2022年高考物理一轮复习 法拉第电磁感应定律 自感 涡流学案

2022年高考物理一轮复习 法拉第电磁感应定律 自感 涡流学案自主学习一 考纲解读1. 理解计算感应电动势的两个公式E=BLv和 的区别和联系.2. 理解自感、涡流的产生,并能分析实际应用.二双基回扣1.穿过某线圈的磁通量随时间的变化关系如图所示，在线圈内产生感应电动势最大值的时间段是（ ）A02s B24s C46s D610s2.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 以水平初速度 v0 抛出，设运动的整个过程中棒的取向不变，且不计空气阻力，则金属棒在运动中产生的感应电动势大小将 （ ）A、越来越大 B、越来越小 C、保持不变 D、无法确定3.如图所示,L是自感系数很大的线圈,但其电阻几乎为零,A和B是两只相同的小灯泡.下列说法中正确的有( ）A. 当开关S闭合瞬间,A、B两灯同时亮,最后B灯熄灭B. 当开关S断开瞬间,A、B两灯同时熄灭C. 当开关S断开瞬间,a点电势比b点电势低D. 当开关S断开瞬间,流经灯泡B的电流是由a到b要点导学要点一：对法拉第电磁感应定律的理解例1.如图所示,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()A. B. C. D. 小结：甲乙练习1.如图甲所示,一个圆形线圈的匝数n=100,线圈面积S=200 cm2,线圈的电阻r=1 ,线圈外接一个阻值R=4 的电阻,把线圈放入一个方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中,磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示.下列说法中正确的是()A. 线圈中的感应电流方向为顺时针方向B. 电阻R两端的电压随时间均匀增大C. 线圈电阻r消耗的功率为410-4 WD. 前4 s内通过R的电荷量为410-4 C例2.如图所示,一导线弯成半径为a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()A. 感应电流方向发生改变B. CD段直线始终不受安培力C. 感应电动势最大值E=BavD. 感应电动势平均值=Bav小结：练习2.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,如图所示.则()A. =0时,杆产生的电动势为2BavB. =时,杆产生的电动势为BavC. =0时,杆受到的安培力大小为D. =时,杆受到的安培力大小为要点二：电磁感应中有关电荷量的计算例3.如图所示,相距L=0.4m、电阻不计的两平行光滑金属导轨水平放置,一端与阻值R=0.15的电阻相连,导轨处于磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面.质量m=0.1kg、电阻r=0.05的金属棒置于导轨上,并与导轨垂直.t=0时起棒在水平外力F作用下以初速度v0=2m/s、加速度a=1m/s2沿导轨向右匀加速运动.求:(1) t=1s时回路中的电流大小.(2) t=1s时外力F的大小.(3) 第1s内通过棒的电荷量.小结：练习3.如图所示,先后以速度v1和v2匀速把一矩形线圈拉出有界匀强磁场区域,v1=2v2,在先后两种情况下()A. 线圈中的感应电流之比I1I2=21B. 线圈中的感应电流之比I1I2=12C. 线圈中产生的焦耳热之比Q1Q2=41D. 通过线圈某截面的电荷量之比q1q2=11练习4.如图所示,匀强磁场中有一矩形闭合线圈abcd,线圈平面与磁场垂直.已知线圈的匝数N=100,边长ab=1.0m、bc=0.5m,电阻r=2. 磁感应强度B在01s内从零均匀变化到0.2T. 在15s内从0.2T均匀变化到-0.2T,取垂直纸面向里为磁场的正方向.求:(1) 0.5s时线圈内感应电动势的大小E和感应电流的方向.(2) 在15s内通过线圈的电荷量q.要点三：自感和涡流例4.如图所示的电路中，A1和A2是完全相同的灯泡，线圈L的直流电阻可以忽略，下列说法中正确的是（ ）A合上开关S接通电路时，A2先亮，A1后亮，最后一样亮B合上开关S接通电路时，A1和A2始终一样亮C断开开关S切断电路时，A2立刻熄灭，A1过一会熄灭D断开开关S切断电路时，A1和A2都要过一会儿才熄灭小结：通电自感原因 断电自感愿因练习5.如图所示,电源电动势为E,其内阻不可忽略,L1、L2是完全相同的灯泡,线圈L的直流电阻不计,电容器的电容为C.合上开关S,电路稳定后()A. 电容器所带电荷量为CEB. 灯泡L1、L2的亮度相同C. 在断开S的瞬间,通过灯泡L1的电流方向向右D. 在断开S的瞬间,灯泡L2立即熄灭甲乙练习6.图甲、乙两个电路中,A、B是两个完全相同的电灯泡,两个电源电动势相等,内阻都是r,C为电容器,L为电感线圈,电阻是RL,RL小于灯泡电阻R.下列说法中正确的是()A. 闭合开关,A先亮后熄灭B. 闭合开关,电路稳定后A比B亮C. 断开开关,A中电流立即为零D. 断开开关,B先变亮后再熄灭小结：例5.如图所示,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,下列措施可行的是(）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. 取走线圈中的铁芯小结：涡流巩固与提升：1. 金属探测器已经广泛应用于安检场所,关于金属探测器,下列说法中正确的是()A. 金属探测器可用于食品生产,防止细小的砂石颗粒混入食品中B. 金属探测器探测地雷时,探测器的线圈中产生涡流C. 金属探测器探测金属时,被测金属中感应出涡流D. 探测过程中金属探测器与被测物体相对静止与相对运动探测效果相同2. 如图所示,L是一带铁芯的理想电感线圈,其直流电阻为零,电路中A、B是两个完全相同的灯泡,与A灯泡串联接一个理想二极管D,则()A. 开关S闭合瞬间,A灯泡先亮B. 开关S闭合瞬间,A、B灯泡同时亮C. 开关S断开瞬间,A灯泡逐渐熄灭,B灯泡立即熄灭D. 开关S断开瞬间,B灯泡逐渐熄灭,A灯泡立即熄灭3.如图所示,在磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中,金属杆MN在平行金属导轨上以速度v向右匀速滑动,MN中产生的感应电动势为E1;若磁感应强度增为2B,其他条件不变,MN中产生的感应电动势变为E2.则通过电阻R的电流方向及E1与E2之比E1E2分别为 ()A. ca,21B. ac,21 C. ac,12 D. ca,124. 铺设海底金属油气管道时,焊接管道需要先用感应加热的方法对焊口两侧进行预热.将被加热管道置于感应线圈中,当感应线圈中通以电流时管道发热.下列说法中正确的是()A. 管道发热是由于线圈中的电流直接流经管道引起的B. 感应加热是利用线圈电阻产生的焦耳热加热管道的C. 感应线圈中通以恒定电流时也能在管道中产生电流 D. 感应线圈中通以正弦交变电流在管道中产生的涡流也是交变电流5. 如图所示,两条平行虚线之间存在匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里,虚线间的距离为l.金属圆环的直径也是l.圆环从左边界进入磁场,以垂直于磁场边界的恒定速度v穿过磁场区域.下列说法中错误的是()A. 感应电流先增大后减小再增大再减小B. 感应电流先逆时针后顺时针C. 金属圆环受到的安培力先向左后向右D. 进入磁场时感应电动势平均值E=Blv6.低频电涡流传感器可用来测量自动化生产线上金属板的厚度.如图所示,在线圈L1中通以低频交变电流,它周围会产生交变磁场,其正下方有一个与电表连接的线圈L2,金属板置于L1、L2之间.当线圈L1产生的变化磁场透过金属板,L2中会产生感应电流.由于金属板厚度不同,吸收电磁能量强弱不同,导致L2中感应电流的强弱不同.则 ()A. 金属板吸收电磁能量,是由于穿过金属板的磁场发生变化,板中产生涡流 B. 金属板越厚,涡流越弱C. L2中产生的是直流电 D. L2中产生的是与L1中同频率的交变电流7.如图所示,足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ与水平面成=30角放置,磁感应强度B=1.00T的匀强磁场垂直穿过导轨平面,导轨上端M与P间连接R=0.30的电阻,长L=0.40m、电阻r=0.10的金属棒ab与MP等宽紧贴在导轨上.现使金属棒ab由静止开始下滑,其下滑距离x与时间t的关系如下表所示,导轨电阻不计,取g=10m/s2.求:时间t(s)00.100.200.300.400.500.600.70下滑距离x(m)00.020.080.150.250.350.450.55(1) 在00.4s时间内,通过金属棒ab截面的电荷量.(2) 金属棒的质量.(3) 在00.7s时间内,金属棒ab上产生的焦耳热.