高考物理江蘇專用大一輪復(fù)習(xí)講義課件第9章第2講法拉第電磁感應(yīng)定律自感和渦流

1、考點一,考點二,考點三,限時自測,練出高分,1.感應(yīng)電動勢 (1)感應(yīng)電動勢：在 中產(chǎn)生的電動勢. (2)產(chǎn)生條件：穿過回路的 發(fā)生改變，與電路是否閉合 . (3)方向判斷：感應(yīng)電動勢的方向用 或 判斷. 2.法拉第電磁感應(yīng)定律 (1)內(nèi)容：閉合電路中感應(yīng)電動勢的大小，跟穿過這一電路的 成正比. (2)公式：E ，其中n為線圈匝數(shù). (3)感應(yīng)電流與感應(yīng)電動勢的關(guān)系：遵循閉合電路的 定律，即I .,電磁感應(yīng)現(xiàn)象,磁通量,楞次定律,右手定則,磁通量的變化率,n ,歐姆, +,無關(guān),【考點逐項排查】,答案,1.當(dāng)僅由B的變化引起時，則E ；當(dāng)僅由S的變化引起時，則E ； 當(dāng)由B、S的變化同時引起時

2、，則E 2.磁通量的變化率 是t圖象上某點切線的_. 3.判斷下列說法是否正確. (1)線圈中磁通量越大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢越大.() (2)線圈中磁通量變化越大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢越大.() (3)線圈中磁通量變化越快，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢越大.(),n ,n ,n 2211 , .,斜率,思維深化,答案,1.將閉合多匝線圈置于僅隨時間變化的磁場中，關(guān)于線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流，下列表述正確的是() A.感應(yīng)電動勢的大小與線圈的匝數(shù)無關(guān) B.穿過線圈的磁通量越大，感應(yīng)電動勢越大 C.穿過線圈的磁通量變化越快，感應(yīng)電動勢越大 D.感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向與原磁場方向始終相同,解析由En 知，感應(yīng)

3、電動勢的大小與線圈匝數(shù)有關(guān)，A錯； 感應(yīng)電動勢正比于 ，與磁通量的大小無直接關(guān)系，B錯誤，C正確； 感應(yīng)電流的磁場總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化，即“增反減同”，D錯誤.,【題組階梯突破】,解析答案,2,1,3,4,2.圖為無線充電技術(shù)中使用的受電線圈示意圖，線圈匝數(shù)為n，面積為S.若在t1到t2時間內(nèi)，勻強磁場平行于線圈軸線向右穿過線圈，其磁感應(yīng)強度大小由B1均勻增加到B2，則該段時間線圈兩端a和b之間的電勢差ab(),B,I,解析答案,2,1,3,4,3. 如圖所示，一正方形線圈的匝數(shù)為n，邊長為a，線圈平面與勻強磁場垂直，且一半處在磁場中在t時間內(nèi)，磁感應(yīng)強度的方向不變，大小由B均勻

4、地增大到2B.在此過程中，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為(),解析 線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢,解析答案,2,1,3,4,4.在半徑為r、電阻為R的圓形導(dǎo)線框內(nèi)，以直徑為界，左、右兩側(cè)分別存在著方向如圖甲所示的勻強磁場.以垂直紙面向外的磁場為正，兩部分磁場的磁感應(yīng)強度B隨時間t的變化規(guī)律分別如圖乙所示.則0t0時間內(nèi)，導(dǎo)線框中(),解析答案,2,1,3,4,對、和 的理解和易錯點撥 (1)不能通過公式正確地計算、和 的大小，錯誤地認為它們都與線圈的匝 數(shù)n成正比. (2)認為公式中的面積S就是線圈的面積，而忽視了無效的部分；不能通過t (或Bt)圖象正確地求解 . (3)認為0(或B0)時， 一定等于0

5、. (4)不能正確地分析初、末狀態(tài)穿過線圈的磁通量的方向關(guān)系，從而不能正確利 用公式21求解.,誤區(qū)警示,返回,內(nèi)容呈現(xiàn),1.公式EBlv的使用條件 (1) 磁場. (2)B、l、v三者相互 . 2.“瞬時性”的理解 (1)若v為瞬時速度，則E為 感應(yīng)電動勢. (2)若v為平均速度，則E為 感應(yīng)電動勢.,勻強,垂直,瞬時,平均,【考點逐項排查】,答案,3.切割的“有效長度” 公式中的l為有效切割長度，即導(dǎo)體在與v垂直的方向上的投影長度.圖中有效長度分別為： 甲圖：沿v1方向運動時，l ；沿v2方向運動時，l ； 乙圖：沿v1方向運動時，l ；沿v2方向運動時，l ； 丙圖：沿v1方向運動時，l

6、 ；沿v2方向運動時，l ；沿v3方向運動時，l . 4.“相對性”的理解 EBlv中的速度v是 磁場的速度，若磁場也運動，應(yīng)注意速度間的 關(guān)系., sin ,0,2 R,R,相對于,相對,0,答案,En 、EBlv的比較 (1)區(qū)別：En 常用于求 感應(yīng)電動勢； EBlv既可求 ，也可以求 . (2)聯(lián)系：EBlv是En 的一種特殊情況. 當(dāng)導(dǎo)體做切割磁感線運動時，用E 求E比較方便，當(dāng)穿過電路的磁通量發(fā)生變化時，用En 求E比較方便.,思維深化,平均,平均值,瞬時值,Blv,答案,5. (多選)半徑為a、右端開小口的導(dǎo)體圓環(huán)和長為2a的導(dǎo)體直桿，單位長度電阻均為R0.圓環(huán)水平固定放置，整個

7、內(nèi)部區(qū)域分布著垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B.直桿在圓環(huán)上以速度v平行于直徑CD向右做勻速直線運動，直桿始終有兩點與圓環(huán)良好接觸，從圓環(huán)中心O開始，直桿的位置由確定，如圖所示.則(),【題組階梯突破】,解析答案,6,5,7,8,答案AD,6,5,7,8,6.如圖，空間有一勻強磁場，一直金屬棒與磁感應(yīng)強度方向垂直，當(dāng)它以速度v沿與棒和磁感應(yīng)強度都垂直的方向運動時，棒兩端的感應(yīng)電動勢大小為；將此棒彎成兩段長度相等且相互垂直的折線，置于與磁感應(yīng)強度垂直的平面內(nèi)，當(dāng)它沿兩段折線夾角平分線的方向以速度v運動時，棒兩端的感應(yīng)電動勢大小為.則 等于() A. 1 2 B. 2 2 C.1 D. 2,

8、2 2 l,= 2 2 lv= 2 2 ,解析答案,6,5,7,8,7.如圖所示，abcd為水平放置的平行“ ”形光滑金屬導(dǎo)軌，間距為l，導(dǎo)軌間有垂直于導(dǎo)軌平面的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B，導(dǎo)軌電阻不計.已知金屬桿MN傾斜放置，與導(dǎo)軌成角，單位長度的電阻為r，保持金屬桿以速度v沿平行于cd的方向滑動(金屬桿滑動過程中與導(dǎo)軌接觸良好).則(),6,5,7,8,F,解析答案,6,5,7,8,8.如圖，直角三角形金屬框abc放置在勻強磁場中，磁感應(yīng)強度大小為B，方向平行于ab邊向上.當(dāng)金屬框繞ab邊以角速度逆時針轉(zhuǎn)動時，a、b、c三點的電勢分別為Ua、Ub、Uc.已知bc邊的長度為l.下列判斷正確

9、的是() A.UaUc，金屬框中無電流 B.UbUc，金屬框中電流方向沿a-b-c-a C.Ubc 1 2 Bl2，金屬框中無電流 D.Ubc 1 2 Bl2，金屬框中電流方向沿a-c-b-a,Ubc 1 2 Bl2,解析答案,6,5,7,8,規(guī)律總結(jié),感應(yīng)電動勢的計算及電勢高低的判斷 1.計算：,說明：導(dǎo)體與磁場方向垂直；磁場為勻強磁場.,2.判斷：把產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的那部分電路或?qū)w當(dāng)作電源的內(nèi)電路，那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源.若電路是不閉合的，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.電源內(nèi)部電流的方向是由負極(低電勢)流向正極(高電勢)，外電路順著電流方向每經(jīng)過一個電阻電

10、勢都要降低.,返回,1.自感現(xiàn)象 (1)概念：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，由于自感而產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢叫做 . (2)表達式：E . (3)自感系數(shù)L的影響因素：與線圈的 、形狀、 以及是否有鐵芯有關(guān). 2.渦流現(xiàn)象 (1)渦流：塊狀金屬放在 磁場中，或者讓它在磁場中運動時，金屬塊內(nèi)產(chǎn)生的旋渦狀感應(yīng)電流. (2)產(chǎn)生原因：金屬塊內(nèi) 變化感應(yīng)電動勢感應(yīng)電流. (3)渦流的利用：冶煉金屬的高頻感應(yīng)爐利用 產(chǎn)生焦耳熱使金屬熔化；家用電磁爐也是利用渦流原理制成的. (4)渦流的減少：各種電機和變壓器中，用涂有絕緣漆的硅鋼片疊加成的鐵芯，以減少渦流.,電流,自感電動勢, ,大小,匝數(shù)

11、,變化,磁通量,強大的渦流,【考點逐項排查】,答案,思維深化,1.自感現(xiàn)象“阻礙”作用的理解： (1)流過線圈的電流增加時，線圈中產(chǎn)生的自感電動勢與電流方向 ，阻礙電流的 ，使其緩慢地增加. (2)流過線圈的電流減小時，線圈中產(chǎn)生的自感電動勢與電流方向 ，阻礙電流的 ，使其緩慢地減小. 線圈就相當(dāng)于電源，它提供的電流從原來的IL逐漸變小. 2.判斷下列說法是否正確. (1)線圈中的電流越大，自感系數(shù)也越大.() (2)對于同一線圈，當(dāng)電流變化越快時，線圈中的自感電動勢越大.(),相反,增加,相同,減小,答案,9.如圖所示，A、B、C是3個完全相同的燈泡，L是一個自感系數(shù)較大的線圈(直流電阻可忽

12、略不計).則() A.S閉合時，A燈立即亮，然后逐漸熄滅 B.S閉合時，B燈立即亮，然后逐漸熄滅 C.電路接通穩(wěn)定后，三個燈亮度相同 D.電路接通穩(wěn)定后，S斷開時，C燈立即熄滅,S閉合時，L相當(dāng)于斷路,A、B、C 燈同時亮,電路接通穩(wěn)定后，L相當(dāng)于短路,A燈逐漸熄滅,電路接通穩(wěn)定后，S斷開時,A、B、C 逐漸熄滅,【題組階梯突破】,解析答案,10,9,11,10. (多選)如圖所示的電路中，L為一個自感系數(shù)很大、直流電阻不計的線圈，D1、D2是兩個完全相同的燈泡，E是一內(nèi)阻不計的電源.t0時刻，閉合開關(guān)S，經(jīng)過一段時間后，電路達到穩(wěn)定，t1時刻斷開開關(guān)S.I1、I2分別表示通過燈泡D1和D2的

13、電流，規(guī)定圖中箭頭所示的方向為電流正方向，以下各圖中能定性描述電流I隨時間t變化關(guān)系的是(),10,9,11,解析 當(dāng)S閉合時，L的自感作用會阻礙其中的電流變大，電流從D1流過；當(dāng)L的阻礙 作用變小時，L中的電流變大，D1中的電流變小至零；D2中的電流為電路總電流，電 流流過D1時，電路總電阻較大，電流較小，當(dāng)D1中電流為零時，電流流過L與D2，總 電阻變小，電流變大至穩(wěn)定.,當(dāng)S再斷開時，D2馬上熄滅，D1與L組成回路，由于L的自感作用，D1先變亮再慢慢 熄滅，電流反向.,解析答案,10,9,11,11. (多選)1824年，法國科學(xué)家阿拉果完成了著名的“圓盤實驗”.實驗中將一銅圓盤水平放置

14、，在其中心正上方用柔軟細線懸掛一枚可以自由旋轉(zhuǎn)的磁針，如圖所示.實驗中發(fā)現(xiàn)，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，磁針也隨著一起轉(zhuǎn)動起來，但略有滯后.下列說法正確的是() A.圓盤上產(chǎn)生了感應(yīng)電動勢 B.圓盤內(nèi)的渦電流產(chǎn)生的磁場導(dǎo)致磁針轉(zhuǎn)動 C.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 D.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)致磁針轉(zhuǎn)動,解析答案,10,9,11,解析當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)動時，圓盤的半徑切割磁針產(chǎn)生的磁場的磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，選項A正確. 如圖所示，銅圓盤上存在許多小的閉合回路，當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)動時，穿過小的閉合回路的磁通量發(fā)生變化，回路中產(chǎn)

15、生感應(yīng)電流，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流阻礙其相對運動，但抗拒不了相對運動，故磁針會隨圓盤一起轉(zhuǎn)動，但略有滯后，選項B正確； 在圓盤轉(zhuǎn)動過程中，磁針的磁場穿過整個圓盤的磁通量始終為零，選項C錯誤； 圓盤中的自由電子隨圓盤一起運動形成的電流的磁場方向沿圓盤軸線方向，會使磁針沿軸線方向偏轉(zhuǎn)，選項D錯誤.,答案AB,10,9,11,分析自感現(xiàn)象的兩點注意 1.通過自感線圈中的電流不能發(fā)生突變，即通電過程中，電流是逐漸變 大，斷電過程中，電流是逐漸變小，此時線圈可等效為“電源”，該“電源” 與其他電路元件形成回路. 2.斷電自感現(xiàn)象中燈泡是否“閃亮”問題的判斷，在于對電流大小的分析， 若斷電后通過燈泡的電流

16、比原來強，則燈泡先閃亮后再慢慢熄滅.,技巧點撥,返回,內(nèi)容呈現(xiàn),1.(多選)如圖所示，閉合金屬導(dǎo)線框放置在豎直向上的勻強磁場中，勻強磁場的磁感應(yīng)強度隨時間變化.下列說法正確的是() A.當(dāng)磁感應(yīng)強度增加時，線框中的感應(yīng)電流可能減小 B.當(dāng)磁感應(yīng)強度增加時，線框中的感應(yīng)電流一定增大 C.當(dāng)磁感應(yīng)強度減小時，線框中的感應(yīng)電流一定增大 D.當(dāng)磁感應(yīng)強度減小時，線框中的感應(yīng)電流可能不變,AD,解析答案,2,1,3,4,5,解析答案,2,1,3,4,5,3.如圖，由某種粗細均勻的總電阻為3R的金屬條制成的矩形線框abcd，固定在水平面內(nèi)且處于方向豎直向下的勻強磁場B中.一接入電路電阻為R的導(dǎo)體棒PQ，在

17、水平拉力作用下沿ab、dc以速度v勻速滑動，滑動過程PQ始終與ab垂直，且與線框接觸良好，不計摩擦.在PQ從靠近ad處向bc滑動的過程中() A.PQ中電流先增大后減小 B.PQ兩端電壓先減小后增大 C.PQ上拉力的功率先減小后增大 D.線框消耗的電功率先減小后增大,當(dāng)Rad=Rbc時，R外最大,RR外 3 4 ,解析答案,2,1,3,4,5,4. (多選)如圖所示，在線圈上端放置一盛有冷水的金屬杯，現(xiàn)接通交流電源，過了幾分鐘，杯內(nèi)的水沸騰起來.若要縮短上述加熱時間，下列措施可行的有() A.增加線圈的匝數(shù) B.提高交流電源的頻率 C.將金屬杯換為瓷杯 D.取走線圈中的鐵芯,解析當(dāng)電磁鐵接通交

18、流電源時，金屬杯處在變化的磁場中產(chǎn)生渦電流發(fā)熱，使水 溫升高.要縮短加熱時間，需增大渦電流，即增大感應(yīng)電動勢或減小電阻.增加線圈匝 數(shù)、提高交變電流的頻率都是為了增大感應(yīng)電動勢，瓷杯不能產(chǎn)生渦電流，取走鐵 芯會導(dǎo)致磁性減弱.所以選項A、B正確，選項C、D錯誤.,AB,解析答案,2,1,3,4,5,5.在研究自感現(xiàn)象的實驗中，用兩個完全相同的燈泡A、B與自感系數(shù)很大的線圈L和定值電阻R組成如圖所示的電路(線圈的直流電阻可忽略，電源的內(nèi)阻不能忽略)，關(guān)于這個實驗下面說法中正確的是() A.閉合開關(guān)的瞬間，A、B一起亮，然后A熄滅 B.閉合開關(guān)的瞬間，B比A先亮，然后B逐漸變暗 C.閉合開關(guān)，待電路穩(wěn)定后斷開開關(guān)，B逐漸變暗，A閃亮一下然后逐漸變暗 D.閉合開關(guān)，待電路穩(wěn)定后斷開開關(guān)，A、B燈中的電流方向均為從左向右,IB,IL,S閉合穩(wěn)定時,ILIB,S斷開時,IL,A逐漸變暗，B閃亮一下然后逐漸變暗,返回,解析