高中物理复习第09章第02节

1、第二节法拉第电磁感应定律自感涡流第二节法拉第电磁感应定律自感涡流第九章电磁感应第九章电磁感应栏目栏目导引导引第九章电磁感应第九章电磁感应一、法拉第电磁感应定律一、法拉第电磁感应定律1感应电动势感应电动势(1)感应电动势：在感应电动势：在_中中 产生的电动产生的电动 势产生势产生感应电动势的那部分导体就相当于感应电动势的那部分导体就相当于_，导体的电阻相当，导体的电阻相当于于_(2)感应电流与感应电动势的关系：遵循感应电流与感应电动势的关系：遵循_定定律，即律，即I_.电磁感应现象电磁感应现象电源电源电源内阻电源内阻闭合电路欧姆闭合电路欧姆栏目栏目导引导引第九章电磁感应第九章电磁感应3导体切割磁

2、感线的情形导体切割磁感线的情形(1)若若B、l、v相互垂直，则相互垂直，则E_.(2)若若Bl，lv，v与与B夹角为夹角为，则，则E_.变化率变化率BlvBlvsin栏目栏目导引导引第九章电磁感应第九章电磁感应B栏目栏目导引导引第九章电磁感应第九章电磁感应二、自感与涡流二、自感与涡流1自感现象自感现象(1)概念：由于导体本身的概念：由于导体本身的_变化而产生的电磁感应现变化而产生的电磁感应现象称为自感，由于自象称为自感，由于自 感而产生感而产生 的感的感 应电动势叫应电动势叫 做做_(2)表达式：表达式：E_.(3)自感系数自感系数L的影响因素：与线圈的的影响因素：与线圈的_、形、形 状、状、

3、_以及是否有铁芯有关以及是否有铁芯有关电流电流自感电动势自感电动势大小大小匝数匝数栏目栏目导引导引第九章电磁感应第九章电磁感应2涡流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像生像_状的感应电流状的感应电流(1)电磁阻尼：当导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受电磁阻尼：当导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受到到_，安培力的方向总是，安培力的方向总是_导体的运动导体的运动(2)电磁驱动：如果磁场相对于导体转动，在导体中会产生电磁驱动：如果磁场相对于导体转动，在导体中会产生_，使导体受到安培力作用，安培力使导体运，使导体受到安

4、培力作用，安培力使导体运动起来动起来交流感应电动机就是利用交流感应电动机就是利用_的原理工作的的原理工作的水的旋涡水的旋涡安培力安培力阻碍阻碍感应电流感应电流电磁驱动电磁驱动栏目栏目导引导引第九章电磁感应第九章电磁感应 2.(多选多选)(2015郑州模拟郑州模拟)如图甲、乙所示的如图甲、乙所示的电路电路中，电阻中，电阻R和自感线圈和自感线圈L的电阻值都很小，且小于灯的电阻值都很小，且小于灯A的电的电阻，接通阻，接通S，使电路达到稳定，灯泡，使电路达到稳定，灯泡A发光，则发光，则()A在电路甲中，断开在电路甲中，断开S后，后，A将逐渐变暗将逐渐变暗B在电路甲中，断开在电路甲中，断开S后，后，A将

5、先变得更亮，然后逐渐变暗将先变得更亮，然后逐渐变暗C在电路乙中，断开在电路乙中，断开S后，后，A将逐渐变暗将逐渐变暗D在电路乙中，断开在电路乙中，断开S后，后，A将先变得更亮，然后逐渐变暗将先变得更亮，然后逐渐变暗AD栏目栏目导引导引第九章电磁感应第九章电磁感应考点考点一一 公式公式En/t 的应用的应用考点二考点二 公式公式EBlv 的的应用应用考点考点三三 自感现象的分析自感现象的分析栏目栏目导引导引第九章电磁感应第九章电磁感应考点一公式考点一公式En/t的应用的应用栏目栏目导引导引第九章电磁感应第九章电磁感应 如图甲所示，一个电阻值为如图甲所示，一个电阻值为R，匝数为，匝数为n的圆形金属

6、的圆形金属线圈与阻值为线圈与阻值为2R的电阻的电阻R1连接成闭合回路线圈的半径为连接成闭合回路线圈的半径为r1，在线圈中半径为，在线圈中半径为r2的圆形区域存在垂直于线圈平面向里的的圆形区域存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度匀强磁场，磁感应强度B随时间随时间t变化的关系图线如图乙所变化的关系图线如图乙所示图线与横、纵轴的截距分别为示图线与横、纵轴的截距分别为t0和和B0，导线的电阻不，导线的电阻不计求计求0至至t1时间内时间内(1)通过电阻通过电阻R1的电流大小和方向的电流大小和方向(2)通过电阻通过电阻R1的电荷量的电荷量q及电阻及电阻R1上产生的热量上产生的热量栏目栏目导引导引第

7、九章电磁感应第九章电磁感应栏目栏目导引导引第九章电磁感应第九章电磁感应栏目栏目导引导引第九章电磁感应第九章电磁感应栏目栏目导引导引第九章电磁感应第九章电磁感应C栏目栏目导引导引第九章电磁感应第九章电磁感应栏目栏目导引导引第九章电磁感应第九章电磁感应栏目栏目导引导引第九章电磁感应第九章电磁感应考点二公式考点二公式EBlv的应用的应用1使用条件使用条件本公式是在一定条件下得出的，除了磁场是匀强磁场外，还本公式是在一定条件下得出的，除了磁场是匀强磁场外，还需需B、l、v三者相互垂直实际问题中当它们不相互垂直时，三者相互垂直实际问题中当它们不相互垂直时，应取垂直的分量进行计算，公式可为应取垂直的分量进

8、行计算，公式可为EBlvsin ，为为B与与v方向间的夹角方向间的夹角栏目栏目导引导引第九章电磁感应第九章电磁感应栏目栏目导引导引第九章电磁感应第九章电磁感应4相对性相对性EBlv中的速度中的速度v是相对于磁场的速度，若磁场也运动，应是相对于磁场的速度，若磁场也运动，应注意速度间的相对关系注意速度间的相对关系栏目栏目导引导引第九章电磁感应第九章电磁感应AD栏目栏目导引导引第九章电磁感应第九章电磁感应栏目栏目导引导引第九章电磁感应第九章电磁感应总结提升总结提升感应电动势两个公式的比较感应电动势两个公式的比较公式公式EBlv导体导体适用适用意义意义联系联系一个回路一个回路一段导体一段导体普遍适用普

9、遍适用导体切割磁感线导体切割磁感线常用于求平均常用于求平均电动势电动势既可求平均值既可求平均值也可求瞬时值也可求瞬时值栏目栏目导引导引第九章电磁感应第九章电磁感应 2.(多选多选)(2015沈阳质检沈阳质检)如图所示，在磁感如图所示，在磁感应强度应强度B1.0 T的匀强磁场中，金属杆的匀强磁场中，金属杆PQ在外力在外力F作用下作用下 在粗在粗 糙糙U形形导轨上以速度导轨上以速度v2 m/s 向右匀速滑动，两导轨间距离向右匀速滑动，两导轨间距离 L1.0 m，电阻，电阻R3.0 ，金属杆的电阻，金属杆的电阻r1.0 ，导轨电阻忽略不，导轨电阻忽略不计，则下列说法正确的是计，则下列说法正确的是(

10、)BC栏目栏目导引导引第九章电磁感应第九章电磁感应A通过通过R的感应电流的方向为由的感应电流的方向为由d到到aB金属杆金属杆PQ切割磁感线产生的感应电动势的大小为切割磁感线产生的感应电动势的大小为2.0 VC金属杆金属杆PQ受到的安培力大小为受到的安培力大小为0.5 ND外力外力F做功大小等于电路产生的焦耳热做功大小等于电路产生的焦耳热解析：由楞次定律或者右手定则可以判定通过解析：由楞次定律或者右手定则可以判定通过R的电流方向的电流方向为由为由a到到d，选项，选项A错误；由法拉第电磁感应定律可得金属杆错误；由法拉第电磁感应定律可得金属杆切割磁感线产生的感应电动势的大小为切割磁感线产生的感应电动

11、势的大小为EBLv2 V，选项，选项B正确；安培力正确；安培力F安安BIL0.5 N，选项，选项C正确；因为轨道粗正确；因为轨道粗糙，由能量守恒定律可知，外力做的功等于电路中产生的焦糙，由能量守恒定律可知，外力做的功等于电路中产生的焦耳热和摩擦生热的总和，选项耳热和摩擦生热的总和，选项D错误错误栏目栏目导引导引第九章电磁感应第九章电磁感应考点三自感现象的分析考点三自感现象的分析1自感现象自感现象“阻碍阻碍”作用的理解作用的理解(1)流过线圈的电流增加时，线圈中产生的自感电动势与电流流过线圈的电流增加时，线圈中产生的自感电动势与电流方向相反，阻碍电流的增加，使其缓慢地增加方向相反，阻碍电流的增加

12、，使其缓慢地增加(2)流过线圈的电流减小时，线圈中产生的自感电动势与电流流过线圈的电流减小时，线圈中产生的自感电动势与电流方向相同，阻碍电流的减小，使其缓慢地减小方向相同，阻碍电流的减小，使其缓慢地减小栏目栏目导引导引第九章电磁感应第九章电磁感应2自感现象的四个特点自感现象的四个特点(1)自感电动势总是阻碍导体中原电流的变化自感电动势总是阻碍导体中原电流的变化(2)通过线圈中的电流不能发生突变，只能缓慢变化通过线圈中的电流不能发生突变，只能缓慢变化(3)电流稳定时，自感线圈就相当于普通导体电流稳定时，自感线圈就相当于普通导体(4)线圈的自感系数越大，自感现象越明显，自感电动势线圈的自感系数越大

13、，自感现象越明显，自感电动势只是延缓了过程的进行，但它不能使过程停止，更不能只是延缓了过程的进行，但它不能使过程停止，更不能使过程反向使过程反向3自感现象中的能量转化自感现象中的能量转化通电自感中，电能转化为磁场能；断电自感中，磁场能通电自感中，电能转化为磁场能；断电自感中，磁场能转化为电能转化为电能栏目栏目导引导引第九章电磁感应第九章电磁感应 (多选多选)如图所示，灯泡如图所示，灯泡A、B与定值电阻的阻值均为与定值电阻的阻值均为R，L是自感系数较大的线圈，当是自感系数较大的线圈，当S1闭合、闭合、S2断开且电路稳定断开且电路稳定时，时，A、B两灯亮度相同，再闭合两灯亮度相同，再闭合S2，待电

14、路稳定后将，待电路稳定后将S1断断开，下列说法中正确的是开，下列说法中正确的是()AB灯立即熄灭灯立即熄灭BA灯将比原来更亮一下后熄灭灯将比原来更亮一下后熄灭C有电流通过有电流通过B灯，方向为灯，方向为cdD有电流通过有电流通过A灯，方向为灯，方向为baAD栏目栏目导引导引第九章电磁感应第九章电磁感应解析解析S1闭合、闭合、S2断开且电路稳定时，断开且电路稳定时，A、B两灯一样亮，两灯一样亮，说明两个支路中的电流相等，这时线圈说明两个支路中的电流相等，这时线圈L没有自感作用，可知没有自感作用，可知线圈线圈L的电阻也为的电阻也为R，在，在S2、S1都闭合且稳定时，都闭合且稳定时，IAIB，当，当

15、S2闭合、闭合、S1突然断开时，由于线圈的自感作用，流过突然断开时，由于线圈的自感作用，流过A灯的电流灯的电流方向变为方向变为ba，但，但A灯不会出现比原来更亮一下再熄灭的现灯不会出现比原来更亮一下再熄灭的现象，故选项象，故选项D正确，正确，B错误；由于定值电阻错误；由于定值电阻R没有自感作用，没有自感作用，故断开故断开S1时，时，B灯立即熄灭，选项灯立即熄灭，选项A正确，正确，C错误错误栏目栏目导引导引第九章电磁感应第九章电磁感应总结提升总结提升分析自感现象的两点注意分析自感现象的两点注意(1)通过自感线圈中的电流不能发生突变，即通电过程，线圈通过自感线圈中的电流不能发生突变，即通电过程，线

16、圈中电流逐渐变大，断电过程，线圈中电流逐渐变小，方向不中电流逐渐变大，断电过程，线圈中电流逐渐变小，方向不变此时线圈可等效为变此时线圈可等效为“电源电源”，该，该“电源电源”与其他电路元与其他电路元件形成回路件形成回路(2)断电自感现象中灯泡是否断电自感现象中灯泡是否“闪亮闪亮”问题的判断，在于对电问题的判断，在于对电流大小的分析，若断电后通过灯泡的电流比原来强，则灯泡流大小的分析，若断电后通过灯泡的电流比原来强，则灯泡先闪亮后再慢慢熄灭先闪亮后再慢慢熄灭栏目栏目导引导引第九章电磁感应第九章电磁感应 3.(单选单选)(2015南昌模拟南昌模拟)如图所示的电路中如图所示的电路中，L是是一个自感系

17、数很大、直流电阻不计的线圈，一个自感系数很大、直流电阻不计的线圈，L1、L2和和L3是是3个个完全相同的灯泡，完全相同的灯泡，E是内阻不计的电源在是内阻不计的电源在t0时刻，闭合开时刻，闭合开关关S，电路稳定后在，电路稳定后在t1时刻断开开关时刻断开开关S.规定以电路稳定时流过规定以电路稳定时流过L1、L2的电流方向为正方向，分别用的电流方向为正方向，分别用I1、I2表示流过表示流过L1和和L2的的电流，则下图中能定性描述电流电流，则下图中能定性描述电流I随时间随时间t变化关系的是变化关系的是()C栏目栏目导引导引第九章电磁感应第九章电磁感应解析：解析：L的直流电阻不计，电路稳定后通过的直流电

18、阻不计，电路稳定后通过L1的电流是通过的电流是通过L2、L3电流的电流的2倍闭合开关瞬间，倍闭合开关瞬间，L2立即变亮，由于立即变亮，由于L的的阻碍作用，阻碍作用，L1逐渐变亮，即逐渐变亮，即I1逐渐变大，在逐渐变大，在t1时刻断开开关时刻断开开关S，之后电流，之后电流I会在电路稳定时通过会在电路稳定时通过L1的电流大小基础上逐的电流大小基础上逐渐变小，渐变小，I1方向不变，方向不变，I2反向，故选反向，故选C.栏目栏目导引导引第九章电磁感应第九章电磁感应真题剖析真题剖析转动切割产生电动势的计算方法转动切割产生电动势的计算方法 (10分分)(2014高考新课标全国卷高考新课标全国卷) 半径分别为半径分别为r和和2r的的同心圆形导轨固定在同一水平面内，一长为同心圆形导轨固定在同一水平面内，一长为r，质量为，质量为m且质且质量分布均匀的直导体棒量分布均匀的直导体棒AB置于圆导轨上面，置于圆导轨上面，BA的延长线通的延长线通过圆导轨中心过圆导轨中心O，装置的俯视