2017年高考一轮 10.2《法拉第电磁感应定律、自感和涡流》ppt课件

2017年高考一轮 10.2《法拉第电磁感应定律、自感和涡流》ppt课件内容摘要：

1、课标版 物理 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)概念 :在 中产生的电动势。 (2)产生条件 :穿过闭合电路的 发生了变化 ,与电路是否闭合。 (3)方向判断 :感应电动势的方向用 或 判断。 (1)内容 :感应电动势的大小跟穿过这一电路的 成正比。 (2)公式 :E=n ,其中 为磁通量的。 tt教材研读 电磁感应现象 磁通量 无关 楞次定律 右手定则 磁通量的变化率 变化率 自测 1 (辨析题 ) (1)线圈中磁通量越大 ,产生的感应电动势越大。 ( ) (2)线圈中磁通量变化越大 ,产生的感应电动势越大。 ( ) (3)线圈中磁通量变化越快 ,产 2、生的感应电动势越大。 ( ) 答案 (1) (2) (3) 二、导体切割磁感线时的感应电动势 感应电动势可用 E= 求出 ,式中 切割磁感线的。 导体棒以端点为轴 ,在匀强磁场中垂直于磁感线 方向匀速转动产生感应电动势 E= 均速度等于中点位置的线 速度 效长度 自测 2 如图 ,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 1;若磁感应强度增为 2B,其他条件不变 ,2。 则 通过电阻 1与 1 ( ) a,2 1 c,2 1 c,1 2 a,1 2 答案 C 杆 由右手定则判知 ,通过 a c;又因为 E=以 2,故选项 三、自感现象 由于导体本身的 变化而产生的电磁感应现象 3、称为自感。 (1)定义 :在自感现象中产生的感应电动势叫做。 (2)表达式 :E=L。 (1)相关因素 :与线圈的 、形状、 以及是否有铁芯有关。 (2)单位 :亨利 (H),1 H,1 H= H。 电流 自感电动势 大小 匝数 100 自测 3 (多选 )如图所示的电路中 ,线圈 其直流电阻忽 略不计 ,下列说法正确的是 ( ) 然后又逐渐熄灭 然后又逐渐熄灭 答案 圈对变化的电流有阻碍作用 ,通电时阻碍电流变大 ,时两灯同时发光 ,但电流稳定后 线圈阻碍电 流变小 ,使 然后又逐渐熄灭。 四、涡流 线圈中的电流变化时 ,在附近导体中产生感应电流 ,这种电流在导体内形成 闭合回路 ,很像 4、水的漩涡 ,因此把它叫做涡电流 ,简称涡流。 在冶炼炉、电 动机、变压器、探雷器等实际应用中都存在着涡流 ,它是整块导体发生的 电磁感应现象 ,同样遵守电磁感应定律。 自测 4 (多选 )如图所示为新一代炊具 电磁炉 ,无烟、无明火、无污 染、不产生有害气体、无微波辐射、高效节能等是电磁炉的优势所在。 电磁炉是利用电流通过线圈产生磁场 ,当磁场的磁感线通过铁质锅底部时 , 即会产生无数小涡流 ,使锅体本身自行高速发热 ,然后再加热锅内食物。 下 列相关说法中正确的是 ( ) 电磁炉的加热效果越好 可提高电磁炉的加热效果 答案 电磁感应原理可知 ,锅体中的涡流是由变化的磁场产生 的。 提高磁场变化的频 5、率 ,产生的感应电动势变大 ,可提高电磁炉的加热效 果 ,C、 考点一 对法拉第电磁感应定律的理解与应用 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 决定 ,而与磁通量 、磁通量的变化量 的大小没有必然联系。 (1)磁通量的变化是由面积变化引起时 ,=BS,则 E=。 (2)磁通量的变化是由磁场变化引起时 ,=BS,则 E=。 tn B 考点突破 (3)磁通量的变化是由于面积和磁场共同变化引起时 ,则根据定义求 ,= 末 E=n n。 是 利用斜 率和线圈匝数可以确定该点感应电动势的大小。 2 2 1 1B S B t典例 1 (2015浙江理综 ,24,20分 )小明同学 6、设计了一个“电磁天平” ,如图 1 所示 ,等臂天平的左臂为挂盘 ,右臂挂有矩形线圈 ,两臂平衡。 线圈的水平 边长 L=0.1 m,竖直边长 H=0.3 m,匝数为 圈的下边处于匀强磁场内 ,磁 感应强度 ,方向垂直线圈平面向里。 线圈中通有可在 0范围 内调节的电流 I。 挂盘放上待测物体后 ,调节线圈中电流使天平平衡 ,测出 电流即可测得物体的质量。 (重力加速度取 g=10 m/图 1 图 2 (2)进一步探究电磁感应现象 ,另选 00匝、形状相同的线圈 ,总电阻 R=1 0。 不接外电流 ,两臂平衡。 如图 2所示 ,保持 在线圈上部另加垂直 纸面向外的匀强磁场 ,且磁感应强度 磁场区域宽度 7、 d=m。 当挂盘中放质量为 天平平衡 ,求此时磁感应强度的变 化率。 答案 (1)25 (2)(1)线圈受到安培力 F= 天平平衡 1 代入数据得 5 (2)由电磁感应定律得 E= t(1)为使电磁天平的量程达到 0.5 圈的匝数 E= 由欧姆定律得 I= 线圈受到安培力 F= 天平平衡 mg= 代入数据可得 = 2应用电磁感应定律应注意的三个问题 (1)利用公式 E=n 求解的是一个回路中某段时间内的平均感应电动势 ,在 磁通量均匀变化时 ,瞬时值等于平均值。 (2)利用公式 E=求感应电动势时 , t)通过回路截面的电荷量 n、 和回路电阻 与时间长短无 关。 推导如下 :q= t= t= 8、。 1图所示 ,用两根长度、材料、粗细都相同的导线绕成匝数分别为 和 B,两线圈平面与匀强磁场垂直。 当磁感应强度随 时间均匀变化时 ,两线圈中的感应电流之比 ( ) A. B. C. D. 12 B 设导线长度为 L,电阻为 R,则对线圈 L=A= = ,解得 理可得对线圈 B= 立可得 = , 又 L= = ,则 = , 22图甲所示 ,一个电阻值为 R,匝数为 电阻 圈的半径为 线圈中半径为 在垂直于线圈平面向里的匀强磁场 ,磁感应强度 如图乙所示。 图线与横、纵轴的截距分别为 0,导线的电阻不计。 求 0 至 (1)通过电阻 (2)通过电阻 1上产生的热量。 答案 (1) 方向从 b到 a 9、 (2) 解析 (1)穿过闭合线圈的磁场的面积为 S= 20203nB 20 2 10 2 40 2 12029n B r 2磁感应强度 = , 根据法拉第电磁感应定律得 : E=n = 由闭合电路欧姆定律可知流过电阻 I= = 再根据楞次定律和安培定则可以判断 ,流过电阻 b到 a。 (2)0至 1的电荷量为 q= 电阻 =。 0003nB 20 2 103nB r 2 2 40 2 12029n B r 点二 导体切割磁感线产生感应电动势的计算 E=性” (1)正交性 :本公式是在一定条件下得出的 ,除磁场为匀强磁场外 ,还 需 B、 l、 (2)瞬时性 :若 则 (3)有效性 :公式中的 如图中 ,导体的有效长度为 a、 (4)相对性 :E=若磁场也在运动 ,应注 意速度间的相对关系。 典例 2 (2016山东济南模拟 )在范围足够大、方向竖直向下的匀强磁场中 , 磁感应强度 B=,有一水平放置的光滑框架 ,宽度 L=0.4 m,如图所示 ,框架 上放置一质量 m=阻 R=1 的金属杆 架电阻不计。 若杆 水平外力 a=2 m/动 ,求 : (1)5 ; (2)第 5 ; E(3)第 5 的大小。 答案 (。