届物理一轮复习教学案-法拉第电磁感应定律-互感-自感

法拉第电磁感应定律互感自感

一.考点整理基本概念

１.感应电动势:在电磁感应现象中产生的电动势叫做感应电动;

⑴产生条件：穿过回路的磁通量发生，与电路是否闭合无关.

⑵方向判断：感应电动势的方向用或右手定则判断．

２．法拉第电磁感应定律: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；Ｅ= ,其中n为线圈匝数．

⑴感应电流与感应电动势的关系:遵守闭合电路欧姆定律,即Ｉ= .

⑵导体切割磁感线时的感应电动势:①导体垂直切割磁感线时，感应电动势可用E =求出,

式中l为导体切割磁感线的；②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产生感应电动势E = =Ｂｌv中点（棒中点位置的线速度lω／2）．

３.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在另一个线圈中产生,这种现象叫互感.

⑴应用;利用互感现象可以把由一个线圈传递到另一个线圈,如变压器、收音机的磁性天线．

⑵危害；互感现象能发生在任何两个相互靠近的电路之间,电力工程和电子电路中,有时会影响电路正

常工作.

4．自感现象:由于导体本身的变化而产生的电磁感应现象称为自感.自感电动势:在自感现象中产生的感应电动势叫做自感电动势；E＝(其中L叫做自感系数，L与线圈的、、匝数以及有关,单位:亨利H,１mH = H,1μＨ＝H）．自感电动势的方向:自感电动势总是＿_＿＿__原来导体中电流的变化.当回路中的电流增加时,自感电动势和原来电流的方向＿____＿_；当回路中的电流减小时，自感电动势和原来电流的方向＿____＿＿.自感对电路中的电流变化有__＿_____＿_＿_作用，使电流不能____＿_＿＿．

⑴自感现象的应用:如日光灯电路中的镇流器，无线电设备中和电容器一起组成的振荡电路等．日光

灯电路是由启动器、镇流器和灯管组成的．_＿__＿＿在日光灯启动时起到开关作用,正常工作时断开；镇流器的作用是在灯开始点亮时起＿__＿__＿____的作用，在日光灯正常发光时起__________作用．

⑵防止:制作精密电阻时，采用_______＿绕法,防止自感现象的发生，减小因自感而造成的误差．5．涡流：块状金属在磁场中运动,或者处在变化的磁场中,金属块内部会产生感应电流,这种电流在整块金属内部自成闭合回路，叫做_＿____＿＿.

二.思考与练习思维启动

1.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

２．在如图所示的电路中,Ａ1和A2是两个相同的灯泡，线圈L的自感系数足够大,

电阻可以忽略不计．下列说法中正确的是( )

A．合上开关S时,A2先亮，A１后亮，最后一样亮

Ｂ.断开开关Ｓ时，Ａ1和A２都要过一会儿才熄灭

C．断开开关S时,Ａ2闪亮一下再熄灭

D.断开开关Ｓ时,流过A2的电流方向向右３．如图所示,A、Ｂ为大小、形状均相同且内壁光滑，但用不同材料制成的圆管，竖直固定在相同高度．两个相同的磁性小球，同时从Ａ、Ｂ管上端的管口无初速度释放，穿过Ａ管的小球比穿过 B 管的小球先落到地面，下面对于两管的描述中可能正确的是( ）

A．A管是用塑料制成的,B 管是用铜制成的

Ｂ．A 管是用铝制成的，Ｂ管是用胶木制成的

C．Ａ管是用胶木制成的,B 管是用塑料制成的

Ｄ．A 管是用胶木制成的，B 管是用铝制成的

三.考点分类探讨典型问题

〖考点１〗法拉第电磁感应定律的应用

【例1】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B0．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．4ωＢ0/π B.2ωB0/πＣ.ωＢ0／π D.ωB0/２π

【变式跟踪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１s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１s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．0.５Ｂ．1 C.２Ｄ.４

〖考点2〗导体切割磁感线产生感应电动势的计算

【例2】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竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为Ｂ．杆在圆环上以速度v平行于直径CD向右做匀速直线运动,杆始终有两点与圆环良好接触，从圆环中心O开始，杆的位置由θ确定,如图所示.则（)

A.θ = 0时，杆产生的电动势为2Ba v

B．θ = 错误!时，杆产生的电动势为错误!Ba v

C．θ= 0时，杆受的安培力大小为2B2a v／[（π +２)R0］

Ｄ．θ =

π

3时,杆受的安培力大小为3B

2a v/［(5π＋3)R0］

【变式跟踪２】如图所示,水平放置的U形框架上接一个阻值为Ｒ０的电阻,放在垂直纸面向里的、磁感应强度大小为Ｂ的匀强磁场中，一个半径为L、质量为m的半圆形硬导体AC在水平向右的恒定拉力F作用下，由静止开始运动距离ｄ后速度达到v,半圆形硬导体ＡC的电阻为ｒ,其余电阻不计.下列说法正确的是( ）

A.此时AC两端电压为U AＣ= 2BL v

B.此时AC两端电压为ＵＡC＝2BＬv R0/（R０＋r)

C．此过程中电路产生的电热为Q = Fd–m v2／2

D.此过程中通过电阻R0的电荷量为ｑ= 2BLd／(R0＋r)

〖考点３〗自感和涡流

【例３】如图所示的电路中，L1、L2为完全相同的灯泡,线圈L的电阻忽略不计．下