2019版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 專題九 電磁感應(yīng) 第2講 法拉第電磁感應(yīng)定律 自感和渦流課件.ppt

第2講 法拉第電磁感應(yīng)定律自感和渦流 一 法拉第電磁感應(yīng)定律 1 磁通量變化率 表示磁通量變化的快慢 大小為 t 2 1 t 2 法拉第電磁感應(yīng)定律 磁通量的變化率 1 內(nèi)容 在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中 電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小跟 成正比 3 導(dǎo)體切割磁感線時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)導(dǎo)體棒切割磁感線時(shí) 可有以下三種情況 Blv 基礎(chǔ)檢測(cè) 1 將閉合多匝線圈置于僅隨時(shí)間變化的磁場(chǎng)中 線圈平面與磁場(chǎng)方向垂直 關(guān)于線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感 應(yīng)電流 下列表述正確的是 A 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與線圈的匝數(shù)無關(guān)B 穿過線圈的磁通量越大 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大C 穿過線圈的磁通量變化越快 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大D 感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向始終相同答案 C 電磁感應(yīng) 自感 電流 3 自感系數(shù)L 有關(guān)因素 與線圈的 以及是否有鐵芯有關(guān) 線圈越長(zhǎng) 單位長(zhǎng)度上線圈的匝數(shù)越多 橫截面積越大 它的自感系數(shù)越 線圈中插入鐵芯 自感系數(shù)會(huì)增大很多 長(zhǎng)短 形狀 匝數(shù) 大 單位 亨利 H 1mH 10 3H 1 H 10 6H 4 自感現(xiàn)象的應(yīng)用和防止 應(yīng)用 如日光燈電路中的鎮(zhèn)流器 振蕩電路等 日光燈電路是由啟動(dòng)器 鎮(zhèn)流器和燈管組成的 在日光燈啟動(dòng)時(shí)起到開關(guān)作用 正常工作時(shí)斷開 鎮(zhèn)流器的作用是在燈開始點(diǎn)亮?xí)r起 的作用 在日光燈正常發(fā)光時(shí)起 作用 防止 制作精密電阻時(shí) 采用 繞法 防止自感現(xiàn)象的發(fā)生 減小因自感而造成的誤差 啟動(dòng)器 產(chǎn)生瞬時(shí)高壓 降壓限流 雙線 2 渦流 塊狀金屬在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng) 或者處在變化的磁場(chǎng)中 金屬塊內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流 這種電流在整塊金屬內(nèi)部自成閉合回路 叫做 渦流 基礎(chǔ)檢測(cè) 2 如圖9 2 1所示 A B兩燈相同 L是帶鐵芯的電 阻可不計(jì)的線圈 下列說法中正確的是 A 開關(guān)S合上瞬間 A燈先亮B燈后亮B S合上穩(wěn)定后 A B同時(shí)亮著C S斷開瞬間 A B同時(shí)熄滅D S斷開瞬間 B立即熄滅 A閃亮一下再熄滅圖9 2 1 解析 開關(guān)S閉合的瞬間 兩燈同時(shí)獲得電壓 所以A B同時(shí)發(fā)光 由于線圈的電阻可以忽略 燈A逐漸被短路 流過A燈的電流逐漸減小最后熄滅 B燈電流逐漸增大 故A B錯(cuò)誤 斷開開關(guān)S的瞬間 B燈的電流突然消失 立即熄滅 流過線圈的電流將要減小 產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì) 相當(dāng)電源 自感電流流過A燈 所以A燈突然閃亮一下再熄滅 故C錯(cuò)誤 D正確 答案 D 考點(diǎn)1對(duì)法拉第電磁感應(yīng)定律的理解 重點(diǎn)歸納 1 磁通量 磁通量的變化量 磁通量的變化率 續(xù)表 續(xù)表 考題題組 1 2016年北京卷 如圖9 2 2所示 勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有兩個(gè)導(dǎo)體圓環(huán)a b 磁場(chǎng)方向與圓環(huán)所在平面垂直 磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間均勻增大 兩圓環(huán)半徑之比為2 1 圓環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)分別為Ea和Eb 不考慮兩圓環(huán)間的相互影響 下列說法正確的是 圖9 2 2 A Ea Eb 4 1 感應(yīng)電流均沿逆時(shí)針方向B Ea Eb 4 1 感應(yīng)電流均沿順時(shí)針方向C Ea Eb 2 1 感應(yīng)電流均沿逆時(shí)針方向D Ea Eb 2 1 感應(yīng)電流均沿順時(shí)針方向 考點(diǎn)2對(duì)自感現(xiàn)象的分析 重點(diǎn)歸納 自感中 閃亮 與 不閃亮 問題 考題題組 2 多選 如圖9 2 3所示的電路中 L為一個(gè)自感系數(shù)很大 直流電阻不計(jì)的線圈 L1 L2是兩個(gè)完全相同的電燈 E是內(nèi)阻不計(jì)的電源 t 0時(shí)刻 閉合開關(guān)S 經(jīng)過一段時(shí)間后 電路達(dá)到穩(wěn)定 t1時(shí)刻斷開開關(guān)S I1 I2分別表示通過電燈L1和L2中的電流 規(guī)定圖中箭頭所示方向?yàn)殡娏髡较?以下各圖中能定性描述電流I隨時(shí)間t變化關(guān)系的是 圖9 2 3 A B C D 答案 AC 3 多選 如圖9 2 4甲 乙所示 電路中的電阻R和自感線圈L的電阻值都很小 且小于燈泡A的電阻 接通S 使電路達(dá)到穩(wěn)定 燈泡A發(fā)光 則 甲乙 圖9 2 4 A 在電路甲中 斷開S后 A將逐漸變暗 B 在電路甲中 斷開S后 A將先變得更亮 然后才 逐漸變暗 C 在電路乙中 斷開S后 A將逐漸變暗 D 在電路乙中 斷開S后 A將先變得更亮 然后才 逐漸變暗 解析 題圖甲所示電路中 燈A和自感線圈L串聯(lián) 電流相同 斷開S時(shí) 線圈上產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì) 阻礙原電流的減小 通過R A形成回路 燈A逐漸變暗 題圖乙所示電路中 電阻R和燈A串聯(lián) 燈A和電阻R的總電阻大于線圈L的電阻 電流則小于線圈L中的電流 斷開S時(shí) 電源不給燈供電 而線圈L產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流的減小 通過R A形成回路 燈A中電流比原來大 變得更亮 然后逐漸變暗 答案 AD 方法 導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算方法 1 平動(dòng)類型感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算 E Blv 1 該類型中導(dǎo)體平動(dòng)切割磁感線 2 正交性 B l v相互垂直時(shí)公式成立 3 有效性 式中的l為有效切割長(zhǎng)度 即導(dǎo)體在垂直 于v方向上的投影長(zhǎng)度 如圖9 2 5所示 圖9 2 5 圖9 2 6 例1 2016年新課標(biāo) 卷 如圖9 2 7所示 M為半圓形導(dǎo)線框 圓心為OM N是圓心角為直角的扇形導(dǎo)線框 圓心為ON 兩導(dǎo)線框在同一豎直平面 紙面 內(nèi) 兩圓弧半徑相等 過直線OMON的水平面上方有一勻強(qiáng)磁場(chǎng) 磁場(chǎng)方向垂直于紙面 現(xiàn)使線框M N在t 0時(shí)從圖示位置開始 分別繞垂直于紙面 且過OM和ON的軸 以相同的周期T逆時(shí)針 勻速轉(zhuǎn)動(dòng) 則 圖9 2 7 觸類旁通 2017年上海松江區(qū)期末 如圖9 2 9所示 兩根粗細(xì)均勻的金屬桿AB和CD的長(zhǎng)度均為L(zhǎng) 電阻均為R 質(zhì)量分別為3m和m 用兩根等長(zhǎng)的 質(zhì)量和電阻均不計(jì)的 不可伸長(zhǎng)的柔軟導(dǎo)線將它們連成閉合回路 懸跨在絕緣的 水平光滑的圓棒兩側(cè) AB和CD處于水平放置狀態(tài) 在金屬桿AB的下方有高度為H的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng) 磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B 方向與回路平面垂直 此時(shí)CD處于磁場(chǎng)中 現(xiàn)從靜止開始釋放金屬桿AB 經(jīng)過一段時(shí)間 AB CD始終水 平 在AB即將進(jìn)入磁場(chǎng)的上邊界時(shí) 其加速度為零 此時(shí)金屬桿CD還處于磁場(chǎng)中 在此過程中金屬桿AB上產(chǎn)生的焦耳熱為Q 重力加速度為g 試求 1 金屬桿AB即將進(jìn)入磁場(chǎng)上邊界時(shí)的速度v1 2 在此過程中金屬桿CD移動(dòng)的距離h 3 設(shè)金屬桿AB在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的速度為v2 通過計(jì)算說明v2大小的可能范圍 圖9 2 9 和通過導(dǎo)線截面的電量q