（新课标）河南省2015高考物理总复习讲义 第9章 第2讲 法拉第电磁感应定律、自感现象

（新课标）河南省2015高考物理总复习讲义 第9章 第2讲 法拉第电磁感应定律、自感现象内容摘要：

1、光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 法拉第电磁感应定律、自感现象知识一法拉第电磁感应定律1感应电动势(1)概念：在电磁感应现象 中产生的电动势(2)产生条件：穿过回路的磁通量发生改变，与电路是否闭合无关(3)方向判断：感应电动势的方向用楞次定律或右手定则判断2法拉第电磁感应定律(1)内容：感应电动势的大小跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比(2)公式：E n ，其中 n 为线圈匝数t(1)线圈中的磁通量越大，线圈中产生的感应电动势一定越大()(2)线圈处在磁场越强的位置，线圈中产生的感应电势一定越大()(3)线圈中磁通量变化得越快，线圈中产生的感应电动势越大()知识二导体切割磁感线时的感应 2、电动势导体棒切割磁感线时，可有以下三种情况：切割方式 电动势表达式 说明垂直切割 E 其中 为 v 与 B 的夹角导体棒与磁场方向垂直磁场为匀强磁场旋转切割( 以一端为轴) E 适用条件：(1)B 为匀强磁场磁感应强度，B、l、v 两两互相垂直(2)l 为导体切割磁感线的有效长度知识三自感和涡流1自感现象：由于通过导体自身的电流发生变化而产生的电磁感应现象2自感电动势(1)定义：在自感现象 中产生的感应电动势光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 (2)表达式：E L )自感系数 L相关因素：与线圈的大小、形状、圈数以及是否有铁芯等因素有关单位：亨利(H)，1 0 3 H,1 H 10 6 流 3、：当线圈中的电流发生变化时，在它附近的导体中产生的像水的旋涡一样的感应电流如图所示的电路中 L 为自感系数很大而电阻很小的线圈，S 闭合时小灯泡 A 发光，当S 突然断开时，小灯泡的亮度怎样变化。 提示 小灯泡先闪亮一下，然后逐渐熄灭1下列各种导体切割磁感线的情况中产生的感应电动势最大的是( )【解析】利用公式 E算感应电动势的大小时， B 与 v 垂直，B 与 L 垂直，L 为导体与 B 和 v 垂直的有效长度，显然，C 项中导体的有效长度最长，产生的感应电动势最大【答案】2 1水平放置的金属框架 于如图 92 1 所示的匀强磁场中，金属棒 于粗糙的框架上且接触良好，从某时刻开始，磁感应强度均 4、匀增大，金属棒 终保持静止，则()A电流增大，所受摩擦力增大B电流不变， 所受摩擦力不变C 电流不变， 所受摩擦力增大D电流增大，所受摩擦力不变【解析】由法拉第电磁感应定律 E S 知，磁感应强度均匀增大，则 t 安 摩擦力增大，选项 C 正确【答案】(多选) 如图 922(a)、(b)所示的电路中，电阻 R 和自感线圈 L 的电阻值都很小，且小于灯 A 的电阻，接通 S，使电路达到稳定，灯泡 A 发光，则()光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 2 2A在电路(a)中，断开 S 后， A 将逐渐变暗B在电路(a) 中，断开 S 后，A 将先变得更亮，然后逐渐变暗C在电路(b) 中，断开 S 5、 后，A 将逐渐变暗D在电路(b) 中，断开 S 后，A 将先变得更亮，然后逐渐变暗【解析】(a)电路中，灯 A 和线圈 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，A 将逐渐变暗(b) 电路中电阻 R 和灯 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，电源不给灯 A 供电，而线圈产生自感电动势阻碍电流的减小，通过 A、R 形成回路，灯 A 中电流比原来大，变得更亮，然后逐渐变暗所以选项 A、D 正确【答案】2 34 (2013北京高考)如图 9 23 ，在磁感应强度为 B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，金属 6、杆 平行金属导轨上以速度 v 向右匀速运动，产生的感应电动势为磁感应强度增为 2B，其他条件不变， 产生的感应电动势变为 的电流方向及 比分别为( )Aca ；2 1 Bac ；2 1C ac ；12 Dca；12【解析】根据右手定则可知导体棒中感应电流的方向由 NM，所以电阻 R 中的电流方向是 ac，由 E感应强度变为原来的 2 倍，其他条件不变，则感应电动势也变为原来的 2 倍，故 C 正确， A、B、D 错误【答案】(2010江苏高考)一矩形线框置于匀强磁场中，线框平面与磁场方向垂直先保持线框的面积不变，将磁感应强度在 1 s 时间内均匀地增大到原来的两倍接着保持增大后的磁感应强度不变 7、，在 1 s 时间内，再将线框的面积均匀地减小到原来的一半先后两个过程中，线框中感应电动势的比值为()A. B1C2D412【解析】设原磁感应强度是 B，线框面积是 s 内 12S 第 2 22B 2BS n ，所以两次电动势大小相等，B 正确t【答案】 76法拉第电磁感应定律的理解和应用一、决定感应电动势大小的因素感应电动势 E 的大小决定于穿过电路的磁通量的变化率 和线圈的匝数 通量变化量 的大小无必然联系二、磁通量变化通常有两种方式1磁感应强度 B 不变，垂直于磁场的回路面积发生变化，此时 E直于磁场的回路面积不变，磁感应强度发生变化，此时 En S，其中 是t 图象的斜率1 个示范例 8、如图 924 甲所示，一个电阻为 R、面积为 S 的矩形导线框 平放置在匀强磁场中，磁场的磁感应强度为 B，方向与 垂直并与线框平面成 45角，O、 O 分别是 和 的中点现将线框右半边 时针旋转 90到图乙所示位置，在这一过程中，导线中通过的电荷量是( )甲乙92 4A. D0析】线框的右半边(未旋转时，整个回路的磁通量 1BS 5 框的右半边( 旋转 90后，穿进跟穿出的磁通量相等，如图(2)所示，整22个回路的磁通量 20 ，所以 2 1 q ，A 正确22 R 2)(2)【答案】A1 个预测例 光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 100 金属环如图 925 甲所示，电阻为 R，环中 9、磁场变化规律如图 925 乙所示，且磁场方向垂直环面向里，在 间内，环中感应电流的方向如何。 通过金属环的电荷量为多少。 甲乙图 92 5【审题指导】(1)由 Bt 图象可知，磁感应强度变大磁通量增加，根据楞次定律可确定感应电流方向(2)通过金属环的电荷量由磁通量的变化量决定【解析】由楞次定律，可以判断出金属环中感应电流的方向为逆时针方向由图乙可知：磁感应强度的变化率 2 S St 2 /式解得Q C.R 110 案】见解析电磁感应电路中的电荷量应用公式 Q 计算，其中 N 为线圈匝数，R 为电路中点二 77导体切割磁感线产生感应电动势的计算一、导体平动切割磁感线对于导体平动切割感线产生感应电动势 10、的计算式 E从以下几个方面理解和掌握1正交性本公式是在一定条件下得出的，除了磁场是匀强磁场，还需 B、l、v 三者相互垂直实际问题中当它们不相互垂直时，应取垂直的分量进行计算，公式可为 E ， 为 B 与 v 方向间的夹角2平均性导体平动切割磁感线时，若 v 为平均速度，则 E 为平均感应电动势，即 E 时性若 v 为瞬时速度，则 E 为相应的瞬时感应电动势4有效性光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 ，即导体与 v 垂直的方向上的投影长度图 926 中有效长度分别为：甲乙丙图 92 6甲图：lcd (容易错算成 lab )乙图：沿 向运动时， l 向运动时， l 向运动时， l R；2沿 11、向运动时， l0；沿 向运动时， l对性E的速度 v 是相对于磁场的速度，若磁场也运动时，应注意速度间的相对关系二、导体转动切割磁感线当导体在垂直于磁场的平面内，绕一端以角速度 匀速转动时，产生的感应电动势为E 如图 92 7 所示2 71 个示范例 ( 多选)图 92 8(2012四川高考)半径为 a 右端开小口的导体圆环和长为 2a 的导体直杆，单位长度电阻均为 个内部区域分布着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为 v 平行于直径 右做匀速直线运动，杆始终有两点与圆环良好接触，从圆环中心 O 开始，杆的位置由 确定，如图 928 所示则()A 0 时，杆产生的电动势为 2 时，杆产生的电动势为 C 0 时，杆受的安培力大小为2 2 时，杆受的安培力大小为3 3 3 【审题指导】(1)右端开有小口，使得闭合回路大大简化(2) 角的大小决定了导体切割磁感线的有效长度【解析】当 0 时，杆切割磁感线的有效长度 a，所以杆产生的电动势 项 A 正确；此时杆上的电流 ，杆受的安培a 2a 2R。