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第2课时 法拉第电磁感应定律 自感 涡流,【导学目标】 1.能用法拉第电磁感应定律、公式EBLv计算感应电动势.2.理解自感、涡流产生，并能分析实际应用,一、法拉第电磁感应定律 基础导引 1关于电磁感应，下述说法正确的是( ) A穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大 B穿过线圈的磁通量为零，感应电动势一定为零 C穿过线圈的磁通量变化越大，感应电动势越大 D穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大 【答案】D,(2)转动切割 如图1(c)，在磁感应强度为B的匀强磁场中，长为L的导体棒绕一端为轴以角速度匀速转动，此时产生的感应电动势E_. (3)有效切割长度：导体在与v垂直的方向上的投影长度试分析图2中的有效切割长度,甲图中的有效切割长度为：_；乙图中的有效切割长度为：_；丙图中的有效切割长度：沿v1的方向运动时为_；沿v2的方向运动时为_,知识梳理 1感应电动势 (1)感应电动势：在_中产生的电动势产生感应电动势的那部分导体就相当于_，导体的电阻相当于_ (2)感应电流与感应电动势的关系：遵循_定律，即I_.,电磁感应现象,电源,电源内阻,闭合电路欧姆,2法拉第电磁感应定律 (1)法拉第电磁感应定律 内容：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的_成正比 公式：E_. (2)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_.,磁通量变化率,BLvsin ,BLv,二、自感与涡流 基础导引 判断下列说法的正误 (1)线圈的自感系数跟线圈内电流的变化率成正比( ) (2)自感电动势阻碍电流的变化，但不能阻止电流的变化( ) (3)当导体中电流增大时，自感电动势的方向与原电流方向相反( ) (4)线圈中电流变化的越快，穿过线圈的磁通量越大( ) 【答案】(1) (2) (3) (4),知识梳理 1自感现象 (1)概念：由于导体本身的_变化而产生的电磁感应现象称为自感，由于自感而产生的感应电动势叫作_ (2)表达式：E_. (3)自感系数L 相关因素：与线圈的_、形状、_以及是否有铁芯有关 单位：亨利(H,1 mH_ H,1 H_ H),电流,自感电动势,大小,匝数,103,106,2涡流 当线圈中的电流发生变化时，在它附近的任何导体中都会产生_，这种电流像水中的旋涡所以叫涡流 (1)电磁阻尼：当导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受到_，安培力的方向总是_导体的相对运动 (2)电磁驱动：如果磁场相对于导体转动，在导体中会产生_使导体受到安培力的作用，安培力使导体运动起来 (3)电磁阻尼和电磁驱动的原理体现了_的推广应用,感应电流,安培力,阻碍,感应电流,楞次定律,考点一 法拉第电磁感应定律的应用,【典例剖析】 例1 如图3(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2R的电阻R1连接成闭合回路线圈的半径为r1, 在线圈中半径为r2的圆形区域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3(b)所示图线与横、纵轴的截距分别为t0和B0. 导线的电阻不计求0至t1时间内：,(1)通过电阻R1上的电流大小和方向； (2)通过电阻R1上的电荷量q及电阻R1上产生的热量,跟踪训练1 穿过某线圈的磁通量随时间的变化的关系如图4所示，在线圈内产生感应电动势最大值的时间是( ) A02 s B24 s C46 s D68 s 【答案】C,例2 在范围足够大，方向竖直向下的匀强磁场中，B0.2 T，有一水平放置的光滑框架，宽度为l0.4 m，如图5所示，框架上放置一质量为0.05 kg、电阻为1 的金属杆cd，框架电阻不计若杆cd以恒定加速度a2 m/s2，由静止开始做匀变速运动，则： (1)在5 s内平均感应电动势是多少？ (2)第5 s末，回路中的电流多大？ (3)第5 s末，作用在cd杆上的水平外力多大？,考点二 导体切割磁感线产生感应电动势的计算,AE1E2，a端为正 BE1E2，b端为正 CE1E2，a端为正 DE1E2，b端为正 【答案】D,【考点解读】 通电自感与断电自感的比较,考点三 自感现象的分析,【典例剖析】 例3 如图7所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，电感L的电阻不计，电阻R的阻值大于灯泡D的阻值在t0时刻闭合开关S，经过一段时间后，在tt1时刻断开S.下列表示A、B两点间电压UAB随时间t变化的图象中，正确的是( ),方法提炼 自感现象中主要有两种情况：即通电自感与断电自感在分析过程中，要注意：(1)通过自感线圈的电流不能发生突变，即通电过程中，电流是逐渐变大，断电过程中，电流是逐渐变小，此时线圈可等效为“电源”，该“电源”与其他电路元件形成回路(2)断电自感现象中灯泡是否“闪亮”问题的判断在于对电流大小的分析，若断电后通过灯泡的电流比原来强，则灯泡先闪亮后再慢慢熄灭,A在电路(a)中，断开S，A将渐渐变暗 B在电路(a)中，断开S，A将先变得更亮，然后渐渐变暗 C在电路(b)中，断开S，A将渐渐变暗 D在电路(b)中，断开S，A将先变得更亮，然后渐渐变暗 【答案】AD,【解析】在(a)电路中，灯A和线圈L串联，它们的电流相同，断开S时，线圈上产生自感电动势，阻碍原电流的减小，但流过灯A的电流仍逐渐减小，从而灯A只能渐渐变暗 在(b)电路中，电阻R和灯A串联，灯A的电阻大于线圈L的电阻，电流则小于线圈L中的电流，断开S时，电源不再给灯供电，而线圈产生自感电动势阻碍电流的减小，通过R、A形成回路，灯A中电流突然变大，灯A变得更亮，然后渐渐变暗，故A、D正确,例4 半径为r、电阻为R的n匝圆形线圈在边长为L的正方形abcd外，匀强磁场充满并垂直穿过该正方形区域，如图9甲所示当磁场随时间的变化规律如图9乙所示时，则穿过圆形线圈磁通量的变化率为_，t0时刻线圈产生的感应电流为_,例5 t0时，磁场在xOy平面内的分布如图10所示，其磁感应强度的大小均为B0，方向垂直于xOy平面，相邻磁场区域的磁场方向相反，每个同向磁场区域的宽度均为L0，整个磁场以速度v沿x轴正方向匀速运动若在磁场所在区间内放置一由n匝线圈组成的矩形线框abcd，线框的bc边平行于x轴bcLB、abL，LB略大于L0，总电阻为R，线框始终保持静止求：,15.对双杆切割磁感线问题中的电动势和安培力计算错误,方法提炼 对于双杆切割磁感线或闭合导线框在磁场中运动的情况，有可能线框的两条边均产生电动势，要看两电动势是同向还是反向；同样求导线框所受安培力的时候，也要注意两条边是否均受安培力，还要注意匝数n的问题.,跟踪训练4 如图11所示，一有界区域内，存在着磁感应强度大小均为B，方向分别垂直于光滑水平桌面向下和向上的匀强磁场，磁场宽度均为L，边长为L的正方形线框abcd的bc边紧靠磁场边缘置于桌面上，使线框从静止开始沿x轴正方向匀加速通过磁场区域，若以逆时针方向为电流的正方向，能反映线框中感应电流变化规律的是( ),【答案】AC,
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