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第二节法拉第电磁感应定律第二节法拉第电磁感应定律自感自感本节目录本节目录基础梳理基础梳理自学导引自学导引要点透析要点透析直击高考直击高考考点探究考点探究讲练互动讲练互动知能演练知能演练轻巧夺冠轻巧夺冠技法提炼技法提炼思维升华思维升华基础梳理基础梳理自学导引自学导引一、法拉第电磁感应定律一、法拉第电磁感应定律1法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律(1)内容：闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的内容：闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的磁通量的_成正比成正比(2)公式：公式：E_，n为线圈匝数为线圈匝数2导体切割磁感线的情形导体切割磁感线的情形(1)若若B、l、v相互垂直，则相互垂直，则E_.(2)EBlvsin，为运动方向与磁感线方向的夹角为运动方向与磁感线方向的夹角变化率变化率Blv阻碍阻碍变化变化大小大小圈数圈数亨利亨利(H)1031063日光灯日光灯(1)启动器相当于一个自动开关，当启动器自动断开时，镇流启动器相当于一个自动开关，当启动器自动断开时，镇流器产生器产生_(如图如图)(2)镇流器是一个镇流器是一个_很大的线圈，其作用是：很大的线圈，其作用是：日光灯启动时，产生日光灯启动时，产生_日光灯正常发光时日光灯正常发光时,可以可以_名师点拨：名师点拨：自感作用延缓了电路中电流自感作用延缓了电路中电流的变化，使得在通电瞬间含电感的电路的变化，使得在通电瞬间含电感的电路相当于断路；断电时电感线圈相当于一相当于断路；断电时电感线圈相当于一个电源，通过放电回路将储存的能量释个电源，通过放电回路将储存的能量释放出来放出来自感电动势自感电动势自感系数自感系数瞬时高压瞬时高压降压限流降压限流要点透析要点透析直击高考直击高考2理解理解EBlv的的“四性四性”(1)正交性：要求磁场为匀强磁场且正交性：要求磁场为匀强磁场且B、l、v三者互相垂直三者互相垂直(2)瞬时性：若瞬时性：若v为瞬时速度，则为瞬时速度，则E为相应的瞬时感应电动势为相应的瞬时感应电动势(3)有效性：公式中的有效性：公式中的l为导体切割磁感线的有效长度为导体切割磁感线的有效长度(4)相对性：相对性：EBlv中的速度中的速度v是导体相对磁场的速度，若磁场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也在运动，应注意速度间的相对关系 即时应用即时应用 1二、对自感现象的进一步理解二、对自感现象的进一步理解1自感线圈的作用自感线圈的作用(1)使线圈中的电流渐变而不突变，即电流从一个值到另一个使线圈中的电流渐变而不突变，即电流从一个值到另一个值总需要一定的时间值总需要一定的时间(2)在阻碍电流增大的过程中本身储存了磁场能，而在阻碍电在阻碍电流增大的过程中本身储存了磁场能，而在阻碍电流减小的过程中，又把储存的磁场能释放出来流减小的过程中，又把储存的磁场能释放出来(3)当流过自感线圈的电流不变时，线圈仅起导线当流过自感线圈的电流不变时，线圈仅起导线(或电阻或电阻)的的作用作用2自感电动势的方向自感电动势的方向(1)如果导体中原来的电流是增大的，自感电动势就要阻碍原如果导体中原来的电流是增大的，自感电动势就要阻碍原来电流的增大，即感应电流的方向与原电流方向相反来电流的增大，即感应电流的方向与原电流方向相反(2)如果导体中原来的电流是减小的，自感电动势就要阻碍原如果导体中原来的电流是减小的，自感电动势就要阻碍原来电流的减小，即感应电流的方向与原电流的方向相同来电流的减小，即感应电流的方向与原电流的方向相同3通电自感和断电自感的对比通电自感和断电自感的对比通电自感通电自感断电自感断电自感电路电路图图通电自感通电自感断电自感断电自感器材要器材要求求A1、A2同规格，同规格，RRL，L较大较大L很大很大(有铁芯有铁芯)，RLRA现象现象在在S闭合瞬间，闭合瞬间，A2灯灯立即亮起来，立即亮起来，A1灯逐灯逐渐变亮，最终一样亮渐变亮，最终一样亮在开关在开关S断开时，灯断开时，灯A突然闪亮突然闪亮一下后再渐渐熄灭一下后再渐渐熄灭原因原因由于开关闭合时，流由于开关闭合时，流过电感线圈的电流迅过电感线圈的电流迅速增大，使线圈产生速增大，使线圈产生自感电动势，阻碍了自感电动势，阻碍了电流的增大，使流过电流的增大，使流过灯灯A1的电流比流过灯的电流比流过灯A2的电流增加得慢的电流增加得慢S断开时，线圈断开时，线圈L产生自感电动产生自感电动势，阻碍了电流的减小，使电势，阻碍了电流的减小，使电流继续存在一段时间；灯流继续存在一段时间；灯A中电中电流反向不会立即熄灭若流反向不会立即熄灭若RLIA，则，则A灯熄灯熄灭前要闪亮一下若灭前要闪亮一下若RLRA，原来的电流原来的电流ILIA，则灯，则灯A逐渐逐渐熄灭不再闪亮一下熄灭不再闪亮一下能量转能量转化情况化情况电能转化为磁场能电能转化为磁场能磁场能转化为电能磁场能转化为电能特别提醒：特别提醒：( (1) )通电时线圈产生的自感电动势阻碍电流的增加且通电时线圈产生的自感电动势阻碍电流的增加且与电流方向相反，此时含线圈与电流方向相反，此时含线圈L的支路相当于断开的支路相当于断开.( (2) )断电时线圈产生的自感电动势与原电流方向相同，在与线圈断电时线圈产生的自感电动势与原电流方向相同，在与线圈串联的回路中，线圈相当于电源，它提供的电流从原来的串联的回路中，线圈相当于电源，它提供的电流从原来的IL逐逐渐变小渐变小.但流过灯但流过灯A的电流方向与原来相反的电流方向与原来相反.( (3) )自感电动势只是延缓了过程的进行，但它不能使过程停止，自感电动势只是延缓了过程的进行，但它不能使过程停止，更不能使过程反向更不能使过程反向.即时应用即时应用 2(2011高考北京卷高考北京卷)某同学为了验证断电自感现象某同学为了验证断电自感现象,自自己找来带铁心的线圈己找来带铁心的线圈L、小灯泡、小灯泡A、开关、开关S和电池组和电池组E，用导，用导线将它们连接成如图所示的电路检查电路后，闭合开关线将它们连接成如图所示的电路检查电路后，闭合开关S，小灯泡发光；再断开开关小灯泡发光；再断开开关S，小灯泡仅有不显著的延时熄灭现，小灯泡仅有不显著的延时熄灭现象虽经多次重复，仍未见老师演示时出现的小灯泡闪亮现象虽经多次重复，仍未见老师演示时出现的小灯泡闪亮现象，他冥思苦想找不出原因你认为最有可能造成小灯泡未象，他冥思苦想找不出原因你认为最有可能造成小灯泡未闪亮的原因是闪亮的原因是()A电源的内阻较大电源的内阻较大B小灯泡电阻偏大小灯泡电阻偏大C线圈电阻偏大线圈电阻偏大 D线圈的自感系数较大线圈的自感系数较大解析：选解析：选C.由自感规律可知在开关断开的瞬间造成灯泡闪亮由自感规律可知在开关断开的瞬间造成灯泡闪亮以及延时的原因是在线圈中产生了与原电流同向的自感电流以及延时的原因是在线圈中产生了与原电流同向的自感电流且大于稳定时通过灯泡的原电流由图可知灯泡和线圈构成且大于稳定时通过灯泡的原电流由图可知灯泡和线圈构成闭合的自感回路，与电源无关，故闭合的自感回路，与电源无关，故A错；造成不闪亮的原因错；造成不闪亮的原因是自感电流不大于稳定时通过灯泡的原电流，当线圈电阻小是自感电流不大于稳定时通过灯泡的原电流，当线圈电阻小于灯泡电阻时才会出现闪亮现象，故于灯泡电阻时才会出现闪亮现象，故B错错C正确自感系数正确自感系数越大，则产生的自感电流越大，灯泡更亮，故越大，则产生的自感电流越大，灯泡更亮，故D错错考点探究考点探究讲练互动讲练互动例例1考点考点1公式公式En/t的应用的应用 有一面积为有一面积为S100 cm2的金属环如图甲所示，电阻为的金属环如图甲所示，电阻为R0.1 ，环中磁场变化规律如图乙所示，且磁场方向垂直，环中磁场变化规律如图乙所示，且磁场方向垂直环面向里，在环面向里，在t1到到t2时间内时间内(1)环中感应电流的方向如何？环中感应电流的方向如何？(2)通过金属环的电荷量为多少？通过金属环的电荷量为多少？【答案】【答案】(1)见解析见解析(2)0.01 C例例2考点考点2公式公式EBlv的应用的应用(1)t4 s时导体棒受到的安培力的大小；时导体棒受到的安培力的大小；(2)请在坐标图中画出电流平方与时间的关系请在坐标图中画出电流平方与时间的关系(I2t)图象，并通图象，并通过该图象计算出过该图象计算出4 s时间内电阻时间内电阻R上产生的热量上产生的热量【答案】【答案】(1)0.4 N(2)见解析见解析【规律总结】【规律总结】求感应电动势时，首先应弄清产生感应电动求感应电动势时，首先应弄清产生感应电动势的类型，然后选取适当规律势的类型，然后选取适当规律考点考点3自感现象中的图象问题自感现象中的图象问题 (2010高考江苏卷高考江苏卷)如图所示的电路中，电源的电动势如图所示的电路中，电源的电动势为为E，内阻为，内阻为r，电感，电感L的电阻不计，电阻的电阻不计，电阻R的阻值大于灯泡的阻值大于灯泡D的阻值在的阻值在t0时刻闭合开关时刻闭合开关S，经过一段时间后，在，经过一段时间后，在tt1时时刻断开刻断开S.下列表示下列表示A、B两点间电压两点间电压UAB随时间随时间t变化的图象中变化的图象中,正确的是正确的是()例例3【答案】【答案】B【规律总结】【规律总结】(1)自感线圈中的电流增加时，电流增加的越自感线圈中的电流增加时，电流增加的越来越慢，电流减小时，减小的越来越慢来越慢，电流减小时，减小的越来越慢(2)断电时，线圈中的电流方向不变断电时，线圈中的电流方向不变技法提炼技法提炼思维升华思维升华易错辨析易错辨析、/t的意义及应用的意义及应用【范例】【范例】半径为半径为r、电阻为、电阻为R的的n匝圆形线圈在边长为匝圆形线圈在边长为l的正方的正方形形abcd之外，匀强磁场充满并垂直穿过该正方形区域，如图甲之外，匀强磁场充满并垂直穿过该正方形区域，如图甲所示当磁场随时间的变化规律如图乙所示时，则穿过圆形所示当磁场随时间的变化规律如图乙所示时，则穿过圆形线圈磁通量的变化率为线圈磁通量的变化率为_，t0时刻线圈产生的感应电流时刻线圈产生的感应电流为为_
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