1、基础复习课第二讲 法拉第电磁感应定律 自感 涡流抓基础双基夯实 研考向考点探究 栏目导航 随堂练知能提升 小题快练1判断题(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)线圈匝数 n 越多，磁通量越大，产生的感应电动势也越大()(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()2下面关于涡流的说法中正确的是()A涡流跟平时常见的感应电流一样，都是因为穿过导体的磁通量变化而产生的B涡流不是感应电流，而是一种有别于感应电
2、流的特殊电流C涡流有热效应，但没有磁效应D在硅钢中不能产生涡流A 3.如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，将一水平放置的金属棒 ab 以水平速度v0 抛出设在整个过程中，棒的取向不变且不计空气阻力，则金属棒在运动过程中产生的感应电动势大小变化情况是()A越来越大 B越来越小C保持不变D无法判断C 4.(2015重庆卷)如图为无线充电技术中使用的受电线圈示意图，线圈匝数为 n，面积为 S.若在 t1 到 t2 时间内，匀强磁场平行于线圈轴线向右穿过线圈，其磁感应强度大小由 B1 均匀增加到 B2，则该段时间线圈两端 a 和 b 之间的电势差 ab()A恒为nSB2B1t2t1B从 0 均匀变化到n
3、SB2B1t2t1C恒为nSB2B1t2t1D从 0 均匀变化到nSB2B1t2t1C 考点一 法拉第电磁感应定律的应用(自主学习)1对法拉第电磁感应定律的理解(1)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2应用法拉第电磁感应定律的四种情况情景图研究对象回路(不一定闭合)一段直导线(或等效成直导线)绕一端转动的一段导体棒绕与 B 垂直的轴转动的导线框表达式EntEBLvsin E12BL2ENBSsin t11.Ent 的应用(2016北京卷)如图所示，匀强磁场中有两
4、个导体圆环 a、b，磁场方向与圆环所在平面垂直磁感应强度 B 随时间均匀增大两圆环半径之比为 21，圆环中产生的感应电动势分别为 Ea 和 Eb.不考虑两圆环间的相互影响下列说法正确的是()AEaEb41，感应电流均沿逆时针方向BEaEb41，感应电流均沿顺时针方向CEaEb21，感应电流均沿逆时针方向DEaEb21，感应电流均沿顺时针方向答案：B12.Bt 图象的问题(多选)如图甲所示，圆形闭合线圈内存在方向垂直纸面向外的磁场，磁感应强度随时间变化规律如图乙所示，则下列说法正确的是()A01 s 内线圈的磁通量不断增大B第 4 s 末的感应电动势为 0C01 s 内与 24 s 内的感应电流
5、大小相等D01 s 内感应电流方向为顺时针方向答案：AD13.法拉第电磁感应定律的应用(2015江苏卷)做磁共振(MRI)检查时，对人体施加的磁场发生变化时会在肌肉组织中产生感应电流某同学为了估算该感应电流对肌肉组织的影响，将包裹在骨骼上的一圈肌肉组织等效成单匝线圈，线圈的半径 r5.0 cm，线圈导线的截面积 A0.80 cm2，电阻率 1.5 m.如图所示，匀强磁场方向与线圈平面垂直，若磁感应强度 B 在 0.3 s 内从 1.5 T 均匀地减为零，求：(计算结果保留一位有效数字)(1)该圈肌肉组织的电阻 R；(2)该圈肌肉组织中的感应电动势 E；(3)0.3 s 内该圈肌肉组织中产生的热
6、量 Q.解析：(1)由电阻定律得 R2rA，代入数据得 R6103.(2)感应电动势 EBr2t，代入数据得 E4102 V.(3)由焦耳定律得 QE2R t，代入数据得 Q8108 J.答案：(1)6103 (2)4102 V(3)8108 J反思总结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 I tntRtnR.考点二 导体棒切割磁感线产生感应
7、电动势的计算(自主学习)1EBlv 的三个特性(1)正交性：本公式要求磁场为匀强磁场，而且 B、l、v 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中，导体棒的有效长度为 ab 间的距离(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当导体在垂直于磁场的平面内，绕一端以角速度 匀速转动时，产生的感应电动势为 EBl v 12Bl2，如图所示21.(2019西藏拉萨中学月考)如图，水平桌面上固定有一半径为 R 的光滑金属细圆环，环面水平，圆环总电阻为 r；空间有一匀强磁场，磁感应强度大小为 B，方向竖
8、直向下；一长度为 2R、电阻可忽略的导体棒 AC 置于圆环左侧并与环相切，切点为棒的中点一拉力作用于棒中点使其以恒定加速度 a 从静止开始向右运动，运动过程中棒与圆环接触良好下列说法正确的是()A棒通过整个圆环所用的时间为2RaB棒经过环心时流过棒的电流为4BR 2aRrC棒经过环心时所受安培力的大小为16B2R2 2aRrD棒运动过程中产生的感应电流在棒中由 A 流向 C解析：由于棒做匀加速运动，棒通过整个环的时间为：2R12at2，即 t2Ra，故A 错误；棒经过环心时速度为：v22aR，即 v 2aR，此时产生电流为：IBLvr心B2R 2aRr48BR 2aRr，故 B 错误；棒经过环
9、心时受到的安培力为：FBIL16B2R2 2aRr，故 C 正确当棒运动过程中，由右手定则可得感应电流方向为从 C到 A，故 D 错误答案：C22.平动切割(多选)(2018江西赣州高三二模)1831 年 10 月 28 日，法拉第展示了他发明的圆盘发电机，其示意图如图所示，水平铜盘可绕竖直铜轴转动，两铜片 M、N分别与铜盘边缘和铜轴连接，使整个铜盘处于竖直向上的匀强磁场中M和 N 之间连接阻值为 R 的电阻和滑动变阻器 RP，若从上往下看，铜盘转动的方向为顺时针方向已知铜盘的半径为 L，铜盘转动的角速度为，铜盘连同两铜片对电流的等效电阻值为 r，磁感应强度为 B，下列说法正确的是()A导体
10、R 中的电流方向从 a 到 bB铜盘转动产生的感应电动势大小为12BL2C导体 R 的最大功率为B2L4R24Rr2D如果 RPRr，则滑动变阻器的最大功率为 B2L4216Rr解析：若从上往下看，铜盘转动的方向为顺时针方向，根据右手定则可知，导体 R中的电流方向从 b 到 a，故 A 错误；根据法拉第电磁感应定律得：铜盘转动产生的感应电动势为 E12BL2，故 B 正确；根据闭合电路欧姆定律得：IErRRP，则导体 R 的功率为 PI2RErRRP2R，当 RP0 时，导体 R 的功率最大，即PmB2L4R24Rr2，故 C 正确；把导体 R 等效成电源的内阻，则电流的等效内阻为 rrR，此
11、时外电路只有RP，故当 RP r R 时，滑动变阻器的功率最大，即 Pm B2L4216Rr，故 D正确答案：BCD考点三 通电自感和断电自感(自主学习)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2三点注意、三个技巧31.(2018辽宁本溪检测)图中 L 是绕在铁芯上的线圈，它与电阻 R、R0、开关和电池 E 可构成闭合电路线圈中的箭头表示线圈电流的正方向，当电流的流向与箭头的
12、方向相同时，该电流为正，否则为负开关 K1 和 K2 都处在断开状态设在 t0 时刻接通 K1，经过一段时间后，在 tt1 时刻，再接通 K2，则能正确表示L 中的电流 i 随时间 t 变化的图线是下面给出的四个图中的()解析：只闭合 K1，由于线圈的自感现象，L 中的电流逐渐增大；最后增大到稳定值，再闭合 K2，导线把线圈 L 和电阻 R 短路，由于线圈的自感现象，L 中的电流由原值开始逐渐减小，方向不变，最后减小到零故选 A.答案：A32.涡流 如图，在一根竖直放置的铜管的正上方某处从静止开始释放一个强磁体，在强磁体沿着铜管中心轴线穿过铜管的整个过程中，不计空气阻力，那么()A由于铜是非磁
13、性材料，故强磁体运动的加速度始终等于重力加速度B由于铜是金属材料，能够被磁化，使得强磁体进入铜管时加速度大于重力加速度，离开铜管时加速度小于重力加速度C由于铜是金属材料，在强磁体穿过铜管的整个过程中，铜管中都有感应电流，强磁体的加速度始终小于重力加速度D由于铜是金属材料，铜管可视为闭合回路，强磁体进入和离开铜管时产生感应电流，在进入和离开铜管时加速度都小于重力加速度，但在铜管内部时加速度等于重力加速度答案：C1电磁炉是利用电磁感应现象产生的涡流，使锅体发热从而加热食物，下列相关的说法中正确的是()A锅体中涡流的强弱与磁场变化的频率有关B电磁炉中通入电压足够高的直流电也能正常工作C金属或环保绝缘
14、材料制成的锅体都可以利用电磁炉来烹饪食物D电磁炉的上表面一般都用金属材料制成，以加快热传递、减少热损耗A 2(多选)(2019江苏高级中学开学检测)在磁感应强度为 B 的匀强磁场中，有一与磁场方向垂直长度为 L 的金属杆 aO，已知 abbccOL3，a、c 与磁场中以 O为圆心的同心圆金属轨道始终接触良好一电容为 C 的电容器接在轨道上，如图所示，当金属杆在与磁场垂直的平面内以 O 为轴，以角速度 顺时针匀速转动时()BC AUac2UabBUac2UbOC电容器带电量 Q49BL2CD若在 eO 间连接一个理想电压表，则电压表示数为零解析：根据杆转动切割磁感线产生感应电动势的公式 E12B
15、L2 得：aO、bO、cO间的电势差分别为：UaO12BL2，UbO12B2L3229BL2，UcO12BL32 118BL2，则 UacUaOUcO49BL2，可得 Uac2UbO，故 A 错误，B 正确；电容器板间电压等于 ac 间的电势差，则电容器所带电量为 QCUac49BL2C，故 C 正确；若在 eO 间连接一个电压表，UeOUcO 118BL2，故 D 错误3(多选)如图甲所示，线圈的匝数 n100 匝，横截面积 S50 cm2，线圈总电阻r10，沿轴向有匀强磁场，设图示磁场方向为正，磁场的磁感应强度随时间做如图乙所示变化，则在开始的 0.1 s 内，下列说法正确的是()BD A磁通量的变化量为 0.25 WbB磁通量的变化率为 2.5102 Wb/sCa、b 间电压为 0D在 a、b 间接一个理想电流表时，电流表的示数为 0.25 A4(多选)如图所示，一导线弯成直径为 d 的半圆形闭合回路虚线 MN 右侧有磁感应强度为 B 的匀强磁场，方向垂直于回路所在的平面回路以速度 v 向右匀速进入磁场，直径 CD 始终与 MN 垂直从 D 点到达边界开始到 C 点进入磁场为止，下列说法中正确的是()AD A感应电流方向为逆时针方向BCD 段直导线始终不受安培力C感应电动势的最大值 EBdvD感应电动势的平均值 E 18Bdv
