第2講法拉第電磁感應(yīng)定律自感渦流編輯ppt1.感應(yīng)電動勢

(1)概念：在_______________中產(chǎn)生的電動勢．

(2)產(chǎn)生條件：穿過回路的________發(fā)生改變，與電路是否閉合______. (3)方向判斷：感應(yīng)電動勢的方向用______________或__________判斷．法拉第電磁感應(yīng)定律(考綱要求Ⅱ)電磁感應(yīng)現(xiàn)象磁通量無關(guān)楞次定律右手定則編輯ppt2．法拉第電磁感應(yīng)定律

(1)內(nèi)容：感應(yīng)電動勢的大小跟穿過這一電路的_________________成正比．

(2)公式：E＝n，其中n為線圈匝數(shù)．

(3)感應(yīng)電流與感應(yīng)電動勢的關(guān)系：遵守____________定 律，即I＝_________.磁通量的變化率閉合電路歐姆編輯ppt3．導(dǎo)體切割磁感線時的感應(yīng)電動勢

(1)導(dǎo)體垂直切割磁感線時，感應(yīng)電動勢可用E＝____求出，式中l(wèi)為導(dǎo)體切割磁感線的有效長度．

(2)導(dǎo)體棒在磁場中轉(zhuǎn)動時，導(dǎo)體棒以端點(diǎn)為軸，在勻強(qiáng)磁場中垂直于磁感線方向勻速轉(zhuǎn)動產(chǎn)生感應(yīng)電動勢E＝Bl

＝

_______(平均速度等于中點(diǎn)位置的線速度lω)．Blv編輯ppt

判斷正誤，正確的劃“√”，錯誤的劃“×”．

(1)線圈中磁通量越大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢越大．(

) (2)線圈中磁通量變化越大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢越大． (

) (3)線圈中磁通量變化越快，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢越大． (

) (4)線圈匝數(shù)n越多，磁通量越大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢也越大． (

)

答案(1)×

(2)×

(3)√

(4)×編輯ppt自感、渦流(考綱要求Ⅰ)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．(2)自感電動勢①定義：在自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢叫做________________.②表達(dá)式：E＝__________.電流自感電動勢編輯ppt (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)，1mH＝______H,1μH＝_____H.2．渦流：當(dāng)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___________，這種電流像水的漩渦所以叫渦流．大小匝數(shù)10－310－6感應(yīng)電流編輯ppt

判斷正誤，正確的劃“√”，錯誤的劃“×”．

(1)線圈中的電流越大，自感系數(shù)也越大． (

) (2)對于同一線圈，當(dāng)電流變化越快時，線圈中的自感電動勢越大． (

) (3)自感電動勢阻礙電流的變化，但不能阻止電流的變化． (

)

答案(1)×

(2)√

(3)√編輯ppt1．(單選)將閉合多匝線圈置于僅隨時間變化的磁場中，線圈平面與磁場方向垂直，關(guān)于線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流，下列表述正確的是 (

)．

A．感應(yīng)電動勢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)電動勢越大

C．穿過線圈的磁通量變化越快，感應(yīng)電動勢越大

D．感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向與原磁場方向始終相同基礎(chǔ)自測編輯ppt編輯ppt2．(單選)機(jī)場的安檢門可以利用渦流探測人身上攜帶的金屬物品，安檢門中接有線圈，線圈中通以交變電流．關(guān)于其工作原理，以下說法正確的是 (

)．

A．人身上攜帶的金屬物品會被地磁場磁化，在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流

B．人體在線圈交變電流產(chǎn)生的磁場中運(yùn)動，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢并在金屬物品中產(chǎn)生感應(yīng)電流

C．線圈產(chǎn)生的交變磁場不會在金屬物品中產(chǎn)生交變的感應(yīng)電流

D．金屬物品中感應(yīng)電流產(chǎn)生的交變磁場會在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流編輯ppt

解析一般金屬物品不一定能被磁化，且地磁場很弱，即使金屬物品被磁化磁性也很弱，同時，作為導(dǎo)體的人體電阻很大，且一般不會與金屬物品構(gòu)成回路，故A、B錯誤；安檢門利用渦流探測金屬物品的工作原理是：線圈中交變電流產(chǎn)生交變磁場，使金屬物品中產(chǎn)生渦流，故C錯誤；該渦流產(chǎn)生的磁場又會在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，而線圈中交變電流的變化可以被檢測，故D正確． 答案D編輯ppt3．(多選)在如圖9－2－1所示的電路中，A1和A2是兩個相同的燈泡，線圈L的自感系數(shù)足夠大，電阻可以忽略不計．下列說法中正確的是 (

)．

A．合上開關(guān)S時，A2先亮，A1后亮，最后一樣亮

B．?dāng)嚅_開關(guān)S時，A1和A2都要過一會兒才熄滅

C．?dāng)嚅_開關(guān)S時，A2閃亮一下再熄滅

D．?dāng)嚅_開關(guān)S時，流過A2的電流方向向右圖9－2－1編輯ppt

解析合上開關(guān)S時，線圈L中產(chǎn)生的自感電動勢阻礙電流增大，并且阻礙作用逐漸變小直至為零，故A2先亮，A1后亮，最后一樣亮．選項A正確．?dāng)嚅_開關(guān)S時，線圈L中產(chǎn)生的自感電動勢阻礙電流減小，因電路穩(wěn)定時通過A1和A2的電流大小相等，故斷開開關(guān)S時，A1和A2都逐漸熄滅，流過A2的電流方向向左．選項B正確，C、D錯誤． 答案AB編輯ppt4．(單選)有一個勻強(qiáng)磁場邊界是EF，在EF右側(cè)無磁場，左側(cè)是勻強(qiáng)磁場區(qū)域，如圖9－2－2甲所示．現(xiàn)有一個閉合的金屬線框以恒定速度從EF右側(cè)水平進(jìn)入勻強(qiáng)磁場區(qū)域．線框中的電流隨時間變化的i－t圖象如圖乙所示，則可能的線框是下列四個選項中的 (

)．編輯ppt編輯ppt5．(2013·黃岡中學(xué)月考)(多選)如圖9－2－3所示，一個正方形金屬框放在表面是絕緣且光滑的斜面頂端，自靜止開始沿斜面下滑，下滑過程中穿過一段邊界與斜面底邊BB′平行的勻強(qiáng)磁場，已知金屬框的邊長L小于磁場的寬度d.則關(guān)于金屬框進(jìn)入磁場過程中可能做的運(yùn)動，下列說法正確的是 (

)．

A．勻速運(yùn)動

B．勻加速運(yùn)動

C．勻減速運(yùn)動

D．先加速后勻速運(yùn)動圖9－2－3編輯ppt編輯ppt圖9－2－4編輯ppt編輯ppt編輯ppt編輯ppt編輯ppt【典例1】 (2013·江蘇卷，13)如圖9－2－5所示，勻強(qiáng)磁場中有一矩形閉合線圈abcd，線圈平面與磁場垂直．已知線圈的匝數(shù)N＝100，邊長ab＝1.0m、bc＝0.5m，電阻r＝2Ω.磁感應(yīng)強(qiáng)度B在0～1s內(nèi)從零均勻變化到0.2T．在1～5s內(nèi)從0.2T均勻變化到－0.2T，取垂直紙面向里為磁場的正方向．求：圖9－2－5編輯ppt(1)0.5s時線圈內(nèi)感應(yīng)電動勢的大小E和感應(yīng)電流的方向；(2)在1～5s內(nèi)通過線圈的電荷量q；(3)在0～5s內(nèi)線圈產(chǎn)生的焦耳熱Q.審題指導(dǎo)(1)0～1s內(nèi)誰引起線圈中的磁通量發(fā)生變化？_______________________________________________.編輯ppt(2)感應(yīng)電動勢的計算公式E＝________.(3)公式q＝It中的I應(yīng)為電路中電流________值，如何計算電流I?(4)①公式Q＝I2rt中的I是恒定的還是變化的？______________________________________________.②在0～5s內(nèi)線圈的電流一樣嗎？如何計算0～5內(nèi)線圈產(chǎn)生的焦耳熱？____________________________________.編輯ppt編輯ppt編輯ppt編輯ppt編輯ppt【跟蹤短訓(xùn)】1．如圖9－2－6所示，虛線框內(nèi)存在均勻變化的勻強(qiáng)磁場，三個電阻的阻值之比R1∶R2∶R3＝1∶2∶3，電路中導(dǎo)線的電阻不計．當(dāng)S1、S2閉合，S3斷開時，閉合回路中感應(yīng)電流為I；當(dāng)S2、S3閉合，S1斷開時，閉合回路時感應(yīng)電流為5I；當(dāng)S1、S3閉合，S2斷開時，閉合回路中感應(yīng)電流為 (

)．

A．0 B．3I C．6I D．7I圖9－2－6編輯ppt

解析設(shè)虛線框內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度變化率為k，上面回路中磁場面積為S，下面回路中磁場面積為nS，電阻R1＝R.當(dāng)S1、S2閉合，S3斷開時，閉合回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E1＝kS，感應(yīng)電流為I＝kS/3R；當(dāng)S2、S3閉合，S1斷開時，閉合回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E2＝nkS，閉合回路中感應(yīng)電流為5I＝nkS/5R；當(dāng)S1、S3閉合，S2斷開時，閉合回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E3＝(n＋1)kS，閉合回路中感應(yīng)電流為I′＝(n＋1)kS/4R，聯(lián)立解得I′＝7I，選項D正確． 答案D編輯ppt1．公式E＝Blv的使用條件

(1)勻強(qiáng)磁場．

(2)B、l、v三者相互垂直．2．E＝Blv的“四性”

(1)正交性：本公式是在一定條件下得出的，除磁場為勻強(qiáng)磁場外，還需B、l、v三者互相垂直．

(2)瞬時性：若v為瞬時速度，則E為相應(yīng)的瞬時感應(yīng)電動勢．熱點(diǎn)二導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的計算編輯ppt(3)有效性：公式中的L為導(dǎo)體切割磁感線的有效長度．如圖9－2－7中，棒的有效長度為ab間的距離．(4)相對性：E＝Blv中的速度v是導(dǎo)體相對磁場的速度，若磁場也在運(yùn)動，應(yīng)注意速度間的相對關(guān)系．圖9－2－7編輯ppt【典例2】

(2013·海南卷，6)如圖9－2－8，水平桌面上固定有一半徑為R的金屬細(xì)圓環(huán)，環(huán)面水平，圓環(huán)每單位長度的電阻為r，空間有一勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向豎直向下；一長度為2R、電阻可忽略的導(dǎo)體棒置于圓環(huán)左側(cè)并與環(huán)相切，切點(diǎn)為棒的中點(diǎn)．棒在拉力的作用下以恒定加速度a從靜止開始向右運(yùn)動，運(yùn)動過程中棒與圓環(huán)接觸良好．下列說法正確的是 (

)．圖9－2－8編輯ppt編輯ppt編輯ppt編輯ppt反思總結(jié)感應(yīng)電動勢兩個公式的比較編輯ppt【跟蹤短訓(xùn)】2．如圖9－2－9所示，水平放置的U形框架上接一個阻值為R0的電阻，放在垂直紙面向里的、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場中，一個半徑為L、質(zhì)量為m的半圓形硬導(dǎo)體AC在水平向右的恒定拉力F作用下，由靜止開始運(yùn)動距離d后速度達(dá)到v，半圓形硬導(dǎo)體AC的電阻為r，其余電阻不計．下列說法正確的是 (

)．圖9－2－9編輯ppt編輯ppt編輯ppt3．如圖9－2－10所示，在水平面內(nèi)固定著U形光滑金屬導(dǎo)軌，軌道間距為50cm，金屬導(dǎo)體棒ab質(zhì)量為0.1kg，電阻為0.2Ω，橫放在導(dǎo)軌上，電阻R的阻值是0.8Ω(導(dǎo)軌其余部分電阻不計)．現(xiàn)加上豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.2T的勻強(qiáng)磁場．用水平向右的恒力F＝0.1N拉動ab，使其從靜止開始運(yùn)動，則 (

)．圖9－2－10編輯ppt編輯ppt編輯ppt1．自感現(xiàn)象的四大特點(diǎn)

(1)自感電動勢總是阻礙導(dǎo)體中原電流的變化．

(2)通過線圈中的電流不能發(fā)生突變，只能緩慢變化．

(3)電流穩(wěn)定時，自感線圈就相當(dāng)于普通導(dǎo)體．

(4)線圈的自感系數(shù)越大，自感現(xiàn)象越明顯，自感電動勢只是延緩了過程的進(jìn)行，但它不能使過程停止，更不能使過程反向．熱點(diǎn)三通電自感和斷電自感編輯ppt2．自感中“閃亮”與“不閃亮”問題與線圈串聯(lián)的燈泡與線圈并聯(lián)的燈泡電路圖通電時電流逐漸增大，燈泡逐漸變亮電流突然增大，然后逐漸減小達(dá)到穩(wěn)定斷電時電流逐漸減小，燈泡逐漸變暗，電流方向不變電路中穩(wěn)態(tài)電流為I1、I2：①若I2≤I1，燈泡逐漸變暗；②若I2>I1，燈泡閃亮后逐漸變暗．兩種情況燈泡中電流方向均改變.編輯ppt【典例3】如圖9－2－11所示，線圈L的自感系數(shù)很大，且其電阻可以忽略不計，L1、L2是兩個完全相同的小燈泡，隨著開關(guān)S閉合和斷開的過程中，L1、L2的亮度變化情況是(燈絲不會斷) (

)．

圖9－2－11編輯pptA．S閉合，L1亮度不變，L2亮度逐漸變亮，最后兩燈一樣亮；S斷開，L2立即不亮，L1逐漸變亮B．S閉合，L1亮度不變，L2很亮；S斷開，L1、L2立即不亮C．S閉合，L1、L2同時亮，而后L1逐漸熄滅，L2亮度不變；S斷開，L2立即不亮，L1亮一下才滅D．S閉合，L1、L2同時亮，而后L1逐漸熄滅，L2則逐漸變得更亮；S斷開，L2立即熄滅，L1亮一下才滅編輯ppt

解析當(dāng)S接通時，因L的自感系數(shù)很大，對電流的阻礙作用較大，L1和L2串接后與電源相連，L1和L2同時亮．隨著L中電流的增大，L的直流電阻減小，L的分流作用增大，L1的電流逐漸減小為零，由于總電阻變小，總電流變大，L2的電流增大，L2燈變得更亮．當(dāng)S斷開時，L2中無電流，立即熄滅，而電感L將阻礙本身的電流減小，L與L1組成閉合電路，L1燈要亮一下后再熄滅，綜上所述，選項D正確． 答案D編輯ppt反思總結(jié)

在分析自感現(xiàn)象問題時，應(yīng)注意電路的結(jié)構(gòu)，弄清楚自感線圈L與用電器的串、并聯(lián)關(guān)系，明確原電流的方向，再判斷自感電流的方向及大小變化．同時注意，L的自身電阻是不是能忽略不計．在斷開開關(guān)時，還要看線圈和用電器能否形成回路．編輯ppt【跟蹤短訓(xùn)】4．如圖9－2－12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(diǎn)間電壓UAB隨時間t變化的圖象中，正確的是 (

)．圖9－2－12編輯ppt編輯ppt模型構(gòu)建 “桿＋導(dǎo)軌”模型是電磁感應(yīng)問題高考命題的“基本道具”，也是高考的熱點(diǎn)，考查的知識點(diǎn)多，題目的綜合性強(qiáng)，物理情景變化空間大，是我們復(fù)習(xí)中的難點(diǎn)．“桿＋導(dǎo)軌”模型又分為“單桿”型和“雙桿”型(“單桿”型為重點(diǎn))；導(dǎo)軌放置方式可分為水平、豎直和傾斜；桿的運(yùn)動狀態(tài)可分為勻速、勻變速、非勻變速運(yùn)動等．物理建模10.電磁感應(yīng)中的“桿＋導(dǎo)軌”模型編輯ppt模型分類及特點(diǎn)1．單桿水平式編輯ppt2.單桿傾斜式編輯ppt方法指導(dǎo)解決電磁感應(yīng)中綜合問題的一般思路是“先電后力再能量”．編輯ppt【典例】

(2013·安徽卷，16)如圖9－2－13所示，足夠長平行金屬導(dǎo)軌傾斜放置，傾角為37°，寬度為0.5m，電阻忽略不計，其上端接一小燈泡，電阻為1Ω.一導(dǎo)體棒MN垂直于導(dǎo)軌放置，質(zhì)量為0.2kg，接入電路的電阻為1Ω，兩端與導(dǎo)軌接觸良好，與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為0.5.在導(dǎo)軌間存在著垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.8T．將導(dǎo)體棒MN由靜止釋放，運(yùn)動一段時間后，小燈泡穩(wěn)定發(fā)光，此后導(dǎo)體棒MN的運(yùn)動速度以及小燈泡消耗的電功率分別為(重力加速度g取10m/s2，sin37°＝0.6) (

)．圖9－2－13編輯pptA．2.5m/s

1W

B．5m/s

1WC．7.5m/s

9W

D．15m/s

9W編輯ppt編輯ppt即學(xué)即練如圖9－2－14所示，質(zhì)量m1＝0.1kg，電阻R1＝0.3Ω，長度l＝0.4m的導(dǎo)體棒ab橫放在U型金屬框架上．框架質(zhì)量m2＝0.2kg，放在絕緣水平面上，與水平面間的動摩擦因數(shù)μ＝0.2.相距0.4m的MM′、NN′相互平行，電阻不計且足夠長．電阻R2＝0.1Ω的MN垂直于MM′.整個裝置處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.5T．垂直于ab施加F＝2N的水平恒力，ab從靜止開始無摩擦地運(yùn)動，始終與MM′、NN′保持良好接觸．當(dāng)ab運(yùn)動到某處時，框架開始運(yùn)動．圖9－2－14編輯ppt設(shè)框架與水平面間最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，g取10m/s2.

(1)求框架開始運(yùn)動時ab速度v的大小；(2)從ab開始運(yùn)動到框架開始運(yùn)動的過程中，MN上產(chǎn)生的熱量Q＝0.1J，求該過程ab位移x的大小．編輯ppt編輯ppt附：對應(yīng)高考題組

1．(2011·北京理綜，19)某同學(xué)為了驗證斷電自感現(xiàn)象，自己找來帶鐵芯的線圈L、小燈泡A、開關(guān)S和電池組E，用導(dǎo)線將它們連接成如圖所示的電路．檢查電路后，閉合開關(guān)S，小燈泡發(fā)光；再斷開開關(guān)S，小燈泡僅有不顯著的延時熄滅現(xiàn)象．雖經(jīng)多次重復(fù)，仍未見老師演示時出現(xiàn)的小燈泡閃亮現(xiàn)象，他冥思苦想找不出原因．你認(rèn)為最有可能造成小燈泡未閃亮的原因是 (

)．編輯pptA．電源的內(nèi)阻較大B．小燈泡電阻偏大C．線圈電阻偏大 D．線圈的自感系數(shù)較大解析由自感規(guī)律可知在開關(guān)斷開的瞬間造成燈泡閃亮以及延時的原因是在線圈中產(chǎn)生了與原電流同向的自感電流且大于穩(wěn)定時通過燈泡的原電流．由題圖可知燈泡和線圈構(gòu)成閉合的自感回路，與電源無關(guān)，故A錯誤；

編輯ppt

造成不閃亮的原因是自感電流不大于穩(wěn)定時通過燈泡的原電流，當(dāng)線圈電阻小于燈泡電阻時才會出現(xiàn)閃亮現(xiàn)象，故B錯誤，C正確；自感系數(shù)越大，則產(chǎn)生的自感電流越大，燈泡更亮，故D錯誤． 答案C編輯ppt2．(2012·課標(biāo)全國，19)如圖所示，均勻磁場中有一由半圓弧及其直徑構(gòu)成的導(dǎo)線框，半圓直徑與磁場邊緣重合；磁場方向