第十一章 第2讲 法拉第电磁感应定律 自感和涡流

第10页
栏目导航
高考总复习 一轮复习导学案 ·物理
第十一章 电 磁 感 应
4. 公式 E＝nΔΔΦt 中，若 Δt 取一段时间，则 E 为 Δt 时间内感应电动势的平均值． 5. E＝nΔΔΦt 与 E＝BLv 的区别 (1) 研究对象不同．前者是一个回路(不一定闭合)，后者是一段直导线．
(2) 适用范围不同．E＝nΔΔΦt ＝nBΔΔtS＝nSΔΔtB适用于一切感应电动势的求解；而 E ＝BLv 只适用于匀强磁场中导体棒 L⊥v 且 v⊥B 时感应电动势的求解．
(3) 意义不同．E＝nΔΔΦt 求解的是平均电动势；E＝BLv 可以求解平均电动势， 也可以求解瞬时电动势．若 Δt 趋近于零，则表示感应电动势的瞬时值．
第11页
栏目导航
高考总复习 一轮复习导学案 ·物理
第十一章 电 磁 感 应
典题演示 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
第十一章 电 磁 感 应
【解析】 金属杆的有效切割长度为 l，电路中感应电动势的大小 E＝Blv，选项
A 错误；金属杆的电阻 R＝sirnl θ，根据欧姆定律电路中感应电流的大小 I＝ER＝
Bvsin r
θ，选项
B
正确；金属杆所受安培力的大小
F＝BIsinl
θ＝B2rlv，选项
C
错误；
根据焦耳定律，金属杆的发热功率为 P＝I2R＝B2lv2rsin θ，选项 D 错误.
第15页
栏目导航
高考总复习 一轮复习导学案 ·物理
第十一章 电 磁 感 应
Байду номын сангаас
导体切割磁感线产生感应电动势的理解与应用 1. 平动切割 (1) 如图甲(a)，在磁感应强度为 B 的匀强磁场中，棒以速度 v 垂直切割磁感线 时，感应电动势 E＝BLv.
甲
(2) 如图甲(b)，在磁感应强度为 B 的匀强磁场中，棒运动的速度 v 与磁场的方
高考总复习 一轮复习导学案 ·物理
3. 有效切割长度
第十一章 电 磁 感 应
乙 图乙(a)中的有效切割长度为 cd sin θ；图乙(b)中的有效切割长度为 MN ；图乙(c) 中的有效切割长度沿 v1 的方向运动时，为 2R；沿 v2 的方向运动时，为 R.
第18页
栏目导航
高考总复习 一轮复习导学案 ·物理
向成 θ 角，此时的感应电动势为 E＝BLvsin θ.
第16页
栏目导航
高考总复习 一轮复习导学案 ·物理
第十一章 电 磁 感 应
2. 转动切割 如图甲(c)，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，此时产生的感应电动势 E＝12BL2ω.
第17页
栏目导航
高考总复习 一轮复习导学案 ·物理
知识诊断
第4页
栏目导航
第十一章 电 磁 感 应
高考总复习 一轮复习导学案 ·物理
第十一章 电 磁 感 应
基础梳理 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__变__化__率____ 成正比． (2) 公式：E＝nΔΔΦt ，其中 n 为线圈的__匝__数____．
的增大，所以流过 A1 灯的 电流反向通过灯 A，且由于 RL≪RA，使得流过
电流比流过 A2 灯的电流增 A 灯的电流在开关断开的瞬间突然增大，从而
加得慢
使 A 灯的发光功率突然变大
能量转 化情况
电能转化为磁场能
磁场能转化为电能
第24页
栏目导航
高考总复习 一轮复习导学案 ·物理
第十一章 电 磁 感 应
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( B )
A. 电路中感应电动势的大小为sBinlvθ
B. 电路中感应电流的大小为Bvsrin θ
C. 金属杆所受安培力的大小为B2lvrsin θ
D. 金属杆的发热功率为rBsi2nlvθ2
第21页
栏目导航
高考总复习 一轮复习导学案 ·物理
第20页
栏目导航
高考总复习 一轮复习导学案 ·物理
第十一章 电 磁 感 应
典题演示 4 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
第22页
栏目导航
高考总复习 一轮复习导学案 ·物理
通电自感和断电自感 通电自感
第十一章 电 磁 感 应
断电自感
电路图
器材要求 A1、A2 同规格，R＝RL，L 较大
L 很大(有铁芯)，RL≪RA
现象
在开关 S 闭合的瞬间，A2 灯立即亮起 在开关 S 断开时，灯 A 突然闪亮一 来，A1 灯较慢地亮起来，最终一样亮 下后再渐渐熄灭
第25页
栏目导航
高考总复习 一轮复习导学案 ·物理
第十一章 电 磁 感 应
【解析】 刚接通开关 S 时，电容器通交流隔直流，A 立即变亮，电感线圈通直 流阻交流，B 逐渐变亮，电路稳定时，电容器隔直，电感线圈通交，A、B 一样亮， A、B 选项正确；当断开开关 S 时，电容器通交流隔直流，电感线圈中的电流大小与 方向均不会突变，B 逐渐熄灭，A 不在回路中，立即熄灭，C 项错误，D 项正确．
第26页
栏目导航
高考总复习 一轮复习导学案 ·物理
第十一章 电 磁 感 应
典题演示 6 (多选)(2016·苏北四市三模)如图所示的电路中，电感 L 的自感系数 很大，电阻可忽略，D 为理想二极管，则下列说法中正确的有( BD )
A. 当 S 闭合时，L1 立即变亮，L2 逐渐变亮 B. 当 S 闭合时，L1 一直不亮，L2 逐渐变亮 C. 当 S 断开时，L2 立即熄灭 D. 当 S 断开时，L1 突然变亮，然后逐渐变暗至熄灭
第28页
栏目导航
高考总复习 一轮复习导学案 ·物理
则ε′ε 等于( B )
A.
1 2
B.
2 2
C. 1
D. 2
第19页
栏目导航
高考总复习 一轮复习导学案 ·物理
第十一章 电 磁 感 应
【解析】 设折弯前导体切割磁感线的长度为 L，折弯后，导体切割磁场的有效 长度为 l＝ L22＋L22＝ 22L，故产生的感应电动势为 ε′＝Blv＝B·22Lv＝ 22ε，所 以ε′ε ＝ 22，B 正确．
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
匀的增大到 2B.在此过程中，线圈中产生的感应电动势为( B )
Ba2 A. 2Δt
nBa2 C. Δt
第12页
栏目导航
nBa2 B. 2Δt
2nBa2 D. Δt
高考总复习 一轮复习导学案 ·物理
第十一章 电 磁 感 应
高考总复习 一轮复习导学案 ·物理
第十一章 电磁感应
第十一章 电 磁 感 应
第1页
栏目导航
高考总复习 一轮复习导学案 ·物理
第十一章 电 磁 感 应
第2讲 法拉第电磁感应定律 自感和涡流
第2页
栏目导航
高考总复习 一轮复习导学案 ·物理
栏 目 导 航
第3页
栏目导航
知识诊断 考点研析 随堂验收
第十一章 电 磁 感 应
第6页
栏目导航
高考总复习 一轮复习导学案 ·物理
第十一章 电 磁 感 应
3. 自感现象：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___，其大小 E＝LΔΔIt，L 为自感系数．
4. 自感系数：L 与线圈的__大__小____、__形__状____、__匝__数____以及是否有__铁__芯____ 等因素有关，其单位是__亨__利____，符号是___H_____.
第十一章 电 磁 感 应
典题演示 3 如图，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弯，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′，
第5页
栏目导航
高考总复习 一轮复习导学案 ·物理
第十一章 电 磁 感 应
2. 部分导体切割磁感线时的感应电动势 (1) 导体在匀强磁场中平动 ① 一般情况：运动速度 v 和磁感线方向的夹角为 θ，则 E＝__B__L_v_s_in__θ___. ② 常用情况：运动速度 v 和磁感线方向垂直，则 E＝___B_L_v___. (2) 导体棒在匀强磁场中转动 导体棒以端点为轴，在垂直于磁感线的平面内以角速度 ω 匀速转动时产生的感 应电动势 E＝_12_B__L_2_ω__(导体棒的长度为 L，平均速度取中点位置线速度12Lω)．
典题演示 5 (多选)(2016·南通、泰州、扬州、淮安二模)如图所示电路中，A、B 为两个相同灯泡，L 为自感系数较大、电阻可忽略不计的电感线圈，C 为电容较大的 电容器．下列说法中正确的有( ABD )
A. 接通开关 S，A 立即变亮，最后 A、B 一样亮 B. 接通开关 S，B 逐渐变亮，最后 A、B 一样亮 C. 断开开关 S，A、B 都立刻熄灭 D. 断开开关 S，A 立刻熄灭，B 逐渐熄灭
第23页
栏目导航
高考总复习 一轮复习导学案 ·物理
第十一章 电 磁 感 应
通电自感
断电自感
开关闭合时，流过电感线圈 断开开关 S 时，流过线圈 L 的电流减小，使线
的电流迅速增大，使线圈产 圈产生自感电动势，阻碍了电流的减小，使电
原因
生自感电动势，阻碍了电流 流继续存在一段时间；在 S 断开后，通过 L 的
第8页
栏目导航
高考总复习 一轮复习导学案 ·物理
考点研析
第9页
栏目导航
第十一章 电 磁 感 应
高考总复习 一轮复习导学案 ·物理
第十一章 电 磁 感 应
法拉第电磁感应定律的理解与应用 1. 感应电动势的大小由穿过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. 磁通量的变化率ΔΔΦt 是 Φ－t 图象上某点切线的斜率． 3. 具体而言，当 ΔΦ 仅由 B 引起时，则 E＝nSΔΔtB；当 ΔΦ 仅由 S 引起时，则 E ＝nBΔΔtS.
【解析】 根据法拉第电磁感应定律知 E＝nΔΔΦt ＝nΔΔBt·S，这里的 S 指的是线圈 在磁场中的有效面积，即 S＝a22，故 E＝n2B－ΔtBS＝n2BΔat2，因此 B 正确．
第13页
栏目导航
高考总复习 一轮复习导学案 ·物理
第十一章 电 磁 感 应
典题演示 2 如图所示，边长为 a 的导线框 abcd 处于磁感应强度为 B0 的匀强磁 场中，bc 边与磁场右边界重合．现发生以下两个过程：一是仅让线框以垂直于边界
第27页
栏目导航
高考总复习 一轮复习导学案 ·物理
第十一章 电 磁 感 应
【解析】 当 S 闭合时，二极管具有单向导电性，此时为反向电流，所以 L1 一直 不亮，自感线圈 L 阻碍电流的增大，阻碍不等于阻止，所以 L2 逐渐变亮，A 项错误， B 项正确；当 S 断开时，自感线圈 L 中的电流大小及方向不能突变，此时对二极管 而言为正向电流，L1 突然变亮，然后 L1、L2 逐渐变暗至熄灭，C 项错误，D 项正确．
5. 涡流现象：在整块导体__内__部____发生_电__磁__感__应___而产生旋涡状_感__应__电__流___的 现象.
第7页
栏目导航
高考总复习 一轮复习导学案 ·物理
第十一章 电 磁 感 应
易错辨析 (1) 线圈中磁通量变化越大，产生的感应电动势越大．( × ) (2) 线圈中磁通量变化越快，产生的感应电动势越大．( √ ) (3) 线圈中的电流越大，自感系数也越大．( × ) (4) 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．( √ )
的速度 v 匀速向右运动，二是仅使磁感应强度随时间均匀变化．若导线框在上述两
个过程中产生的感应电流大小相等，则磁感应强度随时间的变化率为( B )
A.
2B0v a
B.
B0v a
C.
B0v 2a
D.
4B0v a
第14页
栏目导航
高考总复习 一轮复习导学案 ·物理
第十一章 电 磁 感 应
【解析】 过程一为 ad 边切割，产生的是动生电动势，大小为 B0av.过程二产生 的是感生电动势，大小为ΔΔBt S＝ΔΔBt a2.两个过程中感应电流相等，则感应电动势相等， 有 B0av＝ΔΔBt a2，得出ΔΔBt ＝Ba0v，B 项正确．