2019年高考物理一轮复习第十章电磁感应第2讲法拉第电磁感应定律自感和涡流
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答案 D
4．(涡流)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，以下说法正确的是( )
微知识 3 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 。
(2)表达式：E＝
ΔI LΔt
。
(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＝10ຫໍສະໝຸດ Baidu6 H)。
A．两翼尖之间的电势差为 2.9 V B．两翼尖之间的电势差为 1.1 V C．飞机左方翼尖的电势比右方翼尖的电势高 D．飞机左方翼尖的电势比右方翼尖的电势低
解析 飞机的飞行速度为 4.5×102 km/h＝125 m/s，飞机两翼尖之间的 电动势为 E＝BLv＝4.7×10－5×50×125 V＝0.29 V，A、B 项错；飞机从东 向西飞行，磁场竖直向下，根据右手定则可知，飞机左方翼尖电势高于右 方翼尖的电势，C 项对，D 项错。
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 项错误。 答案 B
答案 C
3．(自感现象)如图所示，电感线圈 L 的自感系数足够大，其电阻忽略 不计，LA、LB 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，LA、LB 同时达到最亮，且 LB 更亮一些 B．闭合开关 S 时，LA、LB 均慢慢亮起来，且 LA 更亮一些 C．断开开关 S 时，LA 慢慢熄灭，LB 马上熄灭 D．断开开关 S 时，LA 慢慢熄灭，LB 闪亮后才慢慢熄灭
二、对点微练 1．(法拉第电磁感应定律)如图所示，虚线 MN 表示甲、乙、丙三个相 同正方形金属框的一条对称轴，金属框内均匀分布有界匀强磁场，磁感应强 度随时间变化规律满足 B＝kt，金属框按照图示方式处在磁场中，测得金属 框甲、乙、丙中的感应电流分别为 I 甲、I 乙、I 丙，则下列判断正确的是( )
A．I 乙＝2I 甲，I 丙＝2I 甲 C．I 乙＝0，I 丙＝0
B．I 乙＝2I 甲，I 丙＝0 D．I 乙＝I 甲，I 丙＝I 甲
解析 I 甲＝ER甲＝ΔΔBt ·S2·R1＝2SRk，I 乙＝ER乙＝ΔΔBt ·S·R1＝SRk，由于丙中磁通 量始终为零，故 I 丙＝0。所以 I 乙＝2I 甲，I 丙＝0，只有 B 项正确。
电磁驱动 的原理工作的。 (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。
一、思维辨析(判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。) 1．线圈中的磁通量越大，产生的感应电动势越大。( × ) 2．线圈的匝数越多，磁通量越大，产生的感应电动势也越大。( × ) 3．导体在磁场中运动速度越大，产生的感应电动势越大。(× ) 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。(√ ) 5．自感电动势阻碍电流的变化，但不能阻止电流的变化。( √ )
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 ，这种电流像水的旋涡所以叫做涡流。
(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 导体的运动。
(2)电磁驱动：如果磁场相对于导体运动，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。交流感应电动机就是利用
解析 由于灯泡 LA 与线圈 L 和 R1 串联，灯泡 LB 与电阻 R2 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 LB 比 LA 先亮，A、B 项错误；由于 LA 所在的支路电阻阻值 较小，故稳定时电流较大，即 LA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 IA 减小， 故 LA 慢慢熄灭，LB 闪亮后才慢慢熄灭。C 项错误，D 项正确。
答案 B
2．(公式 E＝Blv 的应用)如图所示，在庆祝反法西斯胜利 70 周年阅兵 盛典上，我国预警机“空警－2 000”在通过天安门上空时机翼保持水平， 以 4.5×102 km/h 的速度自东向西飞行。该机的翼展(两翼尖之间的距离)为 50 m，北京地区地磁场的竖直分量向下，大小为 4.7×10－5 T，则( )
第十章
电磁感应 第2讲 法拉第电磁感应定律 自感和涡流
微知识 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。
①感生电动势：由于磁场的变化而激发出感生电场，由感生电场而产生的
感应电动势。
②动生电动势：由于导体在磁场中运动而产生的感应电动势。 (2)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
路中就一定有感应电动势。
E
(3)与感应电流的关系：遵守 闭合电路 欧姆定律，即 I＝ R＋r 。
2．法拉第电磁感应定律
(1)定律内容：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 。其中 n 为线圈的 匝数 。
微知识 2 导体切割磁感线产生的感应电动势 导体棒切割磁感线时，可有以下三种情况
4．(涡流)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，以下说法正确的是( )
微知识 3 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 。
(2)表达式：E＝
ΔI LΔt
。
(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＝10ຫໍສະໝຸດ Baidu6 H)。
A．两翼尖之间的电势差为 2.9 V B．两翼尖之间的电势差为 1.1 V C．飞机左方翼尖的电势比右方翼尖的电势高 D．飞机左方翼尖的电势比右方翼尖的电势低
解析 飞机的飞行速度为 4.5×102 km/h＝125 m/s，飞机两翼尖之间的 电动势为 E＝BLv＝4.7×10－5×50×125 V＝0.29 V，A、B 项错；飞机从东 向西飞行，磁场竖直向下，根据右手定则可知，飞机左方翼尖电势高于右 方翼尖的电势，C 项对，D 项错。
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 项错误。 答案 B
答案 C
3．(自感现象)如图所示，电感线圈 L 的自感系数足够大，其电阻忽略 不计，LA、LB 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，LA、LB 同时达到最亮，且 LB 更亮一些 B．闭合开关 S 时，LA、LB 均慢慢亮起来，且 LA 更亮一些 C．断开开关 S 时，LA 慢慢熄灭，LB 马上熄灭 D．断开开关 S 时，LA 慢慢熄灭，LB 闪亮后才慢慢熄灭
二、对点微练 1．(法拉第电磁感应定律)如图所示，虚线 MN 表示甲、乙、丙三个相 同正方形金属框的一条对称轴，金属框内均匀分布有界匀强磁场，磁感应强 度随时间变化规律满足 B＝kt，金属框按照图示方式处在磁场中，测得金属 框甲、乙、丙中的感应电流分别为 I 甲、I 乙、I 丙，则下列判断正确的是( )
A．I 乙＝2I 甲，I 丙＝2I 甲 C．I 乙＝0，I 丙＝0
B．I 乙＝2I 甲，I 丙＝0 D．I 乙＝I 甲，I 丙＝I 甲
解析 I 甲＝ER甲＝ΔΔBt ·S2·R1＝2SRk，I 乙＝ER乙＝ΔΔBt ·S·R1＝SRk，由于丙中磁通 量始终为零，故 I 丙＝0。所以 I 乙＝2I 甲，I 丙＝0，只有 B 项正确。
电磁驱动 的原理工作的。 (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。
一、思维辨析(判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。) 1．线圈中的磁通量越大，产生的感应电动势越大。( × ) 2．线圈的匝数越多，磁通量越大，产生的感应电动势也越大。( × ) 3．导体在磁场中运动速度越大，产生的感应电动势越大。(× ) 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。(√ ) 5．自感电动势阻碍电流的变化，但不能阻止电流的变化。( √ )
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 ，这种电流像水的旋涡所以叫做涡流。
(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 导体的运动。
(2)电磁驱动：如果磁场相对于导体运动，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。交流感应电动机就是利用
解析 由于灯泡 LA 与线圈 L 和 R1 串联，灯泡 LB 与电阻 R2 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 LB 比 LA 先亮，A、B 项错误；由于 LA 所在的支路电阻阻值 较小，故稳定时电流较大，即 LA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 IA 减小， 故 LA 慢慢熄灭，LB 闪亮后才慢慢熄灭。C 项错误，D 项正确。
答案 B
2．(公式 E＝Blv 的应用)如图所示，在庆祝反法西斯胜利 70 周年阅兵 盛典上，我国预警机“空警－2 000”在通过天安门上空时机翼保持水平， 以 4.5×102 km/h 的速度自东向西飞行。该机的翼展(两翼尖之间的距离)为 50 m，北京地区地磁场的竖直分量向下，大小为 4.7×10－5 T，则( )
第十章
电磁感应 第2讲 法拉第电磁感应定律 自感和涡流
微知识 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。
①感生电动势：由于磁场的变化而激发出感生电场，由感生电场而产生的
感应电动势。
②动生电动势：由于导体在磁场中运动而产生的感应电动势。 (2)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
路中就一定有感应电动势。
E
(3)与感应电流的关系：遵守 闭合电路 欧姆定律，即 I＝ R＋r 。
2．法拉第电磁感应定律
(1)定律内容：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 。其中 n 为线圈的 匝数 。
微知识 2 导体切割磁感线产生的感应电动势 导体棒切割磁感线时，可有以下三种情况