2av2R0，选项 C 错误；当 3时，杆切割磁感线的有效长度 l22acos 3a，杆产生的电动势 E2Bl2vBav，选项 B 错误；此时杆上的电流 I2E22a3aa R03Bv53R0，杆受的安培力大小 F2BI2l23B2av53R0，选项 D 正确上一页返回首
12、页下一页高三一轮总复习题组通关3(多选)如图 9-2-8 所示，半径为 R 的半圆形硬导体 AB，在拉力 F 的作用下以速度 v 在水平 U 形框架上匀速滑动，且彼此接触良好匀强磁场的磁感应强度为 B，U 形框架中接有电阻 R0，AB 的电阻为 r，其余电阻不计则 AB 进入磁场的过程中()【导学号：96622165】AR0 中电流的方向由上到下B感应电动势的平均值为 BRvC感应电动势的最大值为 2BRvD感应电动势的最大值为 BRv图 9-2-8上一页返回首页下一页高三一轮总复习AC AB 进入磁场过程中根据右手定则可判断感应电流方向为逆时针，即由上向下通过 R0，故 A 正确；感应电动势
13、的平均值为：E t 12R2BRvBRv2，故 B 错误；当 AB 完全进入磁场后，其有效长度最长，最大值为 2R，则感应电动势的最大值为 Em2BRv，故 C 正确、D 错误上一页返回首页下一页高三一轮总复习4(2015全国卷)如图 9-2-9，直角三角形金属框 abc 放置在匀强磁场中，磁感应强度大小为 B，方向平行于 ab 边向上当金属框绕 ab 边以角速度 逆时针转动时，a、b、c 三点的电势分别为 Ua、Ub、Uc.已知 bc 边的长度为 l.下列判断正确的是()AUaUc，金属框中无电流BUb Uc，金属框中电流方向沿 abcaCUbc12Bl2，金属框中无电流DUbc12Bl2，
14、金属框中电流方向沿 acba图 9-2-9上一页返回首页下一页高三一轮总复习C 金属框 abc 平面与磁场平行，转动过程中磁通量始终为零，所以无感应电流产生，选项 B、D 错误；转动过程中 bc 边和 ac 边均切割磁感线，产生感应电动势，由右手定则判断 UaUc，UbUc，选项 A 错误；由转动切割产生感应电动势的公式得 Ubc12Bl2，选项 C 正确上一页返回首页下一页高三一轮总复习核心精讲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
15、动势只是延缓了过程的进行，但它不能使过程停止，更不能使过程反向上一页返回首页下一页高三一轮总复习2通电自感与断电自感的比较通电自感断电自感电路图器材规格 A1、A2 同规格，RRL，L 较大L 很大(有铁芯)，RLIA，会使得流过 A 灯的电流突然增大，从而使 A灯闪亮一下后渐渐熄灭能量转化电能转化为磁场能磁场能转化为电能上一页返回首页下一页高三一轮总复习题组通关5(多选)(2015全国卷)1824 年，法国科学家阿拉果完成了著名的“圆盘实验”实验中将一铜圆盘水平放置，在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针，如图9-2-10 所示实验中发现，当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴
16、旋转时，磁针也随着一起转动起来，但略有滞后下列说法正确的是()图 9-2-10上一页返回首页下一页高三一轮总复习A圆盘上产生了感应电动势B圆盘内的涡电流产生的磁场导致磁针转动C在圆盘转动的过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变化D圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成电流，此电流产生的磁场导致磁针转动上一页返回首页下一页高三一轮总复习AB 当圆盘转动时，圆盘的半径切割磁针产生的磁场的磁感线，产生感应电动势，选项 A 正确；如图所示，铜圆盘上存在许多小的闭合回路，当圆盘转动时，穿过小的闭合回路的磁通量发生变化，回路中产生感应电流，根据楞次定律，感应电流阻碍其相对运动，但抗拒不了相对运动，故磁
17、针会随圆盘一起转动，但略有滞后，选项 B 正确；在圆盘转动过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量始终为零，选项 C 错误；圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成的电流的磁场方向沿圆盘轴线方向，会使磁针沿轴线方向偏转，选项 D 错误上一页返回首页下一页高三一轮总复习6(多选)如图 9-2-11 所示，A、B 是相同的白炽灯，L 是自感系数很大、电阻可忽略的自感线圈下面说法正确的是()【导学号：96622166】图 9-2-11A闭合开关 S 时，A、B 灯同时亮，且达到正常B闭合开关 S 时，B 灯比 A 灯先亮，最后一样亮C闭合开关 S 时，A 灯比 B 灯先亮，最后一样亮D断开开关 S 时，A
18、灯与 B 灯同时慢慢熄灭BD 由于自感的作用，闭合开关 S 时，B 灯比 A 灯先亮，最后一样亮，选项 A、C 错误 B 正确；断开开关 S 时，L 中产生自感电动势，A 灯与 B 灯同时慢慢熄灭，选项 D 正确上一页返回首页下一页高三一轮总复习名师微博分析自感现象的两点注意1通过自感线圈中的电流不能发生突变，即通电过程中，电流是逐渐变大，断电过程中，电流是逐渐变小，此时线圈可等效为“电源”，该“电源”与其他电路元件形成回路2断电自感现象中灯泡是否“闪亮”问题的判断，在于对电流大小的分析，若断电后通过灯泡的电流比原来强，则灯泡先闪亮后再慢慢熄灭上一页返回首页下一页高三一轮总复习课时强化练（二十七）点击图标进入