2017年浙江学考选考总复习 第九章-第2讲-法拉第电磁感应定律、自感和涡流
高考物理一轮复习 第九章 电磁感应 第2讲 法拉第电磁感应定律 自感 涡流教案
第2讲 法拉第电磁感应定律 自感 涡流知识点一 法拉第电磁感应定律 1.感应电动势(1)概念：在 中产生的电动势.(2)产生条件：穿过回路的 发生改变，与电路是否闭合 . (3)方向判断：感应电动势的方向用 或 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 成正比. (2)公式：E ＝n ΔΦΔt，其中n 为线圈匝数.(3)感应电流与感应电动势的关系：遵守闭合电路的 定律，即I ＝ . 3.导体切割磁感线的情形(1)若B 、l 、v 相互垂直，则E ＝ . (2)v ∥B 时，E ＝0.答案：1.(1)电磁感应现象 (2)磁通量 无关 (3)楞次定律 右手定则 2.(1)磁通量的变化率 (3)欧姆ER ＋r3.(1)Blv知识点二 自感、涡流 1.自感现象(1)概念：由于导体本身的 变化而产生的电磁感应现象称为自感. (2)自感电动势①定义：在自感现象中产生的感应电动势叫做 . ②表达式：E ＝ . (3)自感系数L①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 mH ＝ H,1 μH ＝ H. 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 ，这种电流像水的漩涡所以叫涡流.答案：1.(1)电流 (2)①自感电动势 ②L ΔIΔt (3)①大小 匝数②10－310－62.感应电流(1)磁通量变化越大，产生的感应电动势也越大.( ) (2)磁通量变化越快，产生的感应电动势就越大.( ) (3)磁通量的变化率描述的是磁通量变化的快慢.( ) (4)感应电动势的大小与线圈的匝数无关.( ) (5)线圈中的自感电动势越大，自感系数就越大.( )(6)磁场相对导体棒运动时，导体棒中也能产生感应电动势.( ) (7)对于同一线圈，当电流变化越快时，线圈中的自感电动势越大.( ) (8)自感电动势阻碍电流的变化，但不能阻止电流的变化.( ) 答案：(1) (2)√ (3)√ (4) (5) (6)√ (7)√ (8)√动生电动势和感生电动势当线圈匝数为1时，法拉第电磁感应定律的数学式是E ＝d Φd t ，E 表示电动势的大小.中学教材中写成E ＝ΔΦΔt ，既表示平均也表示瞬时.应用时常遇到两种情况，一是S 不变而B 随时间变化，则可用形式E ＝S ΔB Δt ；二是B 不变而S 变化，则可应用形式E ＝B ΔSΔt .至于导体棒切割磁感线产生的电动势E ＝Blv ，教材则是通过一典型模型利用E ＝B ΔSΔt推出的.我们知道，B 不随时间变化(恒定磁场)而闭合电路的整体或局部在运动，这样产生的感应电动势叫动生电动势，其非静电力是洛伦兹力.B 随时间变化而闭合电路的任一部分都不动，这样产生的感应电动势叫感生电动势，其非静电力是涡旋电场(非静电场)对电荷的作用力.上述两种电动势统称感应电动势，其联系何在？分析磁通量Φ的定义公式Φ＝BS 可见Φ与BS 两个变量有关，既然E ＝d Φd t ，那么根据全导数公式有d Φd t ＝S ∂B ∂t ＋B ∂S ∂t ，其中S ∂B∂t 即感生电动势，体现了因B 随时间变化而产生的影响.B ∂S∂t 同样具有电动势的单位，其真面目是什么呢？我们采用和现行中学教材一样的方法，建立一物理模型分析.如图所示，MN 、PQ 是两水平放置的平行光滑金属导轨，其宽度为L ，ab 是导体棒，切割速度为v .设匀强磁场磁感应强度为B ，方向垂直纸面向里.在Δt 时间内，回路面积变化为ΔS ＝L Δx ，面积的平均变化率ΔS Δt ＝L Δx Δt .当Δt →0时，Δx Δt →v ，即d S d t ＝Lv ，d S d t 对应全导数公式中的∂S ∂t ，可见B ∂S ∂t ＝BLv ，这就是动生电动势，体现了因面积变化而产生的影响.推而广之，线圈在匀强磁场中做收缩、扩张、旋转等改变面积的运动而产生的电动势也是动生电动势.两种电动势可以同时出现.考点一 法拉第电磁感应定律的理解和应用1.感应电动势的决定因素(1)由E ＝n ΔΦΔt 知，感应电动势的大小由穿过电路的磁通量的变化率ΔΦΔt 和线圈匝数n 共同决定，而与磁通量Φ、磁通量的变化量ΔΦ的大小没有必然联系.(2)ΔΦΔt 为单匝线圈产生的感应电动势大小.2.法拉第电磁感应定律的两个特例(1)回路与磁场垂直的面积S 不变，磁感应强度发生变化，则ΔΦ＝ΔB ·S ，E ＝n ΔBΔt ·S .(2)磁感应强度B 不变，回路与磁场垂直的面积发生变化，则ΔΦ＝B ·ΔS ，E ＝nB ΔSΔt.[典例1] (2017·安徽安庆质检)如图甲所示，一个电阻值为R 、匝数为n 的圆形金属线圈与阻值为2R 的电阻R 1连接成闭合回路，线圈的半径为r 1.在线圈中半径为r 2的圆形区域内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(规定图甲中B 的方向为正方向).图线与横、纵轴的截距分别为t 0和B 0，导线的电阻不计.求0～t 1时间内：甲 乙 (1)通过电阻R 1的电流大小和方向；(2)通过电阻R 1的电荷量q 及电阻R 1上产生的热量.[解题指导] (1)B t 图象为一条倾斜直线，表示磁场均匀变化，即变化率恒定. (2)本题应区分磁场的面积和线圈的面积.[解析] (1)根据楞次定律可知，通过R 1的电流方向为由b 到a .根据法拉第电磁感应定律得，线圈中的电动势E ＝n ΔB πr 22Δt ＝n ·B 0πr 22t 0根据闭合电路欧姆定律得，通过R 1的电流I ＝E 3R ＝nB 0πr 223Rt 0. (2)通过R 1的电荷量q ＝It 1＝nB 0πr 22t 13Rt 0R 1上产生的热量Q ＝I 2R 1t 1＝2n 2B 20π2r 42t 19Rt 2. [答案] (1)nB 0πr 223Rt 0方向由b 到a(2)nB 0πr 22t 13Rt 0 2n 2B 20π2r 42t 19Rt 2[变式1] 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Δt 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( )A.Ba 22ΔtB.nBa 22ΔtC.nBa 2ΔtD.2nBa 2Δt答案：B 解析：磁感应强度的变化率ΔB Δt＝2B －B Δt ＝B Δt ，法拉第电磁感应定律公式可写成E ＝n ΔΦΔt ＝n ΔBΔt S ，其中磁场中的有效面积S ＝12a 2，代入得E ＝n Ba 22Δt，选项B 正确，A 、C 、D 错误. [变式2](2016·北京卷)如图所示，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E a 和E b .不考虑两圆环间的相互影响.下列说法正确的是( )A.E a ∶E b ＝4∶1，感应电流均沿逆时针方向B.E a ∶E b ＝4∶1，感应电流均沿顺时针方向C.E a ∶E b ＝2∶1，感应电流均沿逆时针方向D.E a ∶E b ＝2∶1，感应电流均沿顺时针方向答案：B 解析：由法拉第电磁感应定律E ＝ΔΦΔt ＝ΔB Δt πr 2，ΔB Δt 为常数，E 与r 2成正比，故E a ∶E b ＝4∶1.磁感应强度B 随时间均匀增大，故穿过圆环的磁通量增大，由楞次定律知，感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相反，垂直纸面向里，由安培定则可知，感应电流均沿顺时针方向，故B 项正确.应用电磁感应定律应注意的三个问题(1)公式E ＝n ΔΦΔt 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，瞬时值才等于平均值.(2)利用公式E ＝nS ΔBΔt求感应电动势时，S 为线圈在磁场范围内的有效面积.(3)通过回路截面的电荷量q 仅与n 、ΔΦ和回路电阻R 有关，与时间长短无关.推导如下：q ＝I Δt ＝n ΔΦΔtR Δt ＝n ΔΦR. 考点 导体切割磁感线产生感应电动势的计算1.平动切割(1)常用公式：若运动速度v 和磁感线方向垂直，则感应电动势E ＝BLv .注意：公式E ＝BLv 要求B ⊥L 、B ⊥v 、L ⊥v ，即B 、L 、v 三者两两垂直，式中的L 应该取与B 、v 均垂直的有效长度(即导体的有效切割长度).(2)有效长度：公式中的L 为有效切割长度，即导体在与v 垂直的方向上的投影长度. (3)相对性：E ＝BLv 中的速度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.2.转动切割在磁感应强度为B 的匀强磁场中，长为L 的导体棒绕一端为轴以角速度ω匀速转动时，此时产生的感应电动势E ＝BLv 中＝12B ωL 2.若转动的是圆盘，则可以把圆盘看成由很多根半径相同的导体杆组合而成的.考向1 导体棒平动切割磁感线[典例2] (2015·安徽卷)如图所示，abcd 为水平放置的平行“”形光滑金属导轨，间距为l ，导轨间有垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度大小为B ，导轨电阻不计.已知金属杆MN 倾斜放置，与导轨成θ角，单位长度的电阻为r ，保持金属杆以速度v 沿平行于cd 的方向滑动(金属杆滑动过程中与导轨接触良好).则( )A.电路中感应电动势的大小为Blvsin θB.电路中感应电流的大小为Bv sin θrC.金属杆所受安培力的大小为B 2lv sin θrD.金属杆的热功率为B 2lv 2r sin θ[解题指导] 解答该题要明确以下几点：(1)金属杆切割磁感线的有效长度并不是它的实际长度，而是它的长度沿垂直速度方向的投影长度.(2)金属杆相当于电源，电路中的电流可利用欧姆定律求得. (3)金属杆的热功率可用公式P ＝I 2R 求得.[解析] 金属杆的运动方向与金属杆不垂直，电路中感应电动势的大小为E ＝Blv (l为切割磁感线的有效长度)，选项A 错误；电路中感应电流的大小为I ＝ER ＝Blv lsin θr＝Bv sin θr ，选项B 正确；金属杆所受安培力的大小为F ＝BIl ′＝B ·Bv sin θr ·l sin θ＝B 2lvr ，选项C 错误；金属杆的热功率为P ＝I 2R ＝B 2v 2sin 2θr 2·lr sin θ＝B 2lv 2sin θr，选项D 错误.[答案] B考向2 导体棒旋转切割磁感线[典例3] (多选)1831年，法拉第发明的圆盘发电机(图甲)是利用电磁感应的原理制成的，是人类历史上第一台发电机.图乙是这个圆盘发电机的示意图：铜盘安装在水平的铜轴上，它的边缘正好在两磁极之间，两块铜片C 、D 分别与转动轴和铜盘的边缘良好接触，使铜盘转动，电阻R 中就有电流通过.若所加磁场为匀强磁场，方向水平向右，回路的总电阻恒定，从左往右看，铜盘沿顺时针方向匀速转动，下列说法正确的是( )甲 乙A.铜盘转动过程中，穿过铜盘的磁通量不变B.电阻R 中有正弦式交变电流通过C.若不给铜盘施加任何外力，铜盘最终会停下来D.通过R 的电流方向是从a 流向b[解析] 铜盘切割磁感线产生感应电动势，铜盘相当于电源，从而在电路中形成方向不变的电流，内部电流方向是从负极(D 点)到正极(C 点).由于铜盘在运动中受到安培力的阻碍作用，故最终会停下来.故选A 、C.[答案] AC [变式3](2015·新课标全国卷Ⅱ)如图所示，直角三角形金属框abc 放置在匀强磁场中，磁感应强度大小为B ，方向平行于ab 边向上.当金属框绕ab 边以角速度ω逆时针转动时，a 、b 、c 三点的电势分别为U a 、U b 、U c .已知bc 边的长度为l .下列判断正确的是( )A.U a >U c ，金属框中无电流B.U b >U c ，金属框中电流方向沿a →b →c →aC.U bc ＝－12Bl 2ω，金属框中无电流D.U ac ＝12Bl 2ω，金属框中电流方向沿a →c →b →a答案：C 解析：闭合金属框在匀强磁场中以角速度ω逆时针转动时，穿过金属框的磁通量始终为零，金属框中无电流.由右手定则可知U b ＝U a <U c ，A 、B 、D 选项错误；b 、c 两点的电势差U bc ＝－Blv 中＝－12Bl 2ω，选项C 正确.公式E ＝Blv 与E ＝n ΔΦΔt的比较考点通电自感和断电自感1.对自感现象的理解(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.2.自感中“闪亮”与“不闪亮”问题考向1 通电自感[典例4] 如图所示，A 、B 是两个完全相同的灯泡，L 的自感系数较大的线圈，其直流电阻忽略不计.当开关S 闭合时，下列说法正确的是( )A.A 比B 先亮，然后A 熄灭B.B 比A 先亮，然后B 逐渐变暗，A 逐渐变亮C.A、B一起亮，然后A熄灭D.A、B一起亮，然后A逐渐变亮，B的亮度不变[解析] 开关闭合的瞬间，线圈由于自感阻碍电流通过，相当于断路，B灯先亮，之后线圈阻碍作用减弱，相当于电阻减小，则总电阻减小，总电流增大，路端电压减小，B灯所在支路电流减小，B灯变暗，A灯所在支路电流增大，A灯变亮.[答案] B考向2 断电自感[典例5] 如图所示电路中，L是一电阻可忽略不计的电感线圈，a、b为L的左、右两端点，A、B、C为完全相同的三个灯泡，原来开关S是闭合的，三个灯泡均在发光.某时刻将开关S断开，则下列说法正确的是( )A.a点电势高于b点，A灯闪亮后缓慢熄灭B.b点电势高于a点，B、C灯闪亮后缓慢熄灭C.a点电势高于b点，B、C灯闪亮后缓慢熄灭D.b点电势高于a点，B、C灯不会闪亮只是缓慢熄灭[解题指导] (1)断电自感现象中电流方向不改变.(2)L电阻不计，开关闭合时电流满足I A＞I B＝I C.[解析] 开关S闭合稳定时，电感线圈支路的总电阻较B、C灯支路电阻小，故流过A灯的电流I1大于流过B、C灯的电流I2，且电流方向由a到b，a点电势高于b点.当开关S断开，电感线圈会产生自感现象，相当于电源，b点电势高于a点，阻碍流过A灯电流的减小，瞬间流过B、C灯支路的电流比原来的大，故B、C灯闪亮后再缓慢熄灭，故B正确.[答案] B考向3 自感现象中的图象问题[典例6]在如图所示的电路中，L为一个自感系数很大、直流电阻不计的线圈，D1、D2是两个完全相同的灯泡，E是一内阻不计的电源.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分别表示通过灯泡D1和D2的电流，规定图中箭头所示的方向为电流正方向，选项中能定性描述电流I 随时间t 变化关系的是( )A B C D[解析] 当S 闭合时，D 1、D 2同时亮且通过的电流大小相等，但由于L 的自感作用，D 1被短路，I 1逐渐减小到零，I 2逐渐增大至稳定；当S 再断开时，D 2马上熄灭，D 1与L 组成回路，由于L 的自感作用，D 1慢慢熄灭，电流反向且减小；综上所述知A 正确.[答案] A分析自感现象时的两点注意(1)通电自感线圈中的电流不能发生突变，即通电过程中，电流是逐渐变大的；断电过程中，电流是逐渐变小的，此时线圈可等效为“电源”，该“电源”与其他元件形成回路.(2)断电自感中，灯泡是否闪亮问题的判断 ①通过灯泡的自感电流大于原电流时，灯泡闪亮； ②通过灯泡的自感电流小于等于原电流时，灯泡不会闪亮.1.[公式E ＝BLv 的应用]如图所示，空间有一匀强磁场，一直金属棒与磁感应强度方向垂直，当它以速度v 沿与棒和磁感应强度都垂直的方向运动时，棒两端的感应电动势大小为ε；将此棒弯成两段长度相等且相互垂直的折线，置于与磁感应强度相垂直的平面内，当它沿两段折线夹角平分线的方向以速度v 运动时，棒两端的感应电动势大小为ε′，则ε′ε等于( )A.12B.22C.1D. 2答案：B 解析：设弯折前金属棒切割磁感线的长度为L ，弯折后，金属棒切割磁感线的有效长度为l ＝22L ，故产生的感应电动势为ε′＝Blv ＝22BLv ＝22ε，所以ε′ε＝22，B 正确.2.⎣⎢⎡⎦⎥⎤公式E ＝n ΔΦΔt 的应用如图所示为无线充电技术中使用的受电线圈示意图，线圈匝数为n ，面积为S .若在t 1到t 2时间内，匀强磁场平行于线圈轴线向右穿过线圈，其磁感应强度大小由B 1均匀增加到B 2，则该段时间线圈两端a 和b 之间的电势差φa －φb ( )A.恒为nS （B 2－B 1）t 2－t 1B.从0均匀变化到nS （B 2－B 1）t 2－t 1 C.恒为－nS （B 2－B 1）t 2－t 1D.从0均匀变化到－nS （B 2－B 1）t 2－t 1答案：C 解析：由楞次定律判定，感应电流从a 流向b ，b 点电势高于a 点电势，故φa －φb ＝－nS B 2－B 1t 2－t 1，因为磁场均匀增加，所以φa －φb 为恒定的，可见C 正确. 3.⎣⎢⎡⎦⎥⎤公式E ＝12BL 2ω的应用如图所示，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ω沿逆时针方向匀速运动，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)( )A.由c 到d ，I ＝Br 2ωRB.由d 到c ，I ＝Br 2ωRC.由c 到d ，I ＝Br 2ω2RD.由d 到c ，I ＝Br 2ω2R答案：D 解析：由右手定则判定通过电阻R 的电流的方向是由d 到c ；而金属圆盘产生的感应电动E ＝12Br 2ω，所以通过电阻R 的电流大小是I ＝Br 2ω2R，选项D 正确. 4.[通电自感与断电自感]在如图所示的电路中，a 、b 为两个完全相同的灯泡，L 为电阻可忽略不计的自感线圈，E 为电源，S 为开关.关于两灯泡点亮和熄灭的先后次序，下列说法正确的是( )A.合上开关，a 先亮，b 后亮；断开开关，a 、b 同时熄灭B.合上开关，b 先亮，a 后亮；断开开关，a 先熄灭，b 后熄灭C.合上开关，b 先亮，a 后亮；断开开关，a 、b 同时熄灭D.合上开关，a 、b 同时亮；断开开关，b 先熄灭，a 后熄灭答案：C 解析：由于L 是自感线圈，当合上S 时，自感线圈L 将产生自感电动势，阻碍电流的增加，故有b 灯先亮，a 灯后亮；当S 断开时，L 、a 、b 组成回路，L 产生自感电动势阻碍电流的减弱，由此可知，a 、b 同时熄灭，C 正确.5.公式E ＝12BL 2ω和E ＝n ΔΦΔt的应用如图所示，均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框，半圆直径与磁场边缘重合；磁场方向垂直于半圆面(纸面)向里，磁感应强度大小为B 0.使该线框从静止开始绕过圆心O 、垂直于半圆面的轴以角速度ω匀速转动半周，在线框中产生感应电流.现使线框保持图中所示位置，磁感应强度大小随时间线性变化.为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流，磁感应强度随时间的变化率ΔB Δt的大小应为( )A.4ωB 0πB.2ωB 0πC.ωB 0πD.ωB 02π答案：C 解析：当导线框匀速转动时，设半径为r ，导线框电阻为R ，在很小的Δt 时间内，转过圆心角Δθ＝ωΔt ，由法拉第电磁感应定律及欧姆定律可得感应电流I 1＝B 0ΔS R Δt ＝B 0·πr 2Δθ2πR Δt ＝B 0r 2ω2R ；当导线框不动，而磁感应强度发生变化时，同理可得感应电流I 2＝ΔBS R Δt ＝ΔB ·πr 22R Δt ，令I 1＝I 2，可得ΔB Δt ＝B 0ωπ，C 对.。
2017版高考物理一轮复习 第九章 电磁感应 第2讲 法拉第电磁感应定律 自感和涡流课件
法拉第电磁感应定律 自感和涡流 2.自感、涡流(Ⅰ)
考纲下载：1.法拉第电磁感应定律(Ⅱ)
主干知识· 练中回扣——忆教材 夯基提能
1．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。
ΔB 代入数据可得 ＝0.1 T/s⑨ Δt 答案：(1)25 匝 (2)0.1 T/s
考点二
导体切割磁感线产生感应电动势的计算
1．公式 E＝Blv 的使用条件 (1)匀强磁场。 (2)B、l、v 三者相互垂直。 2．E＝Blv 的“四性” (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、v 三者互相垂直。 (2)瞬时性： 若 v 为瞬时速度， 则 E 为相应的瞬时感应电动 势。
解析：选 B 感应电动势 E＝BLv 成立的条件是 B⊥L、B⊥v、 L⊥v，即 B、L、v 三者两两垂直，式中的 L 应该取与 B、v 均垂直 的有效长度(即导体的有效切割长度)。 假设题中金属棒的长度为 L， 2 ε′ 2 那么折线的有效切割长度为 L，所以 ε ＝ ，选项 B 正确。 2 2
[导线切割磁感线产生电动势] 3.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 分别为( ) B．a→c，2∶1 D．c→a，1∶2
NΔΦ1 [解析] (1)感应电动势 E1＝ ，磁通量的变化 Δt1 ΔΦ1＝ΔB1S ΔB1S 解得 E1＝N ，代入数据得 E1＝10 V，感应电流的方向为 Δt1 a→d→c→b→a ΔB2S E2 (2)同理可得 E2＝N ， 感应电流 I2＝ r ， 电荷量 q＝I2Δt2， Δt 2 ΔB2S 解得 q＝N r ，代入数据得 q＝10 C
第九章 第2单元 法拉第电磁感应定律 自感和涡流
又逐渐熄灭，所以C错误，D正确． 答案： BD
5．如图9－2－2所示，在竖直向下
的磁感应强度为B的匀强磁场中， 有两根水平放置、相距L且足够长 的平行金属导轨AB、CD，在导轨 图9－2－2
的A、C端连接一阻值为R的电阻，一根垂直于导轨放 置的金属棒ab，质量为m，导轨和金属棒的电阻及它 们间的摩擦不计，若用恒力F水平向右拉棒ab使之运 动，求金属棒ab的最大速度．
向下，大小为4.5×10－5T.一灵敏电压表连接在当地入海河
段的两岸，河宽100 m，该河段涨潮和落潮时有海水(视为 导体)流过．设落潮时，海水自西向东流，流速为2 m/s.下 列说法正确的是 A．电压表记录的电压为5 mV B．电压表记录的电压为9 mV C．河南岸的电势较高 ( )
D．河北岸的电势较高
5．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 导体的运动的现象．
6．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， 感应电流使导体受到 安培力 的作用， 安培力 使导体 运动起来，这种作用称为电磁驱动． 交流电动机就是利用 电磁驱动 的原理制成的．
(1)分清求解感应电动势时用速度的平均值还是瞬时值．
(2)求解第(3)问时合理应用牛顿第二定律．
[解析]
1 2 (1)5 s 内的位移 x＝ at ＝25 m 2
x 5 s 内的平均速度 v ＝ t ＝5 m/s 0＋v5 (也可用 v ＝ 求解) 2 故平均感应电动势 E ＝BL v ＝0.4 V.
解析：ab棒受恒力F作用向右加速运动产生感应电流，ab 棒在磁场中受安 培力F安，如右图所示．随着v↑→E↑→I↑→F安↑→F合 ↓→a↓，当ab棒所受合力为零时，加速 度为零，速度最大．此时 F－ F安 ＝ 0 ①
浙江省高考物理总复习 9.2 法拉第电磁感应定律 自感 涡流(选考部分,B版)
第2讲法拉第电磁感应定律自感涡流课时作业一、选择题1．如图，一轻质横杆两侧各固定一金属环，横杆可绕中心点自由转动，一条形磁铁插向其中一个小环，取出后又插向另一个小环，看到的现象是( )A．磁铁插向左环，横杆发生转动B．磁铁插向右环，横杆发生转动C．无论磁铁插向左环还是右环，横杆都不发生转动D．无论磁铁插向左环还是右环，横杆都发生转动解析左环没有闭合，在磁铁插入过程中，不产生感应电流，故横杆不发生转动。
右环闭合，在磁铁插入过程中，产生感应电流，横杆将发生转动，故选项B正确。
答案 B2．如图所示为高频电磁炉的工作示意图，它是采用电磁感应原理产生涡流加热的，它利用变化的电流通过线圈产生变化的磁场，当变化的磁场通过含铁质锅的底部时，即会产生无数小涡流，使锅体本身自行高速升温，然后再加热锅内食物。
电磁炉工作时产生的电磁波，完全被线圈底部的屏蔽层和顶板上的含铁质锅所吸收，不会泄漏，对人体健康无危害。
关于电磁炉，以下说法中正确的是( )A．电磁炉是利用变化的磁场在食物中产生涡流对食物加热的B．电磁炉是利用变化的磁场产生涡流，使含铁质锅底迅速升温，进而对锅内食物加热的C．电磁炉是利用变化的磁场使食物中的极性水分子振动和旋转来对食物加热的D．电磁炉跟电炉一样是让电流通过电阻丝产生热量来对食物加热的解析电磁炉的工作原理是利用变化的电流通过线圈产生变化的磁场，变化的磁场通过含铁质锅的底部产生无数小涡流，使锅体温度升高后加热食物，故选项A、D错误，B正确；而选项C是微波炉的加热原理，C错误。
答案 B3．如图所示，电感线圈L的自感系数足够大，其电阻忽略不计，L A、L B是两个相同的灯泡，且在下列实验中不会烧毁，电阻R2阻值约等于R1的两倍，则( )A ．闭合开关S 时，L A 、LB 同时达到最亮，且L B 更亮一些 B ．闭合开关S 时，L A 、L B 均慢慢亮起来，且L A 更亮一些C ．断开开关S 时，L A 慢慢熄灭，L B 马上熄灭D ．断开开关S 时，L A 慢慢熄灭，L B 闪亮后才慢慢熄灭解析 由于灯泡L A 与线圈L 和R 1串联，灯泡L B 与电阻R 2串联，当S 闭合瞬间，通过线圈的电流突然增大，线圈产生自感电动势，阻碍电流的增大，所以L B 比L A 先亮，A 、B 项错误；由于L A 所在的支路电阻阻值较小，故稳定时电流较大，即L A 更亮一些，当S 断开瞬间，线圈产生自感电动势，两灯组成的串联电路中，电流从线圈中开始减小，即从I A 减小，故L A 慢慢熄灭，L B 闪亮后才慢慢熄灭。
第九章 电磁感应 第2讲 法拉第电磁感应定律 自感 涡流
第九章电磁感应
第2讲法拉第电磁感应定律自感涡流
命制人：王善锋审核人：于孔彬定时：40分钟
一、学习目标
1、高考要求：自感、涡流Ⅰ；法拉第电磁感应定律Ⅱ
学习目标：
1）能理解和熟练应用法拉第电磁感应定律，用于电路分析
2)了解自感和涡流的产生原因和现象
二、自学填空大一轮P156
三、预习问题
1、法拉第电磁感应定律
1）产生感应电动势的部分为电源，其正负极如何判断？内部电流方向如何确定？
2）感生电动势是如何产生的？产生条件如何，与感应电流产生条件有何不同？大小由哪些因素决定？
3）导体平动和转动切割匀强磁场时，动生电动势是如何产生的？大小分别怎样？
4）如何计算回路中电流的大小？如何计算某一部分电路两端的电压？
2、自感
1)什么是自感和互感？自感电动势与哪些因素有关？
2）线圈在通电自感和断电自感中各起什么作用？线圈直流电阻不计和考虑有何区别？灯泡为何有时会闪亮后逐渐熄灭？
3、涡流
1）什么是涡流？有哪些应用？有哪些危害？如何防止涡流产生？
2）什么是电磁驱动和电磁阻尼？
四、典型例题
《大一轮》例1、例2、例3
五、提升训练
A组《大一轮》跟踪训练1-1、2-1、3-1，高考题组
B组《大一轮》基础自测
六、课后反思。
2017年高考物理一轮总复习 专题九 第2讲 法拉第电磁感应定律 自感和涡流课件
下.这个过程磁场能转江苏常州检测)如图 9-2-8 所示，电路中 A、B 是 两个完全相同的灯泡，L 是一个自感系数很大、电阻可忽略的
自感线圈，C 是电容很大的电容器.当 S 闭合与
断开时，A、B 灯泡的发光情况是( ) A.S 刚闭合后，A 亮一下又逐渐熄灭，B 逐
∠bac 为 2θ.t 时刻导轨内切割磁感线的有效长度 L＝2vttan θ，组成闭 vt 1 合回路的总电阻 R＝2 R0＝2vtR0 cos θ＋tan θ，电动势 ＋ v t tan θ cos θ Bvtan θ E 2 E＝BLv＝2Bv ttan θ，i＝R＝ 为恒量，故 A 正确. 1 R0cos θ＋tan θ
过一段时间后，在 t＝t1 时刻断开 S，下列
表示 A、B 两点间电压 UAB 随时间 t 变化的 图象中，正确的是( ) 图 9-2-9
A
B
C
D
解析：在t＝0时刻闭合开关 S时，线圈中电流增大，产生
自感电动势，使得线圈中电流只能逐渐增大，干路中电流I 也
逐渐增大，根据欧姆定律UAB＝E－Ir，UAB逐渐减小直到稳定. 稳定时，电阻R的电流小于灯泡L的电流.
渐变亮
C.S 闭合足够长时间后，A 和 B 一样亮 D.S 闭合足够长时间后，A、B 都熄灭
图 9-2-8
B.S 刚闭合后，B 亮一下又逐渐变暗，A 逐渐变亮
答案：A
4.如图 9-2-9 所示的电路中，电源的电动势为 E，内阻为 r， 电感 L 的电阻不计，电阻 R 的阻值大于灯 泡 L 的阻值，在 t＝0 时刻闭合开关 S，经
接触，构成“V”字形导轨.空间存在垂直于纸面的均匀磁场.用力
使MN 向右匀速运动，从 a 位置开始计时，运动中 MN 始终与
第二讲 法拉第电磁感应定律、自感与涡流
第二讲 法拉第电磁感应定律、自感与涡流一、法拉第电磁感应定律知识梳理1．感应电动势(1)感应电动势：在________________中产生的电动势．产生感应电动势的那部分导体就相当于________，导体的电阻相当于________________．(2)感应电流与感应电动势的关系：遵循________________定律，即I ＝________. 2．法拉第电磁感应定律 (1)法拉第电磁感应定律①内容：电路中感应电动势的大小，跟穿过这个电路的________________成正比． ②公式：E ＝________. (2)导体切割磁感线的情形①一般情况：运动速度v 和磁感线方向夹角为θ，则E ＝________. ②常用情况：运动速度v 和磁感线方向垂直，则E ＝______. ③导体棒在磁场中转动导体棒以端点为轴，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 ＝Bl v ＝____________(平均速度等于中点位置线速度12lω)．公式E ＝n ΔΦΔt 与E ＝Bl v sin θ的区别与联系二、自感与涡流知识梳理1．自感现象(1)概念：由于导体本身的______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________．(2)表达式：E ＝________. (3)自感系数L①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 mH ＝______ H,1 μH ＝________ H)． 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________________，这种电流像水中的旋涡所以叫涡流．(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________导体的相对运动．(2)电磁驱动：如果磁场相对于导体转动，在导体中会产生________________使导体受到安培力的作用，安培力使导体运动起来．(3)电磁阻尼和电磁驱动的原理体现了________________的推广应用.考点一 法拉第电磁感应定律的应用考点解读1．感应电动势的大小由穿过电路的磁通量的变化率ΔΦΔt 和线圈的匝数共同决定，而与磁通量Φ、磁通量的变化量ΔΦ的大小没有必然联系．2．具体而言：当ΔΦ仅由B 引起时，则E ＝n S ΔB Δt ；当ΔΦ仅由S 引起时，则E ＝n B ΔSΔt .3．磁通量的变化率ΔΦΔt 是Φ－t 图象上某点切线的斜率．1、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，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.12 B ．1C ．2D ．42、图中a ～d 所示分别为穿过某一闭合回路的磁通量Φ随时间t 变化的图象，关于回路中产生的感应电动势下列论述正确的是 ( )A ．图a 中回路产生的感应电动势恒定不变B ．图b 中回路产生的感应电动势一直在变大C ．图c 中回路在0～t 1时间内产生的感应电动势小于在t 1～t 2时间内产生的电动势D ．图d 中回路产生的感应电动势先变小再变大3、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4、如图所示，正方形线圈abcd 位于纸面内，边长为L ，匝数为N ，线圈内接有电阻值为R 的电阻，过ab 中点和cd 中点的连线OO ′恰好位于垂直纸面向里的匀强磁场的右边界上，磁场的磁感应强度为B .当线圈转过90°时，通过电阻R 的电荷量为A.BL 22R B.NBL 22R C.BL 2RD.NBL 2R5、如图(a)所示，一个电阻值为R ，匝数为n 的圆形金属线圈与阻值为2R 的电阻R 1连接成闭合回路．线圈的半径为r 1, 在线圈中半径为r 2的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(b)所示．图线与横、纵轴的截距分别为t 0和B 0. 导线的电阻不计．求0至t 1时间内： (1)通过电阻R 1上的电流大小和方向；(2)通过电阻R 1上的电荷量q 及电阻R 1上产生的热量．考点二 导体切割磁感线产生感应电动势的计算1、如图所示，导线全部为裸导线，半径为r 的圆内有垂直于圆平面的匀强磁场，磁感应强度为B ，一根长度大于2r 的导线MN 以速度v 在圆环上无摩擦地自左端匀速滑到右端．电路的固定电阻为R ，其余电阻不计，求MN 从圆环的左端滑到右端的过程中电阻R 上的电流的平均值和通过电阻R 的电荷量．2、如图所示，两条平行虚线之间存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，虚线间的距离为l .金属圆环的直径也是l .圆环从左边界进入磁场，以垂直于磁场边界的恒定速度v 穿过磁场区域．则下列说法正确的是 ( )A ．感应电流的大小先增大后减小再增大再减小B ．感应电流的方向先逆时针后顺时针C ．金属圆环受到的安培力先向左后向右D ．进入磁场时感应电动势平均值E ＝12πBl v3、在范围足够大，方向竖直向下的匀强磁场中，B ＝0.2 T ，有一水平放置的光滑框架，宽度为l ＝0.4 m ，如图5所示，框架上放置一质量为0.05 kg 、电阻为1 Ω的金属杆cd ，框架电阻不计．若杆cd 以恒定加速度a ＝2 m/s 2，由静止开始做匀变速运动，则：(1)在5 s 内平均感应电动势是多少？(2)第5 s 末，回路中的电流多大？(3)第5 s 末，作用在cd 杆上的水平外力多大？4、如图所示，两个端面半径同为R 的圆柱形铁芯同轴水平放置，相对的端面之间有一缝隙，铁芯上绕导线并与电源连接，在缝隙中形成一匀强磁场．一铜质细直棒ab 水平置于缝隙中，且与圆柱轴线等高、垂直。
高考物理总复习 第九章 2 第2节 法拉第电磁感应定律 自感和涡流课件
第七页，共四十七页。
对法拉第电磁感应定律的理解及应用 【知识提炼】
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ΔΔΦt 和 线圈的匝数共同决定，而与磁通量 Φ、磁通量的变化量 ΔΦ 的 大小没有必然联系． (2)当 ΔΦ 仅由 B 引起时，则 E＝nSΔΔtB；当 ΔΦ 仅由 S 引起时， 则 E12/＝9/20n21BΔΔtS.
二、导体切割磁感线时的感应电动势
切割方式
电动势表达式
说明
垂直切割
倾斜切割
旋转切割 (以一端
为轴)
E＝__B_l_v_ E＝____B_lv_si_n_θ__其中
(1)导体棒与磁场方 θ 为 v 与 B 的夹角
向垂直
E＝12Bl2ω
(2)磁场为匀强磁场
12/9/2021
第四页，共四十七页。
三、自感 涡流
12/9/2021
第六页，共四十七页。
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 都会产生像水的旋涡感状应电的流__(_gǎ_ny_ìn_g_di_àn_li_ú)__．
(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_(_zǔ_à_i)_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 应电流__(gǎ_n_yì_ng_d_ià_n l_iú_) __，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__磁__驱_动____的原理工作的．
12/9/2021
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
E＝12BL2ω
高三物理复习课件(浙江用)第9章第2讲__法拉第电磁感应与自感、涡流
2．法拉第电磁感应定律的内容是：电磁 感应中线圈里的感应电动势跟穿过线圈 的磁通量变化率成正比．
数学表达式为
Df E= n . Dt
式中的n为线圈的匝数，
Df Dt
又叫磁通量的变化率，
四、日光灯 1．启辉器：利用氖管的辉光放电，起自动把电 路接通和断开的作用． 2．镇流器：在日光灯点燃时，利用自感现象， 产生瞬时高压，在日光灯正常发光时，利用自 感现象，起降压限流作用．
五、涡流 当线圈中的电流发生变化时，这个线圈附近的 导体中就会产生感应电流．这种电流看起来很 像水的旋涡，所以叫做涡流，如图所示． 1．应用：电磁炉 (特点是节能、环保，效率高)． 2．防止：变压器用硅钢片涂 绝缘漆叠总电阻为R，则被测处的磁感强度B为多大？
解析：测量线圈中产生的感应电动势，根据法拉第 2 B (d / 2) 2 电磁感应定律可得：E＝N ＝N t t Q E 由欧姆定律得：I＝ ＝ t R 2QR 由上述二式可得：B＝ Nd 2
一、磁法拉第电磁感应定律 例1、如图921所示，是一种测量通电螺线管中磁 场的装置，把一个很小的测量线圈A放在待测处， 线圈与测量电量的冲击电流计G串联，当用双刀双
掷开关S使螺线管的电流反向时，测量线圈中就产
生感应电动势，从而引起电荷的迁移，由表G测出
电量Q，就可以算出线圈所在处的磁感应强度B.已
说明：(1)线圈的自感系数决定于线圈的自身 因素．如线圈的长度越长、形状越粗、单位 长度内匝数越多，它的自感系数就越大；当 线圈带有铁芯时，自感系数比无铁芯时大得 多． (2)线圈的自感系数与线圈是否通电流、电流 大小及电流变化快慢等外界因素无关． (3)单位：亨利(H) 1H＝103mH＝106μH
【步步高】2017年高考物理(人教版浙江)一轮复习 课件 第9章2讲 法拉第电磁感应定律、自感和涡流
B2－B1S ΔΦ E＝n Δt ＝n ， t2－t1 B2－B1S φa－φb＝－n t2－t1
)
_
B I
+
√
nSB2－B1 C.恒为－ t2－t1 nSB2－B1 D.从 0 均匀变化到－ t2－t1
[思维深化]
平均 平均值 瞬时值
Blv
答案
考点二 导体切割磁感线产生感应电动势的计算
4
5
6
【题组阶梯突破】
4. (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 R0.圆环水平固定放置，整个内部区域分布着垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度 为B.直杆在圆环上以速度v平行于直径CD向右做匀速直线运动，直杆始终有两点与
考点二 导体切割磁感线产生感应电动势的计算
4
5
6பைடு நூலகம்
5.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E1∶E2分别为C ( A.c→a，2∶1 C.a→c，1∶2 B.a→c，2∶1 D.c→a，1∶2 )
√
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
解析答案
考点一 法拉第电磁感应定律的理解及应用
1
2
3
2.图为无线充电技术中使用的受电线圈示意图，线圈匝数
为n，面积为S.若在t1到t2时间内，匀强磁场平行于线圈轴 线向右穿过线圈，其磁感应强度大小由 B1 均匀增加到 B2 ， 则该段时间线圈两端a和b之间的电势差φa－φb(
高考物理总复习 第九章 第2节 法拉第电磁感应定律 自感和涡流课件
(3)感应电动势的大小由穿过电路的磁通量的变化率
ΔΦ Δt
和线
圈的匝数共同决定，而与磁通量Φ、磁通量的变化量Δ电磁感应定律应用的三种情况 (1)磁通量的变化是由面积变化引起时，ΔΦ＝B·ΔS，则E＝
nBΔΔtS； (2)磁通量的变化是由磁场变化引起时，ΔΦ＝ΔB·S，则E＝
A．线圈中的感应电流方向为顺时针方向
B．电阻 R 两端的电压随时间均匀增大
C．线圈电阻 r 消耗的功率为 4×10－4 W
D．前 4 s 内通过 R 的电荷量为 4×10－4 C 解析：由楞次定律，线圈中的感应电流方向为逆时针方向，选项
A 错误；由法拉第电磁感应定律，产生的感应电动势恒定为 E＝
nSΔB/Δt＝0.1 V，电阻 R 两端的电压不随时间变化，选项 B 错误；
第2节
法拉第电磁感应定律 自感和涡流
法拉第电磁感应定律
1．感应电动势
[必备知识]
(1)定义：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：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：_E_＝___n_Δ_ΔΦ_t_，其中n为 线圈匝数 。
图9－2－1
(1)通过电阻R1上的电流大小和方向； (2)通过电阻R1上的电荷量q及电阻R1上产生的热量。 [思维流程]
[解析] (1)根据楞次定律可知，通过R1的电流方向为由b到a。
根据法拉第电磁感应定律得线圈中的电动势为
E＝nΔBΔπtr2 2＝n·B0t0πr2 2
(浙江选考)高考物理一轮复习第9章电磁感应第2讲法拉第电磁感应定律自感涡流学案
第2讲法拉第电磁感应定律自感涡流II基过关堆孤教材白主落實知识排查u卩- 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。
△①2. 公式：◎门亍，其中n为线圈匝数。
3. 导体切割磁感线的情形(1) 导体棒的运动速度v和磁感应强度B的方向平行时，E= 0。
⑵导体棒的运动速度v和磁感应强度B的方向垂直时，E= Blv。
(3) 导体棒在磁场中转动时，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1 21产生感应电动势E= B lv =尹—1 2®(平均速度等于中点位置的线速度才宀)。
叨叱"：自感和涡流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。
△I(2) 表达式：E= L==。
△t⑶自感系数L①相关因素：与线圈的大小、形状、匝数以及是否有铁芯有关。
②单位：亨利(H) , 1 mH= 址3 H , 1卩H= 10二H。
2. 涡流(1) 定义：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感应电流，这种电流像水的漩涡所以叫涡流。
⑵应用①涡流热效应的应用，如真空冶炼炉。
②涡流磁效应的应用，如探雷器。
''- 电磁阻尼和电磁驱动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_碍导体的相对运动。
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的作用, 安培力使导体运动起来。
3. 电磁阻尼和电磁驱动的原理体现了楞次定律的推广应用。
小题速练1. 思考判断(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()⑶线圈匝数n越多，磁通量越大，产生的感应电动势越大()(4) 线圈中的电流越大，自感系数也越大()(5) 磁场相对于导体棒运动时，导体棒中也可能产生感应电动势()(6) 对于同一线圈，当电流变化越快时，线圈中的自感电动势越大()答案(1) X (2) X (3) X (4) X (5) V (6) V2. ［人教版选修3 —2・P i7 •T i改编］将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中，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C3. (多选)磁电式仪表的线圈通常用铝框作骨架，把线圈绕在铝框上，这样做的目的是()A. 防止涡流而设计的B. 利用涡流而设计的C. 起电磁阻尼的作用D. 起电磁驱动的作用解析线圈通电后，在安培力作用下，发生转动，铝框随之转动，并切割磁感线产生感应电流，就是涡流。
高考物理总复习第九章第2讲法拉第电磁感应定律、自感、涡流
高考物理总复习第九章第2讲法拉第电磁感应定律、自感、涡流物理第九章电磁感应2022年-11-27有志者事竟成高考物理总复习第九章第2讲法拉第电磁感应定律、自感、涡流高考复习物理第二讲法拉第电磁感应定律自感涡流回扣教材题型归类误区反思双基限时练2022年-11-27有志者事竟成高考物理总复习第九章第2讲法拉第电磁感应定律、自感、涡流高考复习物理回扣教材自主学习2022年-11-27有志者事竟成高考物理总复习第九章第2讲法拉第电磁感应定律、自感、涡流高考复习物理知识梳理一、法拉第电磁感应定律1.感应电动势. (1)定义：在电磁感应现象中产生的电动势.产生电动势的那部分导体相当于电源，其电阻相当于电源的内阻. (2)产生条件：无论电路是否闭合，只要穿过电路的磁通量发生变化，电路中就一定产生感应电动势. (3)方向：与等效电源内部的电流方向相同，由负极指向正极.2022年-11-27有志者事竟成高考物理总复习第九章第2讲法拉第电磁感应定律、自感、涡流高考复习物理2.法拉第电磁感应定律. (1)内容：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. ΔΦ (2)公式：E=n . Δt ΔΦ (3)公式说明：①E由决定，与ΔΦ和Δt的大小无关；Δt ΔB ②当ΔΦ仅由B的变化引起时，E=n S; Δt ΔS 当ΔΦ仅由S的变化引起时，E=nB ; Δt2022年-11-27 有志者事竟成 5高考物理总复习第九章第2讲法拉第电磁感应定律、自感、涡流高考复习物理③公式中所求E一般为Δt时间内的平均值. 二、导体切割磁感线产生感应电动势 1.B、l、v相互垂直时，E=Blv. 2.B、l、v 不垂直时，投影到相互垂直方向，E= Blvsinθ,其中θ为v和B的夹角. 3.特例：导体绕一端点在垂直于磁场的平面内以角速 1 度ω转动时，E= Bωl2. 22022年-11-27有志者事竟成高考物理总复习第九章第2讲法拉第电磁感应定律、自感、涡流高考复习物理特别提示(1)感应电动势是产生感应电流的原因，感应电动势与感应电流及电路中电阻之间的关系遵循闭合电路的欧姆定律，有感应电动势不一定有感应电流，有感应电流一定有感应电动势. (2)在E=Blv公式中l不一定是导体的实际长度而是有效切割长度.2022年-11-27有志者事竟成高考物理总复习第九章第2讲法拉第电磁感应定律、自感、涡流高考复习物理三、互感、自感和涡流 1.互感现象. 两个相互靠近的线圈，当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的磁场会引起另一线圈产生感应电动势的现象.2022年-11-27有志者事竟成高考物理总复习第九章第2讲法拉第电磁感应定律、自感、涡流高考复习物理2.自感现象. 由于线圈本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象. ΔI ΔI (1)自感电动势大小表达式：E=L .(其中为电流变化Δt Δt 率，L为自感系数)2022年-11-27有志者事竟成高考物理总复习第九章第2讲法拉第电磁感应定律、自感、涡流高考复习物理(2)自感系数. 影响因素：线圈匝数、横截面积、有无铁芯. 单位：亨利(H);1 H=103 mH=106 μH. 3.涡流. (1)概念：发生电磁感应时，导体中产生的像水的漩涡一样的感应电流. (2)产生原理：变化的电流产生变化的磁场，激发出感应电场，形成感应电流.。
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[深度思考] 判断下列说法是否正确.
(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，产生的感应电动势越大.( √ )
答案
三、互感和自感
1.互感的作用
利用互感现象可以把 能量 由一个线圈传递到另一个线圈，如变压器、
2
3
4
[题组阶梯突破] 1.(多选)(2016· 宁波市联考)单匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速
转动，穿过线圈的磁通量Φ随时间t的关系图象如图5所示，则(
A.在t＝0时刻，线圈中磁通量最大，感应电动势也最大
)
√ －2 s时刻，感应电动势为零 C. 在 t ＝ 2 × 10 √
动势的平均值为零
B.在t＝1×10－2 s时刻，感应电动势最大 D.在0～2×10－2 s时间内，线圈中感应电 图5
答案
四、涡流、电磁阻尼和电磁驱动 1.涡流的应用 (1)涡流热效应的应用，如真空冶炼炉 . (2)涡流磁效应的应用，如探雷器. 2.电磁阻尼的应用 磁电式仪表中利用电磁阻尼使指针迅速停止，便于读数. 3.电磁驱动的应用 交流感应电动机.
答案
[深度思考] 判断下列说法是否正确. (1)线圈中的电流越大，自感系数也越大.( × ) (2) 对 于 同 一 线 圈 ， 当 电 流 变 化 越 快 时 ， 线 圈 中 的 自 感 电 动 势 越 大.( √ )
加试考点自清
1
考点逐项排查
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. (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.
答案
2.法拉第电磁感应定律 磁通量的 (1)内容：闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的_________
b b
b
知识内容 法拉第电磁感应定律 电磁感应现象的两类情况 互感和自感 涡流、电磁阻尼和电磁驱动
必考要求 加试要求 d
说明 4.不要求计算既有感生电 动势，又有动生电动势的 电磁感应问题. 5.不要求计算自感电动势. 6.不要求解释电磁驱动和 电磁阻尼现象.
b b
b
内容索引 加试考点自清 加试题型突破 课时训练
B.R1上消耗的电功率为0.375 W √ C.a、b间电压为3 V D.拉ab杆水平向右的拉力为0.75 N √
图9
方法感悟 解析
[题组阶梯突破]
收音机的磁性天线.
答案
2.自感现象
(1)自感电动势
①定义：_________. Δt
③自感电动势作用： 阻碍 导体中原电流的变化. (2)自感系数L ①相关因素：与线圈的 大小 、形状、 匝数 以及是否有铁芯有关.
②单位：亨利(H)，1 mH＝ 10－3 H,1 μH＝10－6 H.
解析
命题点二 导体切割磁感线产生感应电动势的计算
例2
(多选)如图9所示，PN与QM两平行金属导轨相距1 m，电阻不计，
两端分别接有电阻R1和R2，且R1＝6 Ω，ab杆的电阻为2 Ω，在导轨上可 无摩擦地滑动，垂直穿过导轨平面的匀强磁场的磁感应强度为1 T.现ab以 恒定速度v＝3 m/s匀速向右移动，这时ab杆上消耗的电功率与 R1 、R2 消 耗的电功率之和相等.则( A.R2＝6 Ω )
图3
返回
加试题型突破
命题点一 法拉第电磁感应定律的理解及应用
例1
(2016· 浙江· 16)如图4所示，a、b两个闭合正方形线圈用同样的导
线制成，匝数均为10匝，边长la＝3lb，图示区域内有垂直纸面向里的匀 强磁场，且磁感应强度随时间均匀增大，不考虑线圈之间的相互影响， 则( ) A.两线圈内产生顺时针方向的感应电流 B.a、b线圈中感应电动势之比为9∶1 √ C.a、b线圈中感应电流之比为3∶4 D.a、b线圈中电功率之比为3∶1
答案
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加试题组专练
1
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1.穿过一个单匝线圈的磁通量始终保持每秒钟均匀地增加2 Wb，则( A.线圈中感应电动势每秒钟增加2 V B.线圈中感应电动势每秒钟减少2 V C.线圈中无感应电动势 D.线圈中感应电动势保持不变 √
)
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4.如图3所示是测定自感系数很大的线圈L直流电阻的电路，L两端并联 一只电压表，用来测量自感线圈的直流电压，在测量完毕后，将电路 解体时应( A.先断开S1 B.先断开S2 √ C.先拆除电流表 D.先拆除电阻R )
切割磁感线的有效长度.
(2)导体切割磁感线运动速度v和磁感线方向夹角为θ时，则E＝ Blvsin θ .
(3)导体棒在磁场中转动时，导体棒以端点为轴，在匀强磁场中垂直于磁 1 2 Bωl 感线方向匀速转动产生的感应电动势E＝Blv＝______( 平均速度等于中点 2 1 位臵的线速度 2 lω). 2.闭合回路中磁通量发生变化
图4
方法感悟 解析
1
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3
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2.如图6所示，用两根相同的导线绕成匝数分别为n1和n2的圆形闭合线圈A 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IA∶IB为(
n1 A.n 2
)
√
n2 B.n 1
n1 2 C.n 2 2
n2 2 D.n 2 1
图6
解析
1
变化率成正比.
ΔΦ n Δt (2)公式：E＝_______ ，其中n为线圈匝数.
E 欧姆 (3)感应电流与感应电动势的关系：遵循闭合电路 定律，即I＝ . R＋r
答案
二、电磁感应现象的两类情况
1.导体切割磁感线的感应电动势
(1)导体垂直切割磁感线时，感应电动势可用E＝ Blv 求出，式中l为导体
2017年浙江学考选考总复习
第九章 电磁感应 交变电流(加试)
第2讲 法拉第电磁感应定律、自感和涡流
考试标准 知识内容 法拉第电磁感应定律 电磁感应现象的两类情况 互感和自感 涡流、电磁阻尼和电磁驱动 必考要求 加试要求 d 说明 1.导体切割磁感线时感应 电动势的计算，只限于l、 B、v三者垂直的情形. 2.不要求计算涉及反电动 势的问题. 3.在电磁感应现象中，不 要求判断电路中各点电势 的高低.