高考物理大一轮复习第十章电磁感应基础课2法拉第电磁感应定律自感涡流课件粤教版

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Ea和Eb，不考虑两圆 环间的相互影响。下列说法正确的是( )
图1
A．Ea∶Eb＝4∶1，感应电流均沿逆时针方向 B．Ea∶Eb＝4∶1，感应电流均沿顺时针方向 C．Ea∶Eb＝2∶1，感应电流均沿逆时针方向
大 小
Φ＝BScos θ
ΔΦ ΔS ΔΦ＝Φ2－Φ1 ① ＝B Δt Δt ①ΔΦ＝B·ΔS ΔΦ ΔB ②ΔΦ＝S·ΔB ② ＝S Δt Δt ③ΔΦ＝B2S2－ ΔΦ B2S2－B1S1 B1S1 ③ ＝ Δt Δt
ΔΦ 2.对法拉第电磁感应定律 E＝n 的进一步理解 Δt ΔΦ ΔΦ (1)E＝n 的研究对象是一个回路，E＝n 求得的电动势 Δt Δt 是整个回路的感应电动势。 ΔΦ (2)E＝n 求的是 Δt 时间内的平均感应电动势，在磁通量 Δt 均匀变化时，瞬时值才等于平均值。
果保留一位有效数字)
图2 (1)该圈肌肉组织的电阻R； (2)该圈肌肉组织中的感应电动势E； (3)0.3 s内该圈肌肉组织中产生的热量Q。
2πr 解析 (1)由电阻定律 R＝ρ ，代入数据解得 A R＝6×103 Ω ΔB 2 (2)感应电动势 E＝ πr ，代入数据解得 E＝4×10－2 V Δt E2 － (3)由焦耳定律得 Q＝ R Δt，代入数据解得 Q＝8×10 8 J
答案
(13)8×10－8 J
方法技巧
应用电磁感应定律应注意的三个问题 ΔΦ (1)公式 E＝n 求解的是一个回路中某段时间内的平均电 Δt 动势，在磁通量均匀变化时，瞬时值才等于平均值。 ΔB (2)利用公式 E＝nS 求感应电动势时， S 为线圈在磁场范围 Δt 内的有效面积。 (3)通过回路截面的电荷量 q 仅与 n、 ΔФ 和回路电阻 R 有关， 与时间长短无关，与 Φ 是否均匀变化无关。推导如下：q＝ － nΔΦ nΔΦ I Δt＝ Δt＝ R 。 ΔtR
答案
(1)√
(2)×
(3)√
(4)√
(5)×
法拉第电磁感应定律的理解和应用
ΔΦ 1．磁通量 Φ、磁通量的变化量 ΔΦ、磁通量的变化率 的比较 Δt 磁通量的变化率 物理量 磁通量的变化 磁通量 Φ ΔΦ 项目 量 ΔΦ Δt 某时刻穿 某段时间内穿 过某个面 穿过某个面的磁 意义 过某个面的磁 的磁感线 通量变化的快慢 通量变化多少 的条数
D．Ea∶Eb＝2∶1，感应电流均沿顺时针方向
解析 由法拉第电磁感应定律得圆环中产生的电动势为 E＝ 2 ΔΦ Δ B E r 4 a a 2 ＝πr · ，则E ＝ 2＝ ，由楞次定律可知感应电流的方向 Δt Δt rb 1 b 均沿顺时针方向，B 项对。
答案 B
3．[法拉第电磁感应定律的应用](2015· 江苏单科，13)做磁共振
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
感应电流 ，这种电流像水的漩涡所以叫涡流。 生___________
[思考判断]
ΔΦ (1)Φ＝0， 不一定等于 0。( Δt )
ΔΦ (2)感应电动势 E 与线圈匝数 n 有关，所以 Φ、ΔΦ、 的大小 Δt 均与线圈匝数有关。( ) (3)线圈中磁通量变化越快，产生的感应电动势越大。( ) (4)当导体在匀强磁场中垂直磁场方向运动时(运动方向和导体垂 直)，感应电动势为 E＝BLv。( ) (5)涡流就是自感。( )
基础课2 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 电磁感应现象 中产生的电动势。 (1)概念：在______________ 磁通量 发生改变，与电路是否闭 (2)产生条件：穿过回路的________ 无关 。 合_______ 楞次定律 或 __________ 右手定则 (3) 方向判断：感应电动势的方向用 _________ 判断。
(MRI) 检查时，对人体施加的磁场发生变化时会在肌肉组织 中产生感应电流。某同学为了估算该感应电流对肌肉组织的 影响，将包裹在骨骼上的一圈肌肉组织等效成单匝线圈，线 圈的半径r＝5.0 cm，线圈导线的截面积A＝0.80 cm2，电阻率 ρ＝1.5 Ω·m。如图2所示，匀强磁场方向与线圈平面垂直， 若磁感应强度B在0.3 s内从1.5 T均匀地减为零，求：(计算结
3．导体切割磁感线的情形 Blv 。 (1)若B、l、v相互垂直，则E＝_______
(2)v∥B时，E＝0。
知识点二、自感、涡流
1．自感现象
电流 变化而产生的电磁感应现象 (1)概念：由于导体本身的 ______ 称为自感。 (2)自感电动势 自感电动势。 ①定义：在自感现象中产生的感应电动势叫做__________ ΔI L Δt 。 ②表达式：E＝______ (3)自感系数L 匝数 以及是否有铁 大小 、形状、______ ①相关因素：与线圈的 ______ 芯有关。 10－3 H，1 μH＝______ 10－6 H。 ②单位：亨利(H)，1 mH＝______
ΔΦ 解析 由法拉第电磁感应定律 E＝n 知，感应电动势的 Δt ΔΦ 大小与线圈匝数有关，A 错误；感应电动势正比于 ，与 Δt 磁通量的大小无直接关系，B 错误，C 正确；根据楞次定律 知， 感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化， 即“增反减同”，D 错误。
答案
C
2．[感应电动势大小的计算] (2016· 北京理综，16)如图1所示，
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。 ________________ ΔΦ (2)公式：E＝n ，其中 n 为线圈匝数。 Δt 欧姆定律， (3)感应电流与感应电动势的关系：遵守闭合电路的_____ E R＋r 即 I＝__________ 。
1．[法拉第电磁感应定律的理解 ]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 )