2019版高考物理大一轮复习 专题九 电磁感应 第2讲 法拉第电磁感应定律 自感和涡流课件.ppt

第2讲 法拉第电磁感应定律自感和涡流 一 法拉第电磁感应定律 1 磁通量变化率 表示磁通量变化的快慢 大小为 t 2 1 t 2 法拉第电磁感应定律 磁通量的变化率 1 内容 在电磁感应现象中 电路中感应电动势的大小跟 成正比 3 导体切割磁感线时产生的感应电动势导体棒切割磁感线时 可有以下三种情况 Blv 基础检测 1 将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中 线圈平面与磁场方向垂直 关于线圈中产生的感应电动势和感 应电流 下列表述正确的是 A 感应电动势的大小与线圈的匝数无关B 穿过线圈的磁通量越大 感应电动势越大C 穿过线圈的磁通量变化越快 感应电动势越大D 感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同答案 C 电磁感应 自感 电流 3 自感系数L 有关因素 与线圈的 以及是否有铁芯有关 线圈越长 单位长度上线圈的匝数越多 横截面积越大 它的自感系数越 线圈中插入铁芯 自感系数会增大很多 长短 形状 匝数 大 单位 亨利 H 1mH 10 3H 1 H 10 6H 4 自感现象的应用和防止 应用 如日光灯电路中的镇流器 振荡电路等 日光灯电路是由启动器 镇流器和灯管组成的 在日光灯启动时起到开关作用 正常工作时断开 镇流器的作用是在灯开始点亮时起 的作用 在日光灯正常发光时起 作用 防止 制作精密电阻时 采用 绕法 防止自感现象的发生 减小因自感而造成的误差 启动器 产生瞬时高压 降压限流 双线 2 涡流 块状金属在磁场中运动 或者处在变化的磁场中 金属块内部会产生感应电流 这种电流在整块金属内部自成闭合回路 叫做 涡流 基础检测 2 如图9 2 1所示 A B两灯相同 L是带铁芯的电 阻可不计的线圈 下列说法中正确的是 A 开关S合上瞬间 A灯先亮B灯后亮B S合上稳定后 A B同时亮着C S断开瞬间 A B同时熄灭D S断开瞬间 B立即熄灭 A闪亮一下再熄灭图9 2 1 解析 开关S闭合的瞬间 两灯同时获得电压 所以A B同时发光 由于线圈的电阻可以忽略 灯A逐渐被短路 流过A灯的电流逐渐减小最后熄灭 B灯电流逐渐增大 故A B错误 断开开关S的瞬间 B灯的电流突然消失 立即熄灭 流过线圈的电流将要减小 产生自感电动势 相当电源 自感电流流过A灯 所以A灯突然闪亮一下再熄灭 故C错误 D正确 答案 D 考点1对法拉第电磁感应定律的理解 重点归纳 1 磁通量 磁通量的变化量 磁通量的变化率 续表 续表 考题题组 1 2016年北京卷 如图9 2 2所示 匀强磁场中有两个导体圆环a b 磁场方向与圆环所在平面垂直 磁感应强度B随时间均匀增大 两圆环半径之比为2 1 圆环中产生的感应电动势分别为Ea和Eb 不考虑两圆环间的相互影响 下列说法正确的是 图9 2 2 A Ea Eb 4 1 感应电流均沿逆时针方向B Ea Eb 4 1 感应电流均沿顺时针方向C Ea Eb 2 1 感应电流均沿逆时针方向D Ea Eb 2 1 感应电流均沿顺时针方向 考点2对自感现象的分析 重点归纳 自感中 闪亮 与 不闪亮 问题 考题题组 2 多选 如图9 2 3所示的电路中 L为一个自感系数很大 直流电阻不计的线圈 L1 L2是两个完全相同的电灯 E是内阻不计的电源 t 0时刻 闭合开关S 经过一段时间后 电路达到稳定 t1时刻断开开关S I1 I2分别表示通过电灯L1和L2中的电流 规定图中箭头所示方向为电流正方向 以下各图中能定性描述电流I随时间t变化关系的是 图9 2 3 A B C D 答案 AC 3 多选 如图9 2 4甲 乙所示 电路中的电阻R和自感线圈L的电阻值都很小 且小于灯泡A的电阻 接通S 使电路达到稳定 灯泡A发光 则 甲乙 图9 2 4 A 在电路甲中 断开S后 A将逐渐变暗 B 在电路甲中 断开S后 A将先变得更亮 然后才 逐渐变暗 C 在电路乙中 断开S后 A将逐渐变暗 D 在电路乙中 断开S后 A将先变得更亮 然后才 逐渐变暗 解析 题图甲所示电路中 灯A和自感线圈L串联 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 通过R A形成回路 灯A逐渐变暗 题图乙所示电路中 电阻R和灯A串联 灯A和电阻R的总电阻大于线圈L的电阻 电流则小于线圈L中的电流 断开S时 电源不给灯供电 而线圈L产生自感电动势阻碍电流的减小 通过R A形成回路 灯A中电流比原来大 变得更亮 然后逐渐变暗 答案 AD 方法 导体切割磁感线产生的感应电动势的计算方法 1 平动类型感应电动势的计算 E Blv 1 该类型中导体平动切割磁感线 2 正交性 B l v相互垂直时公式成立 3 有效性 式中的l为有效切割长度 即导体在垂直 于v方向上的投影长度 如图9 2 5所示 图9 2 5 图9 2 6 例1 2016年新课标 卷 如图9 2 7所示 M为半圆形导线框 圆心为OM N是圆心角为直角的扇形导线框 圆心为ON 两导线框在同一竖直平面 纸面 内 两圆弧半径相等 过直线OMON的水平面上方有一匀强磁场 磁场方向垂直于纸面 现使线框M N在t 0时从图示位置开始 分别绕垂直于纸面 且过OM和ON的轴 以相同的周期T逆时针 匀速转动 则 图9 2 7 触类旁通 2017年上海松江区期末 如图9 2 9所示 两根粗细均匀的金属杆AB和CD的长度均为L 电阻均为R 质量分别为3m和m 用两根等长的 质量和电阻均不计的 不可伸长的柔软导线将它们连成闭合回路 悬跨在绝缘的 水平光滑的圆棒两侧 AB和CD处于水平放置状态 在金属杆AB的下方有高度为H的水平匀强磁场 磁感应强度的大小为B 方向与回路平面垂直 此时CD处于磁场中 现从静止开始释放金属杆AB 经过一段时间 AB CD始终水 平 在AB即将进入磁场的上边界时 其加速度为零 此时金属杆CD还处于磁场中 在此过程中金属杆AB上产生的焦耳热为Q 重力加速度为g 试求 1 金属杆AB即将进入磁场上边界时的速度v1 2 在此过程中金属杆CD移动的距离h 3 设金属杆AB在磁场中运动的速度为v2 通过计算说明v2大小的可能范围 图9 2 9 和通过导线截面的电量q