高三物理一轮复习 第9章 第2讲 法拉第电磁感应定律 自感 涡流
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相反 ;当导体中电流减小时,自感电动势与原电流方向④ 相同 。 (3)自感电动势作用:⑤ 阻碍 导体中原电流的变化。 (4)自感系数L a.相关因素:与线圈的⑥ 形状 、大小、⑦ 圈数 ,以及是否有铁芯 有关。 b.单位:亨利(H),1 H=⑧ 103 mH,1 mH=⑨ 103 μH。
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2.涡流 当线圈中电流发生变化时,在它附近的任何导体中都会产生⑩ 感应电 流 ,这种电流看起来像水中的漩涡,所以叫涡流。它是整块导体发生的 电磁感应现象。 3.辨析 (1)线圈中电流越大,自感系数也越大 (✕) (2)同一线圈,当电流变化越快时,线圈中自感电动势越大 (√) (3)自感电动势阻碍电流的变化,但不是阻止电流的变化 (√)
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4.如图所示,水平放置的平行金属导轨,相距L=0.50 m,左端接一电阻R=0.20 Ω,磁场的磁感应强度B=0.40 T,方向垂直于导轨平面向里,导体棒ab垂直放 在导轨上,并能无摩擦地沿导轨滑动,导轨和导体棒的电阻均可忽略不计, 当ab以v=4.0 m/s 的速度水平向右匀速滑动时,求:
2
B.U= 1 vBl,流过定值电阻R的感应电流由d到b
2
C.U=vBl,流过定值电阻R的感应电流由b到d D.U=vBl,流过定值电阻R的感应电流由d到b
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2. 答案 A 题目中的导体棒相当于电源,其电动势E=Blv,其内阻等于R, 则路端电压U= B l v ,电流方向可以用右手定则判断,A正确。
1.感应电动势的大小由穿过回路的磁通量的变化率 和Φ 线圈的匝数共
t
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.公式E=n Φ 应用时两种常见的情况:(1)当ΔΦ仅由B引起时,E=nS ;(2B )
t
t
当ΔΦ仅由S引起时,E=nB S 。
t
3.用公式E=nS B 求感应电动势时,S为线圈在磁场范围内的有效面积。
3. 答案 B S闭合且稳定时,通过含电流表G1、G2的两条支路的电流均 是由左向右。断开S,L中产生自感电动势,由“增反减同”可知,自感电动 势E自的方向一定与原电流方向相同,等效电路如图所示。显然,断开S后,图 中回路将形成沿顺时针方向的电流,这时流经含有电流表G2支路的电流方 向已变为由右向左了。由于这段时间内E自是逐渐减小的,故电流也是逐渐 减小的,综上所述选B。
t
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典例1 如图甲所示,有一面积为S=100 cm2的金属环,电阻为 R=0.1 Ω,环中 磁场变化规律如图乙所示,且磁场方向垂直环面向里,在t1到t2时间内,环中 感应电流的方向如何?通过金属环的电荷量为多少?
(1)ab棒中感应电动势的大小,并指出a、b哪端电势高。 (2)回路中感应电流的大小。
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(3)维持ab棒做匀速运动的水平外力F的大小。 答案 (1)0.80 V a端电势高 (2)4.0 A (3)0.80 N 解析 (1)根据法拉第电磁感应定律,ab棒中的感应电动势E=BLv=0.40×0.
(2)常用情况:运动速度v和磁感线方向及导体棒三者两两垂直,则E=④
BLv 。
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(3)导体棒在磁场中转动 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的感
1
应电动势E=BL v =⑤ 2
BωL2 (平均速度等于中点位置的线速度12 Lω)。
4.辨析
(1)线圈中磁通量越大,产生的感应电动势越大 ⑥(✕)
浙江专用 物理
第2讲 法拉第电磁感应定律 自感 涡流 编辑课件
知识梳理
一、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① 磁通量的 变化率 成正比。
Φ
2.公式:E=② n t 。
3.导体切割磁感线的情形
(1)一般情况:运动速度v和磁感线方向夹角为θ,则E=③ BLv sin θ 。
50×4.0 V=0.80 V。 根据右手定则可判定a端电势高。 (2)感应电流大小为I= E =0 . 8 0 A=4.0 A。
R 0 .2 0
(3)由于ab棒受安培力且匀速运动,故外力F=F安=ILB=4.0×0.50×0.40 N=0.80 N 。
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重难突破
重难一 法拉第电磁感应定律的理解
2
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3.图中电感线圈L的直流电阻为RL,小灯泡的电阻为R,小量程电流表G1、G2 的内阻不计。当开关S闭合且稳定后,电流表G1、G2的指针均偏向右侧(电 流表的零刻度在表盘的中央),则当开关S断开时,下列说法中正确的是 ()
A.G1、G2的指针都立即回到零点 B.G1缓慢回到零点,G2立即左偏,然后缓慢回到零点 C.G1立即回到零点,G2缓慢回到零点 D.G2立即回到零点,G1缓慢回到零点编辑课件
(2)线圈中磁通量变化越大,产生的感应电动势越大 ⑦(✕)
(3)线圈匝数n越多,磁通量越大,产生的感应电动势也越大⑧(✕)
(2)自感电动势方向:当导体中电流增大时,自感电动势与原电流方向③
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二、自感和涡流 1.自感现象 (1)概念:由于导体本身的① 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② 自感电动势 。 (2)自感电动势方向:当导体中电流增大时,自感电动势与原电流方向③
BD
两线圈的有效面积S相同,据E=n Φ=nS
t
,BnB=2nA,故EB=2
t
EA,而两线圈导线的总长度相同,故RA=RB,由I= E 可知,IA∶IB=1∶2,且感应电
R
流为恒定电流。
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2.如图所示,两根相距为l的平行直导轨abdc,b、d间连有一定值电阻R,导轨 电阻可忽略不计。MN为放在ab和dc上的一导体杆,与ab垂直,其连入回路 的电阻也为R。整个装置处于匀强磁场中,磁感应强度的大小为B,磁场方 向垂直于导轨所在平面。现对MN施力使它沿导轨方向以速度v做匀速运 动,令U表示MN两端电压的大小,则 ( ) A.U= 1 vBl,流过定值电阻R的感应电流由b到d
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1.如图所示,A、B两闭合线圈为同样导线绕成的,A为10匝,B为20匝,半径为 rA=2rB,匀强磁场只分布在B线圈内。若磁场均匀地减弱,则 ( ) A.A中无感应电流 B.A、B中均有恒定的感应电流 C.A、B中感应电动势之比为2∶1 D.A、B中感应电流之比为1∶2
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1. 答案
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2.涡流 当线圈中电流发生变化时,在它附近的任何导体中都会产生⑩ 感应电 流 ,这种电流看起来像水中的漩涡,所以叫涡流。它是整块导体发生的 电磁感应现象。 3.辨析 (1)线圈中电流越大,自感系数也越大 (✕) (2)同一线圈,当电流变化越快时,线圈中自感电动势越大 (√) (3)自感电动势阻碍电流的变化,但不是阻止电流的变化 (√)
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4.如图所示,水平放置的平行金属导轨,相距L=0.50 m,左端接一电阻R=0.20 Ω,磁场的磁感应强度B=0.40 T,方向垂直于导轨平面向里,导体棒ab垂直放 在导轨上,并能无摩擦地沿导轨滑动,导轨和导体棒的电阻均可忽略不计, 当ab以v=4.0 m/s 的速度水平向右匀速滑动时,求:
2
B.U= 1 vBl,流过定值电阻R的感应电流由d到b
2
C.U=vBl,流过定值电阻R的感应电流由b到d D.U=vBl,流过定值电阻R的感应电流由d到b
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2. 答案 A 题目中的导体棒相当于电源,其电动势E=Blv,其内阻等于R, 则路端电压U= B l v ,电流方向可以用右手定则判断,A正确。
1.感应电动势的大小由穿过回路的磁通量的变化率 和Φ 线圈的匝数共
t
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.公式E=n Φ 应用时两种常见的情况:(1)当ΔΦ仅由B引起时,E=nS ;(2B )
t
t
当ΔΦ仅由S引起时,E=nB S 。
t
3.用公式E=nS B 求感应电动势时,S为线圈在磁场范围内的有效面积。
3. 答案 B S闭合且稳定时,通过含电流表G1、G2的两条支路的电流均 是由左向右。断开S,L中产生自感电动势,由“增反减同”可知,自感电动 势E自的方向一定与原电流方向相同,等效电路如图所示。显然,断开S后,图 中回路将形成沿顺时针方向的电流,这时流经含有电流表G2支路的电流方 向已变为由右向左了。由于这段时间内E自是逐渐减小的,故电流也是逐渐 减小的,综上所述选B。
t
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典例1 如图甲所示,有一面积为S=100 cm2的金属环,电阻为 R=0.1 Ω,环中 磁场变化规律如图乙所示,且磁场方向垂直环面向里,在t1到t2时间内,环中 感应电流的方向如何?通过金属环的电荷量为多少?
(1)ab棒中感应电动势的大小,并指出a、b哪端电势高。 (2)回路中感应电流的大小。
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(3)维持ab棒做匀速运动的水平外力F的大小。 答案 (1)0.80 V a端电势高 (2)4.0 A (3)0.80 N 解析 (1)根据法拉第电磁感应定律,ab棒中的感应电动势E=BLv=0.40×0.
(2)常用情况:运动速度v和磁感线方向及导体棒三者两两垂直,则E=④
BLv 。
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(3)导体棒在磁场中转动 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的感
1
应电动势E=BL v =⑤ 2
BωL2 (平均速度等于中点位置的线速度12 Lω)。
4.辨析
(1)线圈中磁通量越大,产生的感应电动势越大 ⑥(✕)
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知识梳理
一、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① 磁通量的 变化率 成正比。
Φ
2.公式:E=② n t 。
3.导体切割磁感线的情形
(1)一般情况:运动速度v和磁感线方向夹角为θ,则E=③ BLv sin θ 。
50×4.0 V=0.80 V。 根据右手定则可判定a端电势高。 (2)感应电流大小为I= E =0 . 8 0 A=4.0 A。
R 0 .2 0
(3)由于ab棒受安培力且匀速运动,故外力F=F安=ILB=4.0×0.50×0.40 N=0.80 N 。
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重难突破
重难一 法拉第电磁感应定律的理解
2
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3.图中电感线圈L的直流电阻为RL,小灯泡的电阻为R,小量程电流表G1、G2 的内阻不计。当开关S闭合且稳定后,电流表G1、G2的指针均偏向右侧(电 流表的零刻度在表盘的中央),则当开关S断开时,下列说法中正确的是 ()
A.G1、G2的指针都立即回到零点 B.G1缓慢回到零点,G2立即左偏,然后缓慢回到零点 C.G1立即回到零点,G2缓慢回到零点 D.G2立即回到零点,G1缓慢回到零点编辑课件
(2)线圈中磁通量变化越大,产生的感应电动势越大 ⑦(✕)
(3)线圈匝数n越多,磁通量越大,产生的感应电动势也越大⑧(✕)
(2)自感电动势方向:当导体中电流增大时,自感电动势与原电流方向③
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二、自感和涡流 1.自感现象 (1)概念:由于导体本身的① 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② 自感电动势 。 (2)自感电动势方向:当导体中电流增大时,自感电动势与原电流方向③
BD
两线圈的有效面积S相同,据E=n Φ=nS
t
,BnB=2nA,故EB=2
t
EA,而两线圈导线的总长度相同,故RA=RB,由I= E 可知,IA∶IB=1∶2,且感应电
R
流为恒定电流。
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2.如图所示,两根相距为l的平行直导轨abdc,b、d间连有一定值电阻R,导轨 电阻可忽略不计。MN为放在ab和dc上的一导体杆,与ab垂直,其连入回路 的电阻也为R。整个装置处于匀强磁场中,磁感应强度的大小为B,磁场方 向垂直于导轨所在平面。现对MN施力使它沿导轨方向以速度v做匀速运 动,令U表示MN两端电压的大小,则 ( ) A.U= 1 vBl,流过定值电阻R的感应电流由b到d
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1.如图所示,A、B两闭合线圈为同样导线绕成的,A为10匝,B为20匝,半径为 rA=2rB,匀强磁场只分布在B线圈内。若磁场均匀地减弱,则 ( ) A.A中无感应电流 B.A、B中均有恒定的感应电流 C.A、B中感应电动势之比为2∶1 D.A、B中感应电流之比为1∶2
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1. 答案