（优化方案）2016年高三物理大一轮复习 第九章　电磁感应 第二节法拉第电磁感应定律　自感　涡流

（优化方案）2016年高三物理大一轮复习 第九章　电磁感应 第二节法拉第电磁感应定律　自感　涡流内容摘要：

1、高中物理资源下载平台世昌的博客 法拉第电磁感应定律自感涡流一、法拉第电磁感应定律1感应电动势(1)感应电动势：在电磁感应现象中产生的电动势产生感应电动势的那部分导体就相当于电源，导体的电阻相当于电源内阻(2)感应电流与感应电动势的关系：遵循闭合电路欧姆定律，即 I 拉第电磁感应定律(1)内容：闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比(2)公式：En ，n 为线圈匝数体切割磁感线的情形(1)若 B、 l、v 相互垂直，则 E2)若 B l，lv，v 与 B 夹角为 ，则 E1.(单选)(2015太原质检)如图所示，用两根相同的导线绕成匝数分别为 和 B，两线圈所在平面与匀 2、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. 二、自感与涡流1自感现象(1)概念：由于导体本身的电流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做自感电动势(2)表达式：EL )自感系数 L 的影响因素：与线圈的 大小、形状、匝数以及是否有铁芯有关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像水的旋涡状的感应电流(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，安培力的方向总是阻碍导体的运动(2)电磁驱动：如果磁场相对于导体转动，在导体中会产生感应电流，使导体受到安培力作用，安培力使导体运动起来交流感应电动机就是利用电 3、磁驱动的原理工作的2.(多选)(2015郑州模拟)如图甲、乙所示的电路中，电阻 R 和自感线圈 小于灯 A 的电阻，接通 S，使电路达到稳定，灯泡 A 发光，则( )高中物理资源下载平台世昌的博客 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，然后逐渐变暗答案：式 E t 的应用1感应电动势大小的决定因素(1)感应电动势的大小由穿过闭合电路的磁通量的变化率 和线圈的匝数共同决定，、磁通量的变化量 的大小没有必然联系(2)当 仅由 B 引起时，则 En ；当 4、 仅由 S 引起时，则 En 通量的变化率 是 t 图象上某点切线的斜率个电阻值为 R，匝数为 n 的圆形金属线圈与阻值为 2R 的电阻接成闭合回路线圈的半径为 线圈中半径为 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乙所示图线与横、纵轴的截距分别为 线的电阻不计求 0 至 间内(1)通过电阻 电流大小和方向(2)通过电阻 电荷量 q 及电阻 产生的热量解析(1)穿过闭合线圈的磁场的面积为 Sr 2由题图乙可知，磁感应强度 B 的变化率的大小为 ，根据法拉第电磁感应定律得：0n t 1的电流为I 2R 过电阻 b 到 世昌的博客 (2)0 至 1的 5、电荷量为q1上产生的热量为 Q 案(1) 方向从 b 到 ) 律总结 应用电磁感应定律应注意的三个问题(1)公式 En 求解的是一个回路中某段时间内的平均电动势，在磁通量均匀变化时，2)利用公式 E感应电动势时，S 为线圈在磁场范围内的有效面积)通过回路截面的电荷量 q 仅与 n、 和回路电阻 R 有关，与时间长短无关推导如下：q t t 单选)(2014高考江苏卷)如图所示，一正方形线圈的匝数为 n，边长为 a，线圈平面与匀强磁场垂直，且一半处在磁场中. 在 t 时间内，磁感应强度的方向不变，大小由 B 均匀地增大到 圈中产生的感应电动势为()A. n n S n ，选项 B 点二公式 E应 6、用 1使用条件本公式是在一定条件下得出的，除了磁场是匀强磁场外，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使用范围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 若 v 为E E 为相应的瞬时感应电动势3有效性公式中的 l 为有效切割长度，即导体与 v 垂直的方向上的投影长度例如，求下图中点间的电动势时，有效长度分别为高中物理资源下载平台世昌的博客 ：l 向运动时，l ；沿 向运动时，l 向运动时，l R；沿 向运动时，l 0；沿 向运动时，l R 对性EBl v 中的速度 v 是相 7、对于磁场的速度，若磁场也运动，应注意速度间的相对关系(多选)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，如图所示则( )A 0 时，杆产生的电动势为 2 时，杆产生的电动势为 C0 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析开始时刻，感应电动势 L v2 A 项正确 时，E 2B2 vBa v，故 B 项错误由 L2，E ， RR 02(2)a ，得在3 时，F ，故 C 项错误 时 F ， 8、故 D 项正确 3 3 3答案结提升 感应电动势两个公式的比较公式 E个回路 一段导体适用 普遍适用 导体切割磁感线意义 常用于求平均电动势 既可求平均值也可求瞬时值联系本质上是统一的但是，当导体做切割磁感线运动时，用 E 比较方便；当穿过电路的磁通量发生变化时，用 En 求较方便2.(多选)(2015沈阳质检)如图所示，在磁感应强度B 的匀强磁场中，金属杆 外力 F 作用下在粗糙 U 形导轨上以速度 v2 m/s 向右匀速滑动，两导轨间距离 L1.0 m，电阻 R，金属杆的电阻 r，导轨电阻忽略不计，则下列说法正确的是 ()高中物理资源下载平台世昌的博客 通过 R 的感应电流的方向为由 d 9、到 属杆 割磁感线产生的感应电动势的大小为 C金属杆 到的安培力大小为 D外力 F 做功大小等于电路产生的焦耳热解析：选 的电流方向为由 a 到 d，选项A 错误；由法拉第电磁感应定律可得金属杆切割磁感线产生的感应电动势的大小为E V，选项 B 正确；安培力 F 安 ，选项 C 正确；因为轨道粗糙，由能量守恒定律可知，外力做的功等于电路中产生的焦耳热和摩擦生热的总和，选项 D 错误考点三自感现象的分析 1自感现象“阻碍”作用的理解(1)流过线圈的电流增加时，线圈中产生的自感电动势与电流方向相反，阻碍电流的增加，使其缓慢地增加(2)流过线圈的电流减小时，线圈中产生的自感电动势与电流方向相同，阻碍 10、电流的减小，使其缓慢地减小2自感现象的四个特点(1)自感电动势总是阻碍导体中原电流的变化(2)通过线圈中的电流不能发生突变，只能缓慢变化(3)电流稳定时，自感线圈就相当于普通导体(4)线圈的自感系数越大，自感现象越明显，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3自感现象中的能量转化通电自感中，电能转化为磁场能；断电自感中，磁场能转化为电能(多选)如图所示，灯泡 A、B 与定值电阻的阻值均为R，L 是自感系数较大的线圈，当 合、S 2 断开且电路稳定时，A、B 两灯亮度相同，再闭合 电路稳定后将 开，下列说法中正确的是()AB 灯立即熄灭BA 灯将比原来更亮一下后熄灭 11、C有电流通过 B 灯，方向为 c电流通过 A 灯，方向为 ba解析S 1闭合、S 2断开且电路稳定时， A、B 两灯一样亮，说明两个支路中的电流相等，这时线圈 L 没有自感作用，可知线圈 L 的电阻也为 R，在 1都闭合且稳定时， 1突然断开时，由于线圈的自感作用，流过 A 灯的电流方向变为ba，但 A 灯不会出现比原来更亮一下再熄灭的现象，故选项 D 正确，B 错误；由于定值电阻 R 没有自感作用，故断开 灯立即熄灭，选项 A 正确，C 错误答案结提升 分析自感现象的两点注意(1)通过自感线圈中的电流不能发生突变，即通电过程，线圈中电流逐渐变大，断电过程，线圈中电流逐渐变小，方向不变此时线圈可等效为“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高中物理资源下载平台世昌的博客 (单选)(2015南昌模拟)如图所示的电路中，L 是一个自感系数很大、直流电阻不计的线圈，L 1、L 2 和 3 个完全相同的灯泡，E 是内阻不计的电源在 t 0 时刻，闭合开关 S，电路稳定后在 刻断开开关 1、L 2 的电。