高考物理(人教版)总复习教师用书配套课件第9章 第2讲 法拉第电磁感应定律 自感和涡流

二、导体切割磁感线时的感应电动势 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． (3)有效性：公式中的 l 为导体切割磁感线的有效长度． (4)相对性：E＝ Blv 中的速度 v 是导体相对磁场的速度，若 磁场也在运动，应注意速度间的相对关系．
分析磁通量的变化情况
确定感应电流方向
规律运用：用楞次定律判断感应电流方向 用法拉第电磁感应定律求感应电动势 用 q＝ It 求电荷量 用 Q＝ I2rt 求焦耳热
【解题样板】 ΔΦ1＝ ΔB1S(3 分 )
ΔΦ1 (1)感应电动势 E1＝ N ，磁通量的变化 Δt1
ΔB1S 解得 E1＝ N ，代入数据得 E1＝ ________，感应电流的 Δt1 方向为 ________(3 分 ) ΔB2S E2 (2)同理可得 E2＝ N ， 感应电流 I2＝ ， 电荷量 q＝ I2Δt2(2 Δt2 r 分) ΔB2S 解得 q＝ N ，代入数据得 q＝ ________(3 分) r
法拉第电磁感应定律的应用
1.磁通量 Φ、磁通量的变化量 ΔΦ、磁通量的 ΔΦ 变化率 的比较 Δt 物理量 磁通量 Φ 项目
意义 某时刻穿过 某个面的磁 感线的条数
磁通量的 变化量 ΔΦ
磁通量的 ΔΦ 变化率 Δt
某段时间内 穿过某个面的 穿过某个面 磁通量变化的 的磁通量变 快慢 化多少
物理量 磁通量 Φ 项目
磁通量的 变化量 ΔΦ
大小
ΔΦ＝Φ2－ Φ1 Φ＝ ΔS B· Scosθ ΔΦ＝B· ΔΦ＝S· ΔB 若有相 反方向 磁场， 磁通量 可能抵 消 转过 180° 前 后穿过平面 的磁通量是 一正一负， ΔΦ＝2BS， 而不是零
注意
磁通量的 ΔΦ 变化率 Δt ΔΦ ΔS Δt ＝B Δt 或 ΔΦ ΔB Δt ＝S Δt 既不表示磁通量的 大小， 也不表示变化 的多少． 实际上， 它 就是单匝线圈上产 生的感应电动势， 即 ΔΦ E＝ Δt
(15 分)(2013· 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 N ＝ 100，边长 ab＝ 1.0 m、bc＝ 0.5 m，电阻 r＝ 2 Ω.磁感应强度 B 在 0～ 1_s 内从零均匀变化到 0.2 T，在 1～5 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：
三、自感、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 ． ΔI (2)表达式： E＝L Δt . (3)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)．
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 感应电流 ，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 ，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．
2.感应电荷量的求解 在电磁感应现象中， 既然有电流通过电路， 那么就会有电荷 q 通过，由电流的定义可得 I＝ ，故 q＝I· Δt，式中 I 为感应电流 Δt 的平均值．由闭合电路的欧姆定律和法拉第电磁感应定律得 I＝ E ΔΦ ＝n .式中 R 为电磁感应闭合电路的总电阻．联立解得 q＝ R R· Δt ΔΦ n ，可见，感应电荷量 q 仅由磁通量的变化量 ΔΦ 和电路的总 R 电阻 R 决定．
②
(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 1～5_s 内通过线圈的电荷量 q；
③
(3)在 0～5_s 内线圈产生的焦耳热 Q.
③
【思维探索】 审题获信息：①→是两段不同的均匀变化的磁场 ②→第一段磁场方向均向里， 第二段磁场方向 由向里变为向外 ③→两问中时间段是不同的
变化率 成正比．
ΔΦ (2)公式：E＝ n ，其中 n 为线圈匝数 ． Δt
(1)决定感应电动势大小的因素 ΔΦ 感应电动势 E 的大小决定于穿过电路的磁通量的变化率 Δt 和线圈的匝数 n.而与磁通量的大小、 磁通量变化量 ΔΦ 的大小无 必然联系．
(2)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， ΔS 此时 E＝nB ； Δt ②垂直于磁场的回路面积不变， 磁感应强度发生变化， 此时 ΔB ΔB E＝ n S，其中 是 B－t 图象的斜率． Δt Δt
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 的 l 就是导体的长度(
)
提示：公式 E＝Blv 中的 l 是导体切割磁感线的有效长度． 答案：× 7．在断电自感中的灯泡都是先闪亮一下再逐渐熄灭( )
提示： 断电自感中的灯泡只有在自感通过灯泡的电流大于原 来流过灯泡的电流时，才会先闪亮一下再逐渐熄灭．
答案：×
考向一
1．线圈中磁通量越大，产生的感应电动势大( 答案：×
) )
2．线圈中磁通量变化越大，产生的感应电动势大( 答案：×
3．线圈中磁通量增加时感应电动势增大，线圈中磁通量减 小时感应电动势减小(
答案：×
)
4．对于同一线圈，当电流变化越大时，线圈产生的自感电 动势也越大(
答案：×
)
5．对于同一线圈，当电流变化越快时，线圈的自感系数也 越大( )