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Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,又能,考 纲 要 求,三 年 考 情,热 点 考 向,考点,要求,2007年,2008年,2009年,法拉第电磁感应定律,导体切割磁感线时的感应电动势,全国理综,(T,21,选择),天津理综,(T,24,选择),广东物理,(T,18,计算),四川理综,(T,23,计算),全国理综,(T,24,计算),广东物理,(T,18,计算),山东理综,(T,22,选择),全国理综,(T,20,选择),全国卷,(T,24,计算),天津卷(T,4,选择),北京卷(T,23,计算),辽宁宁夏卷,(T,19,选择),福建卷(T,18,选择),四川卷(T,24,计算),广东卷(T,18,计算),上海卷(T,24,计算),山东卷(T,21,选择),1.关于各种图象如,t,图、,B,t,图和,I,t,图的考查是本章的一大热点其目的是重点考查楞次定律和法拉第电磁感应定律的应用(见专题),2利用,E,n,及,E,Bl,v,分析和计算感应电动势的大小及对其方向的判定，也是高考中的重点考查对象,3本章内容多与闭合电路相联系，以对力学、电磁学中的相关规律的综合运用能力的考查为主以计算题为主(见专题),自感现象,日光灯,说明：1.导体切割磁感线时感应电动势的计算，只限于,l,垂直于,B,、,v,的情况,2在电磁感应现象里，不要求判断内电路中各点电势的高低.,第2课时 法拉第电磁感应定律 自感,第一页，编辑于星期一：十三点 五十八分。,第一页，编辑于星期四：二十点 三十三分。,1法拉第电磁感应定律,(1),内容：电路中感应电动势的大小，,跟穿过这一电路的,成正比,(2)公式：,E,.其中,n,为线圈的,磁通量的变化率,匝数,第二页，编辑于星期一：十三点 五十八分。,第二页，编辑于星期四：二十点 三十三分。,2特殊情况,(1),导体切割磁感线的情形：,一般情况：运动速度,v,和磁感线方向夹角为,，则,E,.,常用情况：运动速度,v,和磁感线方向垂直，则,E,.,(2)导体棒在磁场中转动：,导体棒以端点为轴，在垂直于磁感线的匀强磁场中匀速转动产生感应电动,势,E,(平均速度取中点位置线速度,L,),Bl,v,sin,Bl,v,BL,2,第三页，编辑于星期一：十三点 五十八分。,第三页，编辑于星期四：二十点 三十三分。,1对法拉第电磁感应定律的理解,(1),感应电动势的大小由穿过电路的磁通量的变化率 和线圈的匝数共同决定，而与磁通量,、磁通量的变化量,的大小没有必然联系,(2)磁通量的变化率 是,t,图象上某点切线的斜率,(3)若 恒定，则,E,不变用,E,n,所求的感应电动势为整个闭合电路的感应电动势，而不是回路中某部分导体的电动势,第四页，编辑于星期一：十三点 五十八分。,第四页，编辑于星期四：二十点 三十三分。,(4),磁,通量的变化常由,B,的变化或,S,的变化两种情况引起,当,仅由,B,的变化引起时，,E,nS,当,仅由,S,的变化引起时，,E,nB,(5)由,E,n,计算出的是,t,时间内的平均感应电动势,第五页，编辑于星期一：十三点 五十八分。,第五页，编辑于星期四：二十点 三十三分。,2公式,E,n,与,E,BL,v,有何区别与联系,E,n,E,BL,v,区,别,研究对象,闭合回路,回路中做切割磁感线运动的那部分导体,适用范围,对任何电磁感应现象普遍适用,只适用于导体切割磁感线运动的情况,联系,(1),E,BL,v,可由,E,n,推导出来,(2)对于公式,E,n,，当,t,0时，,E,即为瞬时感应电动势,(3)在,B,、,L,、,v,三者均不变时，两公式均可求,t,时间内的平均感应电动势.,第六页，编辑于星期一：十三点 五十八分。,第六页，编辑于星期四：二十点 三十三分。,1,穿,过闭合回路的磁通量,随时间,t,变化的图象分别如图1221,所示，下列关于回路中产生的感应电动势的论述，正确的是(),第七页，编辑于星期一：十三点 五十八分。,第七页，编辑于星期四：二十点 三十三分。,A,图,中，回路产生的感应电动势恒定不变,B图,中，回路产生的感应电动势一直在变大,C图,中，回路在0,t,1,时间内产生的感应电动势小于在,t,1,t,2,时间内产生的感应,电动势,D图,中，回路产生的感应电动势先变小再变大,答案：,D,第八页，编辑于星期一：十三点 五十八分。,第八页，编辑于星期四：二十点 三十三分。,1自感现象,(1),自感现象：由于导体本身电流发生,而产生的电磁感应现象叫自感现象,(2)自感电动势的方向：根据楞次定律判定,自感电动势总要阻碍导体中电流的,，当导体中的电流增大时，自感电动势与原电流方向,；当导体中的电流减小时，自感电动势与原电流方向,变化,变化,相反,相同,第九页，编辑于星期一：十三点 五十八分。,第九页，编辑于星期四：二十点 三十三分。,2自感现象的应用日光灯原理,(1),日光灯的电路图：主要由灯管、,和启动器组成,(2)启动器的作用：自动开关的作用,(3)镇流器有两个作用：启动时，通过启动器的通断，在镇流器中产,生,，从而激发日光灯管内的气体导电正常工作时，镇流器的线圈产生自感电动势，阻碍电流的变化，这时镇流器就起着,的作用，保证日光灯的正常工作,镇流器,瞬间高电压,降压限流,第十页，编辑于星期一：十三点 五十八分。,第十页，编辑于星期四：二十点 三十三分。,1自感现象理解要点,(1),自感现象的阻碍作用，只是延缓了过程的进行，但它不能阻止过程的发生,(2)在分析自感现象时，一般分析方法是：当流过线圈,L,的电流突然增大瞬间，,我们可以把,L,看成一个阻值很大的电阻；当流经,L,的电流突然减小的瞬间，,我们可以把,L,看作一个电源，它提供一个跟原电流同向的电流,第十一页，编辑于星期一：十三点 五十八分。,第十一页，编辑于星期四：二十点 三十三分。,2通电和断电自感比较如下表,通电自感,断电自感,电路图,器材要求,A,1,、A,2,同规格，,R,R,L,，,L,较大,L,很大(有铁芯)，,R,L,R,A,现象,在S闭合瞬间，A,2,灯立即亮起来，A,1,灯逐渐变亮，最终一样亮,在开关S断开时，灯A突然闪亮一下后再渐渐熄灭(当抽掉铁芯后，重做实验，断开开关S时，会看到灯A马上熄灭),原因,由于开关闭合时，流过电感线圈的电流迅速增大，使线圈产生自感电动势，阻碍了电流的增大，使流过A,1,灯的电流比流过A,2,灯的电流增加得慢,断开开关S时，流过线圈,L,的电流减小，产生自感电动势，阻碍了电流的减小，使电流继续存在一段时间；在S断开后，通过,L,的电流反向通过电灯A，且由于,R,L,R,A,，使得流过A灯的电流在开关断开瞬间突然增大，从而使A灯的发光功率突然变大,能量转化情况,电能转化为磁场能,磁场能转化为电能,第十二页，编辑于星期一：十三点 五十八分。,第十二页，编辑于星期四：二十点 三十三分。,2,如,图1222所示为日光灯电路，关于该电路，以下说法中正确的是(),A启动过程中，启动器断开瞬间镇流器,L,产生瞬时高电压,B日光灯正常发光后，镇流器,L,使灯管两端电压低于电源电压,C日光灯正常发光后启动器是导通的,D图中的电源可以是交流电源，也可以是直流电源,第十三页，编辑于星期一：十三点 五十八分。,第十三页，编辑于星期四：二十点 三十三分。,解析：,启,动过程中，启动器断开瞬间，流过镇流器的电流迅速减小，由于自感，镇流器产生自感电动势，形成瞬时高压，A项对正常发光时，由于自感作用，镇流器起到降压限流作用，使灯管两端电压低于电源电压，B项对当日光灯正常工作时，启动器已断开，C项错只有交流电才能通过镇流器起作用，D项错,答案：,AB,第十四页，编辑于星期一：十三点 五十八分。,第十四页，编辑于星期四：二十点 三十三分。,【例1】(2009广东卷，18),如,图1223(a)所示，一个电阻值为,R,，匝数为,n,的圆形金属线圈与阻值为2,R,的电阻,R,1,连接成闭合回路线圈的半径为,r,1,，在线圈中半径为,r,2,的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度,B,随时间,t,变化的关系图线如图1223(b)所示图线与横、纵轴的截距分别为,t,0,和,B,0,.导线的电阻不计求0至,t,1,时间内,第十五页，编辑于星期一：十三点 五十八分。,第十五页，编辑于星期四：二十点 三十三分。,(1),通,过电阻,R,1,上的电流大小和方向；,(2)通过电阻,R,1,上的电荷量,q,及电阻,R,1,上产生的热量,第十六页，编辑于星期一：十三点 五十八分。,第十六页，编辑于星期四：二十点 三十三分。,解析：,(1),设,k,，由题图(b)可知，磁感应强度,B,与时间,t,的函数关系为,B,B,0,t,B,0,k,t,磁场的面积及线圈内的磁通量分别为,S,BS,(,B,0,k,t,),在0和,t,1,时刻，单匝数圈中的磁通量分别为,0,B,0,，,1,(,B,0,k,t,1,),即,k,t,1,第十七页，编辑于星期一：十三点 五十八分。,第十七页，编辑于星期四：二十点 三十三分。,在,0至,t,1,时间内，线圈中的电动势大小及电流分别为,E,I,根据楞次定律判断，电阻,R,1,上的电流方向应由,b,向,a,.,(2)0至,t,1,时间内，通过电阻,R,1,上的电荷量,q,It,1,电阻,R,1,上产生的热量,Q,2,I,2,Rt,1,第十八页，编辑于星期一：十三点 五十八分。,第十八页，编辑于星期四：二十点 三十三分。,11,如,图1224所示，固定在水平桌面上的金属架,cdef,，处在一竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度的大小为,B,0,，金属棒,ab,搁在框架上，可无摩擦地滑动，此时,adeb,构成一个边长为,l,的正方形，金属棒的电阻为,r,，其余部分的电阻不计从,t,0时刻起，磁场开始均匀增加，磁感应强度变化率的大小为,k,(,k,)求：用垂直于金属棒的水平拉力,F,使金属棒保持静止，写出,F,的大小随时间,t,变化的关系式,第十九页，编辑于星期一：十三点 五十八分。,第十九页，编辑于星期四：二十点 三十三分。,解析：,闭,合回路,adeb,产生的感应电动势为,E,S,k,l,2,回路中的电流为,I,因为金属棒始终静止，在,t,时刻磁场的磁感应强度为,B,B,0,k,t,，,所以,F,F,安,BIl,答案：,F,第二十页，编辑于星期一：十三点 五十八分。,第二十页，编辑于星期四：二十点 三十三分。,【例2】,如,图1225所示，一直导体棒质量为,m,、长为,l,、电阻为,r,，其两端放在位于水平面内间距也为,l,的光滑平行导轨上，并与之密接，棒左侧两导轨之间连接一可控制的负载电阻(图中未画出)，导轨置于匀强磁场中，磁场的磁感应强度为,B,，方向垂直于导轨所在平面开始时，给导体棒一个平行于导轨的初速度,v,0,，在棒的运动速度由,v,0,减小至,v,1,的过程中，通过控制负载电阻的阻值使棒中的电流强度,I,保持恒定导体棒一直在磁场中运动若不计导轨电阻，求：,第二十一页，编辑于星期一：十三点 五十八分。,第二十一页，编辑于星期四：二十点 三十三分。,(1),此,过程中导体棒所受安培力；,(2)此过程中导体棒上感应电动势的平均值；,(3)此过程中负载电阻上消耗的平均功率,第二十二页，编辑于星期一：十三点 五十八分。,第二十二页，编辑于星期四：二十点 三十三分。,解析：,(1),导,体棒所受的安培力为,F,IBl,.,(2)该力大小不变，棒做匀减速运动，因此在棒的速度从,v,0,减小至,v,1,的,过程中，平均速度为,当棒的速度为,v,时，感应电动势的大小为,E,Bl,v,棒中的平均感应电动势为,E,解得：,第二十三页，编辑于星期一：十三点 五十八分。,第二十三页，编辑于星期四：二十点 三十三分。
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