全國通用版2018高考物理大一輪復(fù)習(xí)第十章電磁感應(yīng)第2課時法拉第電磁感應(yīng)定律自感渦流課件

1、第第2 2課時法拉第電磁感應(yīng)定律自感、渦流課時法拉第電磁感應(yīng)定律自感、渦流回扣教材回扣教材考點掃描考點掃描真題在線真題在線回扣教材回扣教材梳理知識梳理知識 夯基礎(chǔ)夯基礎(chǔ)知識整合知識整合一、法拉第電磁感應(yīng)定律一、法拉第電磁感應(yīng)定律1.1.感應(yīng)電動勢感應(yīng)電動勢(1)(1)概念概念: :在在 中產(chǎn)生的電動勢中產(chǎn)生的電動勢. .(2)(2)產(chǎn)生條件產(chǎn)生條件: :穿過回路的穿過回路的 發(fā)生改變發(fā)生改變, ,與電路是否閉合與電路是否閉合 . .(3)(3)方向判斷方向判斷: :感應(yīng)電動勢的方向用感應(yīng)電動勢的方向用 或或 判斷判斷. .2.2.法拉第電磁感應(yīng)定律法拉第電磁感應(yīng)定律(1)(1)內(nèi)容內(nèi)容: :感

2、應(yīng)電動勢的大小跟穿過這一電路的感應(yīng)電動勢的大小跟穿過這一電路的 成正比成正比. .(2)(2)公式公式:E= ,:E= ,其中其中n n為線圈匝數(shù)為線圈匝數(shù). .(3)(3)感應(yīng)電流與感應(yīng)電動勢的關(guān)系感應(yīng)電流與感應(yīng)電動勢的關(guān)系: :遵守閉合電路的遵守閉合電路的 定律定律, ,即即I=I= . .電磁感應(yīng)現(xiàn)象電磁感應(yīng)現(xiàn)象磁通量磁通量無關(guān)無關(guān)楞次定律楞次定律右手定則右手定則磁通量的變化率磁通量的變化率nt歐姆歐姆ERr3.3.導(dǎo)體切割磁感線時的感應(yīng)電動勢導(dǎo)體切割磁感線時的感應(yīng)電動勢(1)(1)垂直切割垂直切割:E=:E= , ,式中式中l(wèi) l為導(dǎo)體切割磁感線的有效長度為導(dǎo)體切割磁感線的有效長度.

3、.(2)(2)不垂直切割不垂直切割:E=:E= , ,式中式中為為v v與與B B的夾角的夾角.(3)(3)勻速轉(zhuǎn)動勻速轉(zhuǎn)動: :導(dǎo)體棒以某一端點為軸導(dǎo)體棒以某一端點為軸, ,在勻強(qiáng)磁場中垂直于磁感線方向勻在勻強(qiáng)磁場中垂直于磁感線方向勻速轉(zhuǎn)動產(chǎn)生感應(yīng)電動勢速轉(zhuǎn)動產(chǎn)生感應(yīng)電動勢E=BlE=Bl = = ( (平均速度等于中點位置的線速平均速度等于中點位置的線速度度 ll).).(4)(4)下面圖示情況下面圖示情況,a,b,c,d,a,b,c,d四段導(dǎo)體兩端的感應(yīng)電動勢各為多大四段導(dǎo)體兩端的感應(yīng)電動勢各為多大? ?Ea=Ea= ;Eb;Eb= = ;Ec;Ec= = ;Ed=;Ed= . .導(dǎo)體導(dǎo)

4、體b b向垂直于導(dǎo)體棒的方向運動時向垂直于導(dǎo)體棒的方向運動時, ,感應(yīng)電動勢最大感應(yīng)電動勢最大, ,最大是最大是 . .v212BI12sinBlvBlvBlvBlvsinBlvsin BlvBlvBlvBlvBlvBlvBlvBlv二、自感、渦流二、自感、渦流1.1.自感現(xiàn)象自感現(xiàn)象(1)(1)概念概念: :由于導(dǎo)體本身的由于導(dǎo)體本身的 變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象稱為自感變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象稱為自感. .(2)(2)自感電動勢自感電動勢定義定義: :在自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢叫做在自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢叫做 . .表達(dá)式表達(dá)式:E=:E= . .(3)(3)自感系數(shù)自感系數(shù)L L相關(guān)

5、因素相關(guān)因素: :與線圈的與線圈的 、形狀、形狀、 以及是否有鐵芯有關(guān)以及是否有鐵芯有關(guān). .單位單位: :亨利亨利(H),1 mH(H),1 mH= = H,1 HH,1 H= = H.H.電流電流自感電動勢自感電動勢ILt大小大小匝數(shù)匝數(shù)1010-3-31010-6-6(4)(4)如圖所示如圖所示, ,線圈的電阻不計線圈的電阻不計. .開關(guān)閉合時開關(guān)閉合時, ,燈泡燈泡R R的亮度變化情況是的亮度變化情況是 . .開關(guān)由閉合到斷開瞬間開關(guān)由閉合到斷開瞬間, ,燈泡燈泡R R的亮度變化情況是的亮度變化情況是 . .2.2.渦流渦流當(dāng)線圈中的電流發(fā)生變化時當(dāng)線圈中的電流發(fā)生變化時, ,在它附近

6、的任何導(dǎo)體中都會產(chǎn)生在它附近的任何導(dǎo)體中都會產(chǎn)生 , ,這種電流像水的旋渦這種電流像水的旋渦, ,所以叫渦流所以叫渦流. .先變亮先變亮, ,后逐漸熄滅后逐漸熄滅閃亮一下閃亮一下, ,后逐漸熄滅后逐漸熄滅感應(yīng)電流感應(yīng)電流問題思考問題思考1.1.應(yīng)用傳感器與計算機(jī)結(jié)合能即時反映電流的迅速變化應(yīng)用傳感器與計算機(jī)結(jié)合能即時反映電流的迅速變化. .分別按圖分別按圖( (甲甲) )、圖、圖( (乙乙) )連接電路連接電路, ,開關(guān)閉合時開關(guān)閉合時, ,兩次測得的電流變化情況分別如兩次測得的電流變化情況分別如( (丙丙)()(丁丁) )所示所示. .選修選修3-2P3-2P2323圖圖4.6-54.6-5

7、(1)(1)兩次測得的電流兩次測得的電流- -時間圖像有什么不同時間圖像有什么不同? ?這種不同是由哪個元件引起的這種不同是由哪個元件引起的? ?(2)(2)應(yīng)用楞次定律分析圖應(yīng)用楞次定律分析圖( (甲甲) )實驗電流隨時間為什么是這種變化實驗電流隨時間為什么是這種變化? ?答案答案: : (1) (1)圖圖( (甲甲) )電路的電流增加得緩慢電路的電流增加得緩慢, ,圖圖( (乙乙) )電路的電流立即增加電路的電流立即增加, ,這種不同是由圖這種不同是由圖( (甲甲) )電路中的線圈電路中的線圈L L引起的引起的. .(2)(2)在圖在圖( (甲甲) )的電路中的電路中, ,開關(guān)閉合的瞬間開

8、關(guān)閉合的瞬間, ,電流增加電流增加, ,線圈線圈L L中產(chǎn)生感應(yīng)電中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢動勢. .根據(jù)楞次定律根據(jù)楞次定律, ,感應(yīng)電動勢會阻礙電流的增加感應(yīng)電動勢會阻礙電流的增加, ,所以電流增加是緩所以電流增加是緩慢的慢的. .2.2.如圖所示如圖所示, ,彈簧上端固定彈簧上端固定, ,下端懸掛一個磁鐵下端懸掛一個磁鐵. .將磁鐵托起到某一高度后將磁鐵托起到某一高度后放開放開, ,磁鐵能上下振動較長時間才停下來磁鐵能上下振動較長時間才停下來. .如果在磁鐵下端放一個固定的閉如果在磁鐵下端放一個固定的閉合線圈合線圈, ,使磁極上下振動時穿過它使磁極上下振動時穿過它, ,磁鐵就會很快停下來磁鐵就會很

9、快停下來. .選修選修3-2P3-2P2828圖圖4.7-124.7-12(1)(1)沒有閉合線圈時沒有閉合線圈時, ,磁鐵上下振動時能量轉(zhuǎn)化情況是怎樣的磁鐵上下振動時能量轉(zhuǎn)化情況是怎樣的? ?機(jī)械能損機(jī)械能損失的主要原因是什么失的主要原因是什么? ?(2)(2)有閉合線圈時有閉合線圈時, ,磁鐵上下振動時能量轉(zhuǎn)化情況是怎樣的磁鐵上下振動時能量轉(zhuǎn)化情況是怎樣的? ?機(jī)械能損失機(jī)械能損失的主要原因是什么的主要原因是什么? ?答案答案: : (1) (1)沒有閉合線圈時沒有閉合線圈時, ,磁鐵的動能、重力勢能與彈簧的彈性勢能磁鐵的動能、重力勢能與彈簧的彈性勢能相互轉(zhuǎn)化相互轉(zhuǎn)化. .若只有重力和彈簧

10、彈力做功若只有重力和彈簧彈力做功, ,機(jī)械能守恒機(jī)械能守恒, ,磁鐵的上下振動不磁鐵的上下振動不會停止會停止, ,由于空氣阻力的原因由于空氣阻力的原因, ,機(jī)械能會緩慢地?fù)p失機(jī)械能會緩慢地?fù)p失. .(2)(2)有閉合線圈時有閉合線圈時, ,磁鐵的動能、重力勢能、彈簧的彈性勢能相互轉(zhuǎn)化磁鐵的動能、重力勢能、彈簧的彈性勢能相互轉(zhuǎn)化, ,同時機(jī)械能又轉(zhuǎn)化為線圈中的電能同時機(jī)械能又轉(zhuǎn)化為線圈中的電能. .由于電磁阻尼的存在由于電磁阻尼的存在, ,機(jī)械能轉(zhuǎn)化機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能是機(jī)械能損失的主要原因為電能是機(jī)械能損失的主要原因. .3.3.如圖所示如圖所示,A,B,A,B兩個閉合線圈用同樣的導(dǎo)線制成兩個閉合

11、線圈用同樣的導(dǎo)線制成, ,匝數(shù)均為匝數(shù)均為1010匝匝, ,半徑半徑rArA=2rB,=2rB,圖示區(qū)域內(nèi)有勻強(qiáng)磁場圖示區(qū)域內(nèi)有勻強(qiáng)磁場, ,且磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間均勻變化且磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間均勻變化. .選修選修3-2P3-2P1818圖圖4.4-74.4-7(1)A,B(1)A,B線圈的電阻之比線圈的電阻之比R RA ARRB B是多少是多少? ?(2)A,B(2)A,B線圈的面積之比線圈的面積之比S SA ASSB B是多少是多少? ?答案答案: : (1)21 (1)21(2)41 (2)41 (3)A,B(3)A,B線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流之比線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流之比I IA AIIB B是多

12、少是多少? ?答案答案: : (3)21 (3)21考點掃描考點掃描重點透析重點透析 通熱點通熱點考點一法拉第電磁感應(yīng)定律的理解與應(yīng)用考點一法拉第電磁感應(yīng)定律的理解與應(yīng)用要點透析要點透析1.1.幾種典型的求解感應(yīng)電動勢的情況幾種典型的求解感應(yīng)電動勢的情況2.2.應(yīng)用注意點應(yīng)用注意點典例突破典例突破解析解析: : (1) (1)由楞次定律知感應(yīng)電流的方向為逆時針方向由楞次定律知感應(yīng)電流的方向為逆時針方向. .【例【例1 1】 輕質(zhì)細(xì)線吊著一質(zhì)量為輕質(zhì)細(xì)線吊著一質(zhì)量為m=0.42 kgm=0.42 kg、邊長為、邊長為L=1 mL=1 m、匝數(shù)、匝數(shù)n=10n=10的的正方形線圈正方形線圈, ,其

13、總電阻為其總電阻為r=1 .r=1 .在線圈的中間位置以下區(qū)域分布著磁場在線圈的中間位置以下區(qū)域分布著磁場, ,如圖如圖( (甲甲) )所示所示. .磁場方向垂直紙面向里磁場方向垂直紙面向里, ,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時間變化關(guān)系磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時間變化關(guān)系如圖如圖( (乙乙) )所示所示. .(1)(1)判斷線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向判斷線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向是順時針還是逆時針是順時針還是逆時針; ;答案答案: : (1) (1)逆時針逆時針 (2)(2)求在求在t=4 st=4 s時輕質(zhì)細(xì)線的拉力大小時輕質(zhì)細(xì)線的拉力大小; ;(3)(3)求在求在0 06 s6 s內(nèi)通過導(dǎo)線橫截面的電荷量內(nèi)通

14、過導(dǎo)線橫截面的電荷量. .(3)(3)由由q=It,q=It,得得q=0.5q=0.56 C=3 C.6 C=3 C.答案答案: : (2)1.2 N (2)1.2 N(3)3 C(3)3 C題后反思題后反思 法拉第電磁感應(yīng)定律解題技巧法拉第電磁感應(yīng)定律解題技巧1 1.法拉第電磁感應(yīng)定律的理解法拉第電磁感應(yīng)定律的理解 (2016(2016天津調(diào)研天津調(diào)研)()(多選多選) )如圖所示如圖所示, ,閉閉合金屬導(dǎo)線框放置在豎直向上的勻強(qiáng)磁場中合金屬導(dǎo)線框放置在豎直向上的勻強(qiáng)磁場中, ,磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小隨時間變化而變化隨時間變化而變化. .下列說法中正確的是下列說法中正確

15、的是( ( ) ) 即時鞏固即時鞏固ADADA.A.當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度增大時當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度增大時, ,線框中的感應(yīng)電流可能減小線框中的感應(yīng)電流可能減小B.B.當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度增大時當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度增大時, ,線框中的感應(yīng)電流一定增大線框中的感應(yīng)電流一定增大C.C.當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度減小時當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度減小時, ,線框中的感應(yīng)電流一定增大線框中的感應(yīng)電流一定增大D.D.當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度減小時當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度減小時, ,線框中的感應(yīng)電流可能不變線框中的感應(yīng)電流可能不變2 2. .導(dǎo)學(xué)號導(dǎo)學(xué)號 0062266600622666 法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用 如圖所示如圖所示, ,虛線虛線MNMN表表示正方形金屬

16、框的一條對稱軸示正方形金屬框的一條對稱軸,A,B,C,A,B,C是三個磁感線均勻分布的有界磁場是三個磁感線均勻分布的有界磁場區(qū)區(qū), ,區(qū)內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間變化的規(guī)律都滿足區(qū)內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間變化的規(guī)律都滿足B=ktB=kt, ,金屬框按照圖示方式金屬框按照圖示方式處在磁場中處在磁場中, ,測得金屬框在測得金屬框在A A區(qū)中的感應(yīng)電流為區(qū)中的感應(yīng)電流為I I0 0, ,在在B B區(qū)和區(qū)和C C區(qū)內(nèi)感應(yīng)電流區(qū)內(nèi)感應(yīng)電流分別為分別為I IB B,I,IC C, ,以下判斷中正確的是以下判斷中正確的是( ( ) )B BA.IA.IB B=2I=2I0 0,I,IC C=2I=2I0 0 B.IB.I

17、B B=2I=2I0 0,I,IC C=0=0C.IC.IB B=0,I=0,IC C=0=0 D.I D.IB B=I=I0 0,I,IC C=0=0考點二導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的計算考點二導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的計算要點透析要點透析1.1.公式公式E=BlvE=Blv的使用條件的使用條件(1)(1)勻強(qiáng)磁場勻強(qiáng)磁場. .(2)B,l,v(2)B,l,v三者相互垂直三者相互垂直. .2.E=Blv2.E=Blv的的“四性四性”(1)(1)正交性正交性: :本公式是在一定條件下得出的本公式是在一定條件下得出的, ,除磁場為勻強(qiáng)磁場外除磁場為勻強(qiáng)磁場外, ,還需還需B,l,vB,l,

18、v三者互相垂直三者互相垂直. .(2)(2)瞬時性瞬時性: :若若v v為瞬時速度為瞬時速度, ,則則E E為相應(yīng)的瞬時感應(yīng)電動勢為相應(yīng)的瞬時感應(yīng)電動勢. .(3)(3)有效性有效性: :公式中的公式中的l l為導(dǎo)體切割磁感線的有效長度為導(dǎo)體切割磁感線的有效長度. .如圖如圖, ,棒的有效長度為棒的有效長度為abab間的距離間的距離. .(4)(4)相對性相對性:E=Blv:E=Blv中的速度中的速度v v是導(dǎo)體相對磁場的速度是導(dǎo)體相對磁場的速度, ,若磁場也在運動若磁場也在運動, ,應(yīng)注意速度間的相對關(guān)系應(yīng)注意速度間的相對關(guān)系. .典例突破典例突破【例【例2 2】 如圖所示如圖所示, ,兩個

19、端面半徑同為兩個端面半徑同為R R的圓柱形鐵芯同軸水平放置的圓柱形鐵芯同軸水平放置, ,相對相對的端面之間有一縫隙的端面之間有一縫隙, ,鐵芯上繞導(dǎo)線并與電源連接鐵芯上繞導(dǎo)線并與電源連接, ,在縫隙中形成一勻強(qiáng)在縫隙中形成一勻強(qiáng)磁場磁場. .一銅質(zhì)細(xì)直棒一銅質(zhì)細(xì)直棒abab水平置于縫隙中水平置于縫隙中, ,且與圓柱軸線等高、垂直且與圓柱軸線等高、垂直. .讓銅棒讓銅棒從靜止開始自由下落從靜止開始自由下落, ,銅棒下落距離為銅棒下落距離為0.2R0.2R時銅棒中電動勢大小為時銅棒中電動勢大小為E E1 1, ,下下落距離為落距離為0.8R0.8R時電動勢大小為時電動勢大小為E E2 2. .忽略

20、渦流損耗和邊緣效應(yīng)忽略渦流損耗和邊緣效應(yīng). . 解析解析: : (1) (1)由安培定則知棒處的磁場方向向左由安培定則知棒處的磁場方向向左, ,再用右手定則判定出再用右手定則判定出b b端電端電勢高勢高. .(1)(1)判斷銅棒離開磁場前兩端的電勢高低判斷銅棒離開磁場前兩端的電勢高低; ;答案答案: : (1)b(1)b端電勢高端電勢高 (2)E(2)E1 1與與E E2 2的大小之比是多少的大小之比是多少? ?答案答案: : (2) (2) 63題后反思題后反思 有效長度的理解及電勢高低的判斷有效長度的理解及電勢高低的判斷(1)(1)有效長度的理解有效長度的理解:E=Blvsin:E=Blv

21、sin 中的中的l l為有效切割長度為有效切割長度, ,即導(dǎo)體在與即導(dǎo)體在與v v垂垂直方向上的投影長度直方向上的投影長度; ;若導(dǎo)體本身不是直線而是彎曲的若導(dǎo)體本身不是直線而是彎曲的, ,則則l l是此導(dǎo)體兩端是此導(dǎo)體兩端的距離的距離. .(2)(2)電勢高低的判斷電勢高低的判斷: :把產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的那部分電路或?qū)w當(dāng)作電源的把產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的那部分電路或?qū)w當(dāng)作電源的內(nèi)電路內(nèi)電路, ,那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源. .若電路是不閉合的若電路是不閉合的, ,則先假設(shè)有電流通過則先假設(shè)有電流通過, ,然后應(yīng)用楞次定律或右手定則判斷出電流的方向然后應(yīng)用楞次定律或右手定則判斷出電流的

22、方向. .電源內(nèi)部電流的方向是電源內(nèi)部電流的方向是由負(fù)極由負(fù)極( (低電勢低電勢) )流向正極流向正極( (高電勢高電勢),),外電路順著電流方向每經(jīng)過一個電阻外電路順著電流方向每經(jīng)過一個電阻電勢都要降低電勢都要降低. .1.1.導(dǎo)學(xué)號導(dǎo)學(xué)號 0062266700622667 平動切割平動切割(20162016上海模擬上海模擬)()(多選多選) )如圖所示如圖所示, ,一導(dǎo)一導(dǎo)線彎成閉合線圈線彎成閉合線圈, ,以速度以速度v v向左勻速進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為向左勻速進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B B的勻強(qiáng)磁場的勻強(qiáng)磁場, ,磁場方磁場方向垂直平面向外向垂直平面向外, ,線圈總電阻為線圈總電阻為R,R,從線圈進(jìn)入

23、磁場開始到完全進(jìn)入磁場為從線圈進(jìn)入磁場開始到完全進(jìn)入磁場為止止, ,下列結(jié)論正確的是下列結(jié)論正確的是( ( ) )即時鞏固即時鞏固ABABA.A.感應(yīng)電流一直沿順時針方向感應(yīng)電流一直沿順時針方向B.B.線圈受到的安培力先增大線圈受到的安培力先增大, ,后減小后減小C.C.感應(yīng)電動勢的最大值感應(yīng)電動勢的最大值E=BrvE=BrvD.D.穿過線圈某個橫截面的電荷量為穿過線圈某個橫截面的電荷量為22B rrR2 2.轉(zhuǎn)動切割轉(zhuǎn)動切割 (2016(2016全國全國卷卷,20)(,20)(多選多選) )法拉第圓盤發(fā)電機(jī)的示意圖如法拉第圓盤發(fā)電機(jī)的示意圖如圖所示圖所示. .銅圓盤安裝在豎直的銅軸上銅圓盤安

24、裝在豎直的銅軸上, ,兩銅片兩銅片P,QP,Q分別與圓盤的邊緣和銅軸分別與圓盤的邊緣和銅軸接觸接觸. .圓盤處于方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場圓盤處于方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場B B中中. .圓盤旋轉(zhuǎn)時圓盤旋轉(zhuǎn)時, ,關(guān)于流過電阻關(guān)于流過電阻R R的電流的電流, ,下列說法正確的是下列說法正確的是( ( ) )ABABA.A.若圓盤轉(zhuǎn)動的角速度恒定若圓盤轉(zhuǎn)動的角速度恒定, ,則電流大小恒定則電流大小恒定B.B.若從上向下看若從上向下看, ,圓盤順時針轉(zhuǎn)動圓盤順時針轉(zhuǎn)動, ,則電流沿則電流沿a a到到b b的方向流動的方向流動C.C.若圓盤轉(zhuǎn)動方向不變?nèi)魣A盤轉(zhuǎn)動方向不變, ,角速度大小發(fā)生變化角速度大小發(fā)生

25、變化, ,則電流方向可能發(fā)生變化則電流方向可能發(fā)生變化D.D.若圓盤轉(zhuǎn)動的角速度變?yōu)樵瓉淼娜魣A盤轉(zhuǎn)動的角速度變?yōu)樵瓉淼? 2倍倍, ,則電流在則電流在R R上的熱功率也變?yōu)樵瓉砩系臒峁β室沧優(yōu)樵瓉淼牡? 2倍倍3.3.實際自然現(xiàn)象中感應(yīng)電動勢的分析計算實際自然現(xiàn)象中感應(yīng)電動勢的分析計算 某地的地磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度的豎某地的地磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度的豎直分量方向向下直分量方向向下, ,大小為大小為4.54.51010-5-5 T. T.一靈敏電壓表連接在當(dāng)?shù)厝牒：佣我混`敏電壓表連接在當(dāng)?shù)厝牒：佣蔚膬砂兜膬砂? ,河寬河寬100 m,100 m,該河段漲潮和落潮時有海水該河段漲潮和落潮時有海水( (視為導(dǎo)體視

26、為導(dǎo)體) )流過流過. .設(shè)落潮時設(shè)落潮時, ,海水自西向東流海水自西向東流, ,流速為流速為2 m/s2 m/s. .下列說法正確的是下列說法正確的是( ( ) )A.A.電壓表記錄的電壓為電壓表記錄的電壓為5 mV,5 mV,河南岸的電勢較高河南岸的電勢較高B.B.電壓表記錄的電壓為電壓表記錄的電壓為9 mV,9 mV,河北岸的電勢較高河北岸的電勢較高C.C.電壓表記錄的電壓為電壓表記錄的電壓為9 mV,9 mV,河南岸的電勢較高河南岸的電勢較高D.D.電壓表記錄的電壓為電壓表記錄的電壓為5 mV,5 mV,河北岸的電勢較高河北岸的電勢較高B B解析解析: :由由E=BLvE=BLv=4.

27、5=4.51010-5-51001002 V=92 V=91010-3-3 V=9 mV. V=9 mV.再由右手定則可判再由右手定則可判斷河北岸電勢高斷河北岸電勢高, ,故選項故選項B B正確正確. .考點三自感和渦流考點三自感和渦流 要點透析要點透析1.1.自感現(xiàn)象的四大特點自感現(xiàn)象的四大特點(1)(1)自感電動勢總是阻礙導(dǎo)體中原電流的變化自感電動勢總是阻礙導(dǎo)體中原電流的變化. .(2)(2)通過線圈中的電流不能發(fā)生突變通過線圈中的電流不能發(fā)生突變, ,只能緩慢變化只能緩慢變化. .(3)(3)電流穩(wěn)定時電流穩(wěn)定時, ,自感線圈就相當(dāng)于普通導(dǎo)體自感線圈就相當(dāng)于普通導(dǎo)體. .(4)(4)線圈

28、的自感系數(shù)越大線圈的自感系數(shù)越大, ,自感現(xiàn)象越明顯自感現(xiàn)象越明顯. .自感電動勢只是延緩了過程的自感電動勢只是延緩了過程的進(jìn)行進(jìn)行, ,但它不能使過程停止但它不能使過程停止, ,更不能使過程反向更不能使過程反向. .2.2.自感中自感中“閃亮閃亮”與與“不閃亮不閃亮”問題問題與線圈串聯(lián)的燈泡與線圈串聯(lián)的燈泡與線圈并聯(lián)的燈泡與線圈并聯(lián)的燈泡電電路路圖圖通通電電時時電流逐漸增大電流逐漸增大, ,燈泡逐漸變亮燈泡逐漸變亮, ,直到穩(wěn)定直到穩(wěn)定電流突然增大電流突然增大, ,然后逐漸減小然后逐漸減小達(dá)到穩(wěn)定達(dá)到穩(wěn)定斷斷電電時時電流逐漸減小電流逐漸減小, ,燈泡逐漸變暗燈泡逐漸變暗, ,電流方向不變電流

29、方向不變?nèi)羧鬒 I2 2II1 1, ,燈泡逐漸變暗燈泡逐漸變暗; ;若若I I2 2II1 1, ,燈泡閃亮后逐漸燈泡閃亮后逐漸變暗變暗. .兩種情況燈泡中電流方向均兩種情況燈泡中電流方向均改變改變典例突破典例突破【例【例3 3】 如圖所示如圖所示, ,電源的電動勢為電源的電動勢為E,E,內(nèi)阻內(nèi)阻r r不能忽略不能忽略.A,B.A,B是兩個相同的小是兩個相同的小燈泡燈泡,L,L是一個自感系數(shù)相當(dāng)大的線圈是一個自感系數(shù)相當(dāng)大的線圈( (內(nèi)阻不計內(nèi)阻不計).).關(guān)于這個電路的以下說關(guān)于這個電路的以下說法正確的是法正確的是( () ) A.A.開關(guān)閉合到電路中電流穩(wěn)定的時間內(nèi)開關(guān)閉合到電路中電流穩(wěn)

30、定的時間內(nèi),A,A燈立刻亮燈立刻亮, ,而后逐漸變暗而后逐漸變暗, ,最后亮最后亮度穩(wěn)定度穩(wěn)定B.B.開關(guān)閉合到電路中電流穩(wěn)定的時間內(nèi)開關(guān)閉合到電路中電流穩(wěn)定的時間內(nèi),B,B燈立刻亮燈立刻亮, ,而后逐漸變暗而后逐漸變暗, ,最后亮最后亮度穩(wěn)定度穩(wěn)定C.C.開關(guān)由閉合到斷開瞬間開關(guān)由閉合到斷開瞬間,A,A燈閃亮一下再熄滅燈閃亮一下再熄滅D.D.開關(guān)由閉合到斷開瞬間開關(guān)由閉合到斷開瞬間, ,電流自左向右通過電流自左向右通過A A燈燈【審題指導(dǎo)】【審題指導(dǎo)】答案答案: :A A 題干關(guān)鍵題干關(guān)鍵隱含信息隱含信息L L電阻忽略不計電阻忽略不計穩(wěn)定后相當(dāng)于一根導(dǎo)線穩(wěn)定后相當(dāng)于一根導(dǎo)線S S閉合時閉合時

31、通過通過B B燈的電流逐漸增大燈的電流逐漸增大S S斷開后斷開后線圈是電源線圈是電源, ,確定回路確定回路, ,電流開始逐漸減小電流開始逐漸減小解析解析: :開關(guān)閉合到電路中電流穩(wěn)定的時間內(nèi)開關(guān)閉合到電路中電流穩(wěn)定的時間內(nèi),A,A燈立刻亮燈立刻亮, ,而后逐漸變暗而后逐漸變暗, ,最后亮度穩(wěn)定最后亮度穩(wěn)定;B;B燈由于線圈的阻礙作用而逐漸變亮燈由于線圈的阻礙作用而逐漸變亮, ,最后亮度穩(wěn)定最后亮度穩(wěn)定, ,選選項項A A正確正確,B,B錯誤錯誤; ;開關(guān)由閉合到斷開瞬間開關(guān)由閉合到斷開瞬間, ,電流自右向左通過電流自右向左通過A A燈形成放燈形成放電回路電回路, ,通過通過A A燈電流沒有比原

32、來大燈電流沒有比原來大, ,因此不會閃亮一下再熄滅因此不會閃亮一下再熄滅, ,而是逐而是逐漸熄滅漸熄滅, ,選項選項C,DC,D錯誤錯誤. .誤區(qū)警示誤區(qū)警示 分析自感現(xiàn)象注意點分析自感現(xiàn)象注意點(1)(1)開關(guān)閉合時開關(guān)閉合時, ,線圈相當(dāng)于電阻線圈相當(dāng)于電阻, ,其阻值由無窮大逐漸減小其阻值由無窮大逐漸減小. .(2)(2)電路穩(wěn)定時電路穩(wěn)定時, ,若線圈有電阻若線圈有電阻, ,則線圈相當(dāng)于定值電阻則線圈相當(dāng)于定值電阻; ;若線圈無電阻若線圈無電阻, ,則則線圈相當(dāng)于導(dǎo)線線圈相當(dāng)于導(dǎo)線. .(3)(3)斷開開關(guān)時斷開開關(guān)時, ,線圈相當(dāng)于電源線圈相當(dāng)于電源, ,閉合電路中的電流是感應(yīng)電流閉

33、合電路中的電流是感應(yīng)電流( (電源提電源提供的電流立即為供的電流立即為0),0),感應(yīng)電流在原來電流的基礎(chǔ)上逐漸減小到零感應(yīng)電流在原來電流的基礎(chǔ)上逐漸減小到零( (即電流即電流不能發(fā)生突變不能發(fā)生突變),),線圈中電流方向與原來電流方向相同線圈中電流方向與原來電流方向相同, ,流過和線圈串聯(lián)燈流過和線圈串聯(lián)燈泡的電流方向與原來相同泡的電流方向與原來相同. .(4)(4)斷電自感現(xiàn)象中燈泡是否斷電自感現(xiàn)象中燈泡是否“閃亮閃亮”問題的判斷問題的判斷, ,在于對電流大小的分在于對電流大小的分析析, ,若斷電后通過燈泡的電流比原來大若斷電后通過燈泡的電流比原來大, ,則燈泡先閃亮后再慢慢熄滅則燈泡先閃

34、亮后再慢慢熄滅. .1.1.導(dǎo)學(xué)號導(dǎo)學(xué)號 0062266800622668 通電自感和斷電自感通電自感和斷電自感 (2016(2016山東德州質(zhì)檢山東德州質(zhì)檢) )在如在如圖所示的電路中圖所示的電路中, ,線圈中的自感系數(shù)很大線圈中的自感系數(shù)很大, ,且其直流電阻可以忽略不計且其直流電阻可以忽略不計.D.D1 1和和D D2 2是兩個完全相同的小燈泡是兩個完全相同的小燈泡, ,在開關(guān)在開關(guān)S S的閉合和斷開的過程中的閉合和斷開的過程中( (燈絲不會燈絲不會斷斷),D),D1 1和和D D2 2亮度的變化情況是亮度的變化情況是( ( ) ) 即時鞏固即時鞏固D DA.SA.S閉合閉合,D,D1

35、1很亮且亮度不變很亮且亮度不變,D,D2 2逐漸變亮逐漸變亮, ,最后兩燈最后兩燈一樣亮一樣亮;S;S斷開斷開,D,D2 2立即滅立即滅,D,D1 1逐漸變亮逐漸變亮B.SB.S閉合閉合,D,D1 1不亮不亮,D,D2 2很亮很亮;S;S斷開斷開,D,D2 2立即滅立即滅C.SC.S閉合閉合,D,D1 1和和D D2 2同時亮同時亮, ,而后而后D D1 1滅滅,D,D2 2亮度不變亮度不變;S;S斷開斷開,D,D2 2立即滅立即滅,D,D1 1亮一下亮一下才滅才滅D.SD.S閉合閉合,D,D1 1和和D D2 2同時亮同時亮, ,后后D D1 1逐漸熄滅逐漸熄滅,D,D2 2則逐漸變得更亮則

36、逐漸變得更亮;S;S斷開斷開,D,D2 2立即立即滅滅,D,D1 1亮一下后才滅亮一下后才滅解析解析: :當(dāng)當(dāng)S S接通時接通時,L,L的自感系數(shù)很大的自感系數(shù)很大, ,瞬時瞬時L L所在的電路視為斷路所在的電路視為斷路, ,相當(dāng)于相當(dāng)于D D1 1與與D D2 2、電源串聯(lián)、電源串聯(lián), ,故故D D1 1和和D D2 2同時亮且亮度相同同時亮且亮度相同. .隨著通過隨著通過L L的電流逐漸增的電流逐漸增大大,L,L的直流電阻不計的直流電阻不計,L,L的分流作用增大的分流作用增大,D,D1 1的電流逐漸減小為零的電流逐漸減小為零. .由于總由于總電阻變小電阻變小, ,總電流變大總電流變大,D,

37、D2 2變得更亮變得更亮. .當(dāng)當(dāng)S S斷開時斷開時, ,電源不再提供電流電源不再提供電流,D,D2 2處處于斷路而立即滅于斷路而立即滅.L.L產(chǎn)生自感電動勢阻礙電流減小產(chǎn)生自感電動勢阻礙電流減小, ,且與且與D D1 1構(gòu)成回路構(gòu)成回路, ,則則D D1 1將亮一下后再滅將亮一下后再滅. .故選項故選項D D正確正確. .2 2.渦流的應(yīng)用渦流的應(yīng)用 (2016(2016湖北四市調(diào)研湖北四市調(diào)研) )關(guān)于渦流關(guān)于渦流, ,下列說法中錯誤的下列說法中錯誤的是是( ( ) )B BA.A.真空冶煉爐是利用渦流來熔化金屬的裝置真空冶煉爐是利用渦流來熔化金屬的裝置B.B.家用電磁爐鍋體中的渦流是由恒

38、定磁場產(chǎn)生的家用電磁爐鍋體中的渦流是由恒定磁場產(chǎn)生的C.C.阻尼擺擺動時產(chǎn)生的渦流總是阻礙其運動阻尼擺擺動時產(chǎn)生的渦流總是阻礙其運動D.D.變壓器的鐵芯用相互絕緣的硅鋼片疊成能減小渦流變壓器的鐵芯用相互絕緣的硅鋼片疊成能減小渦流解析解析: :真空冶煉爐是利用渦流原理來工作的真空冶煉爐是利用渦流原理來工作的, ,選項選項A A正確正確; ;家用電磁爐鍋家用電磁爐鍋體中的渦流是由變化的磁場產(chǎn)生的體中的渦流是由變化的磁場產(chǎn)生的, ,選項選項B B錯誤錯誤; ;由楞次定律知阻尼擺擺由楞次定律知阻尼擺擺動時產(chǎn)生的渦流總是阻礙其運動動時產(chǎn)生的渦流總是阻礙其運動, ,選項選項C C正確正確; ;由于變壓器的

39、硅鋼片不閉由于變壓器的硅鋼片不閉合合, ,可以減小渦流的產(chǎn)生可以減小渦流的產(chǎn)生, ,選項選項D D正確正確. .真題在線真題在線體驗高考體驗高考 提素能提素能1 1.(2015.(2015全國全國卷卷,19)(,19)(多選多選) )18241824年年, ,法國科學(xué)家阿拉果完成了著名的法國科學(xué)家阿拉果完成了著名的“圓盤實驗圓盤實驗”. .實驗中將一銅圓盤水平放置實驗中將一銅圓盤水平放置, ,在其中心正上方用柔軟細(xì)線懸在其中心正上方用柔軟細(xì)線懸掛一枚可以自由旋轉(zhuǎn)的磁針掛一枚可以自由旋轉(zhuǎn)的磁針, ,如圖所示如圖所示. .實驗中發(fā)現(xiàn)實驗中發(fā)現(xiàn), ,當(dāng)圓盤在磁針的磁場當(dāng)圓盤在磁針的磁場中繞過圓盤中心

40、的豎直軸旋轉(zhuǎn)時中繞過圓盤中心的豎直軸旋轉(zhuǎn)時, ,磁針也隨著一起轉(zhuǎn)動起來磁針也隨著一起轉(zhuǎn)動起來, ,但略有滯后但略有滯后. .下列說法正確的是下列說法正確的是( ( ) ) A.A.圓盤上產(chǎn)生了感應(yīng)電動勢圓盤上產(chǎn)生了感應(yīng)電動勢B.B.圓盤內(nèi)的渦電流產(chǎn)生的磁場導(dǎo)致磁針轉(zhuǎn)動圓盤內(nèi)的渦電流產(chǎn)生的磁場導(dǎo)致磁針轉(zhuǎn)動C.C.在圓盤轉(zhuǎn)動的過程中在圓盤轉(zhuǎn)動的過程中, ,磁針的磁場穿過整個圓盤的磁通量發(fā)生了變化磁針的磁場穿過整個圓盤的磁通量發(fā)生了變化D.D.圓盤中的自由電子隨圓盤一起運動形成電流圓盤中的自由電子隨圓盤一起運動形成電流, ,此電流產(chǎn)生的磁場導(dǎo)致磁此電流產(chǎn)生的磁場導(dǎo)致磁針轉(zhuǎn)動針轉(zhuǎn)動ABAB解析解析: :當(dāng)圓盤在磁針的磁場中繞過圓盤中心的豎直軸旋轉(zhuǎn)時當(dāng)圓盤在磁針的磁場中繞過圓盤中心的豎直軸旋轉(zhuǎn)時, ,圓盤的半圓盤的半徑切割磁感線產(chǎn)生