2016届高考物理一轮复习：9-2《法拉第电磁感应定律、自感、涡流》ppt课件.ppt

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1、,考点一法拉第电磁感应定律的理解及应用,考点二导体棒切割磁感线产生感应电动势的计算,考点三自感现象的理解及应用,考点,高三物理一轮复习,第2节法拉第电磁感应定律 自感 涡流,第九章电磁感应,1.(法拉第电磁感应定律的理解)(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2B.在此过程中，线圈中产生的感应电动势为(),解析,答案,图片显/隐,基础自测,B,2.(自感现象的理解)如图所示，电灯的电阻为2 ，电源电动势为2 V，内阻不计，线圈匝数足够多，其直流电阻为3 .先合上电键S，稳定

2、后突然断开S，则下列说法中正确的是()A电灯立即熄灭B电灯先变暗再熄灭C电灯会比原来亮一下再熄灭，且电灯电流方向与S断开前方向相同D电灯会比原来亮一下再熄灭，且电灯电流方向与S断开前方向相反,基础自测,解析,答案,图片显/隐,B,3(对涡流的理解)(多选)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含铁质锅底部时，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()A锅体中的涡流是由恒定的磁场产生的B恒定磁场越强，电磁炉的加热效果越好C锅体中的涡流是由变化

3、的磁场产生的D提高磁场变化的频率，可提高电磁炉的加热效果,由电磁感应原理可知，锅体中的涡流是由变化的磁场产生的，提高磁场变化的频率，产生的感应电动势变大，可提高电磁炉的加热效果，C、D正确,基础自测,解析,答案,CD,4.(切割类感应电动势的理解及计算)如图所示，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MN在平行金属导轨上以速度v向右匀速滑动，MN中产生的感应电动势为E1.若磁感应强度增为2B，其他条件不变，MN中产生的感应电动势变为E2，则通过电阻R的电流方向及E1与E2之比E1E2分别为()Aca，21 Bac，21Cac，12 Dca，12,金属棒MN向右切割磁感线，产生感

4、应电动势，由右手定则可判断导体棒电流由NM，故电阻中电流方向为ac.E1BLv，E22BLv，所以E1E212.综上所述，C正确,基础自测,解析,答案,图片显/隐,C,一、法拉第电磁感应定律1法拉第电磁感应定律(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_成正比(2)公式：E_，n为线圈匝数2导体切割磁感线的情形(1)若B、l、v相互垂直，则E_(2)EBlvsin ，为运动方向与磁感线方向的夹角,教材梳理,变化率,Blv,二、自感和涡流1自感现象：当导体中电流发生变化时，导体本身就产生感应电动势，这个电动势总是_导体中原来电流的_，这种由于导体本身电流发生变化而产生的电磁

5、感应现象叫自感现象,教材梳理,阻碍,变化,3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_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_，安培力的方向总是_导体的运动,教材梳理,大小,圈数,亨利(H),103,106,水的漩涡,安培力,阻碍,(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交流感应电动机就是利用_的原理工作的,教材梳理,感应电流,电磁驱动,1感应电动势大小的决定因素,考点一法拉第电磁感应定律的理解及应用,考点阐释,考点阐释,考点一法拉第电磁感应定律的理解及应用,题组一对法拉第电磁感应

6、定律内容的理解1(2015杭州高三质检)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,题组设计,解析,答案,考点一法拉第电磁感应定律的理解及应用,C,2一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时间内均匀增大到原来的两倍接着保持增大后的磁感应强度不变，在1 s时间内，再将线框的面积均匀地减小为原来的一半先后两个过

7、程中，线框中感应电动势的比值为(),题组设计,解析,答案,考点一法拉第电磁感应定律的理解及应用,B,3.(2013高考江苏卷)如图所示，匀强磁场中有一矩形闭合线圈abcd，线圈平面与磁场垂直已知线圈的匝数N100，边长ab1.0 m、bc0.5 m，电阻r2 .磁感应强度B在01 s内从零均匀变化到0.2 T在15 s内从0.2 T均匀变化到0.2 T，取垂直纸面向里为磁场的正方向求：(1)0.5 s时线圈内感应电动势的大小E和感应电流的方向；(2)在15 s内通过线圈的电荷量q；(3)在05 s内线圈产生的焦耳热Q.,题组设计,解析,图片显/隐,考点一法拉第电磁感应定律的理解及应用,(1)1

8、0 Vadcba(或逆时针)(2)10 C(3)100 J,题组设计,解析,答案,考点一法拉第电磁感应定律的理解及应用,应用法拉第电磁感应定律的两点注意：(1)一般步骤：分析穿过闭合电路的磁场方向及磁通量的变化情况；利用楞次定律确定感应电流的方向；灵活选择法拉第电磁感应定律的不同表达形式列方程求解,规律总结,考点一法拉第电磁感应定律的理解及应用,1导体平动切割磁感线(1)一般情况：运动速度v和磁感线方向夹角为，则EBlvsin .(2)常用情况：运动速度v和磁感线方向垂直，则EBlv.(3)若导体棒不是直的，则EBlv中的l为切割磁感线的导体棒的有效长度下图中，棒的有效长度均为ab间的距离,考

9、点二导体棒切割磁感线产生感应电动势的计算,考点阐释,2导体转动切割磁感线,考点阐释,考点二导体棒切割磁感线产生感应电动势的计算,题组一平动切割电动势的计算1.如图所示，平行导轨间距为d，一端跨接一个电阻R，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于平行金属导轨所在平面一根金属棒与导轨成角放置，金属棒与导轨的电阻均不计当金属棒垂直于棒的方向以恒定的速度v在金属导轨上滑行时，通过电阻R的电流是(),题组设计,解析,答案,图片显/隐,考点二导体棒切割磁感线产生感应电动势的计算,D,2.(2015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B0.2 T，有一水平放置的光滑框架，宽度L0.4

10、m，如右图所示，框架上放置一质量m0.05 kg、电阻R1 的金属杆cd，框架电阻不计若杆cd在水平外力F的作用下以恒定加速度a2 m/s2，由静止开始做匀变速运动，求：(2)第5 s末回路中的电流I多大？(3)第5 s末作用在杆cd上的水平外力F多大？,题组设计,解析,图片显/隐,考点二导体棒切割磁感线产生感应电动势的计算,(1)0.4 V(2)0.8 A(3)0.164 N,(3)杆cd匀加速运动，由牛顿第二定律得FF安ma杆cd所受安培力F安BIL即FBILma0.164 N,题组设计,解析,答案,考点二导体棒切割磁感线产生感应电动势的计算,题组二转动切割感应电动势的计算3.如右图所示，

11、半径为r的金属圆盘在垂直于盘面的匀强磁场B中，绕O轴以角速度沿逆时针方向匀速转动，则通过电阻R的电流的方向和大小是(金属圆盘的电阻不计)(),题组设计,解析,答案,图片显/隐,考点二导体棒切割磁感线产生感应电动势的计算,D,导体棒切割磁感线类问题要注意以下几点(1)确定切割磁感线的导体棒是平动切割还是转动切割若是平动切割，注意切割的有效长度；若是转动切割，导体各部分切割速度不同，应用EBLvsin 计算电动势时，v应是导体棒切割的平均速度(2)导体棒切割磁感线相当于电源，要注意感应电动势的方向及电路的结构,易误警示,考点二导体棒切割磁感线产生感应电动势的计算,1自感现象的四大特点(1)自感电动

12、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,考点三自感现象的理解及应用,考点阐释,2自感中“闪亮”与“不闪亮”问题,考点阐释,考点三自感现象的理解及应用,1.(2015南通调研)如右图所示，A、B、C是3个完全相同的灯泡，L是一个自感系数较大的线圈(直流电阻可忽略不计)则()AS闭合时，A灯立即亮，然后逐渐熄灭BS闭合时，B灯立即亮，然后逐渐熄灭C电路接通稳定后，3个灯亮度相同D电路接通稳定后，S断开时，C灯立

13、即熄灭,因线圈L的自感系数较大且直流电阻可忽略不计，S闭合时，A灯立即亮，然后逐渐熄灭，A正确S闭合时，B灯先不太亮，然后变亮，B错误电路接通稳定后，B、C灯亮度相同，A灯不亮，C错误电路接通稳定后，S断开时，C灯逐渐熄灭，D错误,题组设计,解析,答案,图片显/隐,考点三自感现象的理解及应用,A,2.(多选)如图所示的电路中，L为一个自感系数很大、直流电阻不计的线圈，D1、D2是两个完全相同的电灯，E是内阻不计的电源t0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D1和D2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

14、时间t变化关系的是(),当S闭合时，L的自感作用会阻碍其中的电流变大，电流从D1流过；当L的阻碍作用变小时，L中的电流变大，D1中的电流变小至零；D2中的电流为电路总电流，电流流过D1时，电路总电阻较大，电流较小，当D1中电流为零时，电流流过L与D2，总电阻变小，电流变大至稳定；当S再断开时，D2马上熄灭，D1与L组成回路，由于L的自感作用，D1慢慢熄灭，电流反向且减小；综上所述知选项A、C正确,题组设计,解析,答案,图片显/隐,考点三自感现象的理解及应用,AC,自感现象分析的基本方法(1)在分析自感现象问题时，应注意电路的结构，弄清楚自感线圈L与用电器的串、并联关系(2)明确原电流的方向，再

15、判断自感电流的方向及大小变化(3)注意L的自身电阻是不是能忽略不计及断开开关时，线圈和用电器能否形成回路,规律总结,考点三自感现象的理解及应用,(2)在磁通量与时间关系图线中，某时刻的变化率为该时刻图线切线的斜率，显然和该时刻的磁通量无关,名师微点拨,2对公式EBlv的“三点提醒”(1)对应的磁场应是匀强磁场(2)导体棒的长度l应是有效长度，不一定是导体棒本身的长度(3)式中的速度v是导体棒相对磁场的速度,“解析法”巧解电磁感应的动态分析问题【方法概述】“解析式法”是指根据题目条件写出要分析的物理量的数学表达式，进行分析和推断的方法【方法应用】(2)准确写出每一个时刻(或位置)的磁通量变化率、导体棒切割磁感线的有效长度、回路总电阻等物理量随时间变化的函数表达式(3)正确分析解析式中变量和不变量的函数关系,思想方法,点击图片免费观看视频微课.,思想方法,【典例】(2013高考新课标卷)如图，在光滑水平桌面上有一边长为L、电阻为R的正方形导线框；在导线框右侧有一宽度为d(dL)的条形匀强磁场区域，磁场的边界与导线框的一边平行，磁场方向竖直向下导线框以某一初速度向右运动t0时导线框的右边恰与磁场的左边界重合，随后导线框进入并通过磁场区域下列vt图象中，能正确描述上述过程的是(),思想方法,解析,答案,图片显/隐,D,课时训练 规范解答,点击进入word.,