高考物理總復(fù)習(xí) 第10章 第2課時 法拉第電磁感應(yīng)定律 自感 渦流課件.ppt
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第2課時 法拉第電磁感應(yīng)定律 自感 渦流,【導(dǎo)學(xué)目標】 1.能用法拉第電磁感應(yīng)定律、公式E=BLv計算感應(yīng)電動勢.2.理解自感、渦流產(chǎn)生,并能分析實際應(yīng)用.,一、法拉第電磁感應(yīng)定律 [基礎(chǔ)導(dǎo)引] 1.關(guān)于電磁感應(yīng),下述說法正確的是( ) A.穿過線圈的磁通量越大,感應(yīng)電動勢越大 B.穿過線圈的磁通量為零,感應(yīng)電動勢一定為零 C.穿過線圈的磁通量變化越大,感應(yīng)電動勢越大 D.穿過線圈的磁通量變化越快,感應(yīng)電動勢越大 【答案】D,(2)轉(zhuǎn)動切割 如圖1(c),在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中,長為L的導(dǎo)體棒繞一端為軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動,此時產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E=________. (3)有效切割長度:導(dǎo)體在與v垂直的方向上的投影長度.試分析圖2中的有效切割長度.,甲圖中的有效切割長度為:________;乙圖中的有效切割長度為:________;丙圖中的有效切割長度:沿v1的方向運動時為________;沿v2的方向運動時為______.,[知識梳理] 1.感應(yīng)電動勢 (1)感應(yīng)電動勢:在______________中產(chǎn)生的電動勢.產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的那部分導(dǎo)體就相當于________,導(dǎo)體的電阻相當于____________. (2)感應(yīng)電流與感應(yīng)電動勢的關(guān)系:遵循________________定律,即I=________.,電磁感應(yīng)現(xiàn)象,電源,電源內(nèi)阻,閉合電路歐姆,2.法拉第電磁感應(yīng)定律 (1)法拉第電磁感應(yīng)定律 ①內(nèi)容:電路中感應(yīng)電動勢的大小,跟穿過這一電路的________________成正比. ②公式:E=____________. (2)導(dǎo)體切割磁感線的情形 ①一般情況:運動速度v和磁感線方向夾角為θ,則E=________. ②常用情況:運動速度v和磁感線方向垂直,則E=____.,磁通量變化率,BLvsin θ,BLv,二、自感與渦流 [基礎(chǔ)導(dǎo)引] 判斷下列說法的正誤 (1)線圈的自感系數(shù)跟線圈內(nèi)電流的變化率成正比.( ) (2)自感電動勢阻礙電流的變化,但不能阻止電流的變化.( ) (3)當導(dǎo)體中電流增大時,自感電動勢的方向與原電流方向相反.( ) (4)線圈中電流變化的越快,穿過線圈的磁通量越大.( ) 【答案】(1) (2)√ (3)√ (4),[知識梳理] 1.自感現(xiàn)象 (1)概念:由于導(dǎo)體本身的______變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象稱為自感,由于自感而產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢叫作__________. (2)表達式:E=________. (3)自感系數(shù)L ①相關(guān)因素:與線圈的________、形狀、________以及是否有鐵芯有關(guān). ②單位:亨利(H,1 mH=______ H,1 μH=______ H).,電流,自感電動勢,大小,匝數(shù),10-3,10-6,2.渦流 當線圈中的電流發(fā)生變化時,在它附近的任何導(dǎo)體中都會產(chǎn)生____________,這種電流像水中的旋渦所以叫渦流. (1)電磁阻尼:當導(dǎo)體在磁場中運動時,感應(yīng)電流會使導(dǎo)體受到________,安培力的方向總是________導(dǎo)體的相對運動. (2)電磁驅(qū)動:如果磁場相對于導(dǎo)體轉(zhuǎn)動,在導(dǎo)體中會產(chǎn)生________使導(dǎo)體受到安培力的作用,安培力使導(dǎo)體運動起來. (3)電磁阻尼和電磁驅(qū)動的原理體現(xiàn)了____________的推廣應(yīng)用.,感應(yīng)電流,安培力,阻礙,感應(yīng)電流,楞次定律,考點一 法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用,【典例剖析】 例1 如圖3(a)所示,一個電阻值為R,匝數(shù)為n的圓形金屬線圈與阻值為2R的電阻R1連接成閉合回路.線圈的半徑為r1, 在線圈中半徑為r2的圓形區(qū)域存在垂直于線圈平面向里的勻強磁場,磁感應(yīng)強度B隨時間t變化的關(guān)系圖線如圖3(b)所示.圖線與橫、縱軸的截距分別為t0和B0. 導(dǎo)線的電阻不計.求0至t1時間內(nèi):,(1)通過電阻R1上的電流大小和方向; (2)通過電阻R1上的電荷量q及電阻R1上產(chǎn)生的熱量.,跟蹤訓(xùn)練1 穿過某線圈的磁通量隨時間的變化的關(guān)系如圖4所示,在線圈內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電動勢最大值的時間是( ) A.0~2 s B.2~4 s C.4~6 s D.6~8 s 【答案】C,例2 在范圍足夠大,方向豎直向下的勻強磁場中,B=0.2 T,有一水平放置的光滑框架,寬度為l=0.4 m,如圖5所示,框架上放置一質(zhì)量為0.05 kg、電阻為1 Ω的金屬桿cd,框架電阻不計.若桿cd以恒定加速度a=2 m/s2,由靜止開始做勻變速運動,則: (1)在5 s內(nèi)平均感應(yīng)電動勢是多少? (2)第5 s末,回路中的電流多大? (3)第5 s末,作用在cd桿上的水平外力多大?,考點二 導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的計算,A.E1E2,a端為正 B.E1E2,b端為正 C.E1E2,a端為正 D.E1E2,b端為正 【答案】D,【考點解讀】 通電自感與斷電自感的比較,考點三 自感現(xiàn)象的分析,【典例剖析】 例3 如圖7所示的電路中,電源的電動勢為E,內(nèi)阻為r,電感L的電阻不計,電阻R的阻值大于燈泡D的阻值.在t=0時刻閉合開關(guān)S,經(jīng)過一段時間后,在t=t1時刻斷開S.下列表示A、B兩點間電壓UAB隨時間t變化的圖象中,正確的是( ),方法提煉 自感現(xiàn)象中主要有兩種情況:即通電自感與斷電自感.在分析過程中,要注意:(1)通過自感線圈的電流不能發(fā)生突變,即通電過程中,電流是逐漸變大,斷電過程中,電流是逐漸變小,此時線圈可等效為“電源”,該“電源”與其他電路元件形成回路.(2)斷電自感現(xiàn)象中燈泡是否“閃亮”問題的判斷在于對電流大小的分析,若斷電后通過燈泡的電流比原來強,則燈泡先閃亮后再慢慢熄滅.,A.在電路(a)中,斷開S,A將漸漸變暗 B.在電路(a)中,斷開S,A將先變得更亮,然后漸漸變暗 C.在電路(b)中,斷開S,A將漸漸變暗 D.在電路(b)中,斷開S,A將先變得更亮,然后漸漸變暗 【答案】AD,【解析】在(a)電路中,燈A和線圈L串聯(lián),它們的電流相同,斷開S時,線圈上產(chǎn)生自感電動勢,阻礙原電流的減小,但流過燈A的電流仍逐漸減小,從而燈A只能漸漸變暗. 在(b)電路中,電阻R和燈A串聯(lián),燈A的電阻大于線圈L的電阻,電流則小于線圈L中的電流,斷開S時,電源不再給燈供電,而線圈產(chǎn)生自感電動勢阻礙電流的減小,通過R、A形成回路,燈A中電流突然變大,燈A變得更亮,然后漸漸變暗,故A、D正確.,例4 半徑為r、電阻為R的n匝圓形線圈在邊長為L的正方形abcd外,勻強磁場充滿并垂直穿過該正方形區(qū)域,如圖9甲所示.當磁場隨時間的變化規(guī)律如圖9乙所示時,則穿過圓形線圈磁通量的變化率為______,t0時刻線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電流為______.,例5 t=0時,磁場在xOy平面內(nèi)的分布如圖10所示,其磁感應(yīng)強度的大小均為B0,方向垂直于xOy平面,相鄰磁場區(qū)域的磁場方向相反,每個同向磁場區(qū)域的寬度均為L0,整個磁場以速度v沿x軸正方向勻速運動.若在磁場所在區(qū)間內(nèi)放置一由n匝線圈組成的矩形線框abcd,線框的bc邊平行于x軸.bc=LB、ab=L,LB略大于L0,總電阻為R,線框始終保持靜止.求:,15.對雙桿切割磁感線問題中的電動勢和安培力計算錯誤,方法提煉 對于雙桿切割磁感線或閉合導(dǎo)線框在磁場中運動的情況,有可能線框的兩條邊均產(chǎn)生電動勢,要看兩電動勢是同向還是反向;同樣求導(dǎo)線框所受安培力的時候,也要注意兩條邊是否均受安培力,還要注意匝數(shù)n的問題.,跟蹤訓(xùn)練4 如圖11所示,一有界區(qū)域內(nèi),存在著磁感應(yīng)強度大小均為B,方向分別垂直于光滑水平桌面向下和向上的勻強磁場,磁場寬度均為L,邊長為L的正方形線框abcd的bc邊緊靠磁場邊緣置于桌面上,使線框從靜止開始沿x軸正方向勻加速通過磁場區(qū)域,若以逆時針方向為電流的正方向,能反映線框中感應(yīng)電流變化規(guī)律的是( ),【答案】AC,- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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