物理高三一轮安徽精品法拉第电磁感应定律自感涡流ppt课件

1、第二讲法拉第电磁感应定律第二讲法拉第电磁感应定律 自感涡流自感涡流一、感应电动势一、感应电动势1概念：在概念：在_中产生的电动势中产生的电动势(1)感生电动势：由于磁场的变化而激发出感生感生电动势：由于磁场的变化而激发出感生电场，由感生电场而产生的感应电动势电场，由感生电场而产生的感应电动势(2)动生电动势：由于导体在磁场中运动而产生动生电动势：由于导体在磁场中运动而产生的感应电动势的感应电动势2条件：无论电路能否闭合，只需穿过电路的条件：无论电路能否闭合，只需穿过电路的_发生变化，电路中就一定有感应电动发生变化，电路中就一定有感应电动势势电磁感应景象电磁感应景象磁通量磁通量电源电源电源内阻电

2、源内阻闭合电路闭合电路磁通量的变化率磁通量的变化率匝数匝数BlvBl2三、自感和涡流三、自感和涡流1自感景象自感景象(1)概念：由于导体本身的概念：由于导体本身的_变化而产生的电变化而产生的电磁感应景象称为自感，由于自感而产生的感应电磁感应景象称为自感，由于自感而产生的感应电动势叫做动势叫做_(2)表达式：表达式：E_(3)自感系数自感系数L相关要素：与线圈的相关要素：与线圈的_、外形、外形、_以及以及能否有能否有_有关有关单位：亨利单位：亨利(H,1 mH103 H,1 H106 H)电流电流自感电动势自感电动势大小大小匝数匝数铁芯铁芯2自感景象的运用自感景象的运用日光灯原理日光灯原理(1)

3、日光灯的电路图：主要由灯管、日光灯的电路图：主要由灯管、_和启动器组成和启动器组成(2)启动器的作用：自动开关的作用启动器的作用：自动开关的作用(3)镇流器有两个作用：启动时，经过启动器镇流器有两个作用：启动时，经过启动器的通断，在镇流器中产生的通断，在镇流器中产生_，从而，从而激发日光灯管内的气体导电正常任务时，激发日光灯管内的气体导电正常任务时，镇流器的线圈产生自感电动势，妨碍电流的镇流器的线圈产生自感电动势，妨碍电流的变化，这时镇流器就起着变化，这时镇流器就起着_的作用，的作用，保证日光灯的正常任务保证日光灯的正常任务镇流器镇流器瞬间高电压瞬间高电压降压限流降压限流一、对公式一、对公式E

4、Blv的了解的了解1EBlvsin 中的中的v假设为瞬时速度，那么算假设为瞬时速度，那么算出的出的E为瞬时电动势，当为瞬时电动势，当v为平均速度时，为平均速度时，算出的就是平均电动势算出的就是平均电动势2EBlvsin 中的中的l为有效切割长度，即导为有效切割长度，即导体在与体在与v垂直方向上的投影长度，如图中导垂直方向上的投影长度，如图中导体的有效长度体的有效长度l分别为：分别为：甲：甲：lcdsin (容易错以为容易错以为labsin )乙：沿乙：沿v1方向运动时，方向运动时，lMN；沿；沿v2方向运方向运动时，动时，l0. 三、通电和断电自感的比较三、通电和断电自感的比较通电自感通电自感

5、断电自感断电自感电电路路图图器材器材要求要求A1、A2同规格，同规格，RRL，L较大较大L很大很大(有铁芯有铁芯)，RLRA现象现象在在S闭合瞬间，闭合瞬间，A2灯立即亮起来，灯立即亮起来，A1灯逐渐变亮，灯逐渐变亮，最终一样亮最终一样亮在开关在开关S断开时，断开时，灯灯A突然闪亮一突然闪亮一下后再渐渐熄灭下后再渐渐熄灭原因原因由于开关闭合由于开关闭合时，流过电感时，流过电感线圈的电流迅线圈的电流迅速增大，使线速增大，使线圈产生自感电圈产生自感电动势，阻碍了动势，阻碍了电流的增大，电流的增大，使流过使流过A1灯的灯的电流比流过电流比流过A2灯的电流增加灯的电流增加得慢得慢断开开关断开开关S时，

6、流过线圈时，流过线圈L的电流减小，产生自感的电流减小，产生自感电动势，阻碍了电流的减电动势，阻碍了电流的减小，使电流继续存在一段小，使电流继续存在一段时间；在时间；在S断开后，通过断开后，通过L的电流反向通过电灯的电流反向通过电灯A，且由于且由于RLRA，使得流，使得流过过A灯的电流在开关断开灯的电流在开关断开瞬间突然增大，从而使瞬间突然增大，从而使A灯的发光功率突然变大灯的发光功率突然变大能量转能量转化情况化情况电能转化为磁电能转化为磁场能场能磁场能转化为电能磁场能转化为电能A图中，回路产生的感应电动势恒定不变图中，回路产生的感应电动势恒定不变B图中，回路产生的感应电动势不断在变大图中，回路

7、产生的感应电动势不断在变大C图中，回路在图中，回路在0t1时间内产生的感应电时间内产生的感应电动势小于在动势小于在t1t2时间内产生的感应电动势时间内产生的感应电动势D图中，回路产生的感应电动势先变小再变图中，回路产生的感应电动势先变小再变大大答案：答案：D答案：答案：A3(2019全国全国卷改编卷改编)某地的地磁场磁感应某地的地磁场磁感应强度的竖直分量方向向下，大小为强度的竖直分量方向向下，大小为4.5105T.一灵敏电压表衔接在当地入海河段的两岸，河一灵敏电压表衔接在当地入海河段的两岸，河宽宽100 m，该河段涨潮和落潮时有海水，该河段涨潮和落潮时有海水(视为导视为导体体)流过设落潮时，海

8、水自西向东流，流速流过设落潮时，海水自西向东流，流速为为2 m/s.以下说法正确的选项是以下说法正确的选项是()电压表记录的电压为电压表记录的电压为5 mV5 mV电压表记录电压表记录的电压为的电压为9 mV9 mV河南岸的电势较高河河南岸的电势较高河北岸的电势较高北岸的电势较高A AB BC C D D答案：答案：D答案：答案：D5以下说法正确的选项是以下说法正确的选项是()A当线圈中电流不变时，线圈中也有自感当线圈中电流不变时，线圈中也有自感电动势电动势B当线圈中电流反向时，线圈中自感电动当线圈中电流反向时，线圈中自感电动势的方向与线圈中原电流的方向相反势的方向与线圈中原电流的方向相反C当

9、线圈中电流增大时，线圈中自感电动当线圈中电流增大时，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反势的方向与线圈中电流的方向相反D当线圈中电流减小时，线圈中自感电动当线圈中电流减小时，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反势的方向与线圈中电流的方向相反解析：此题调查自感和自感电动势的方向，解析：此题调查自感和自感电动势的方向，意在调查考生对自感景象的了解和运用楞次定意在调查考生对自感景象的了解和运用楞次定律处理自感问题的才干当线圈中的电流不变律处理自感问题的才干当线圈中的电流不变时穿过线圈的磁通量没有变化，没有自感电动时穿过线圈的磁通量没有变化，没有自感电动势，选项势，选项A错误；当线圈中

10、的电流反向时原来错误；当线圈中的电流反向时原来的电流产生的磁通量减小，由楞次定律可知，的电流产生的磁通量减小，由楞次定律可知，自感电动势产生的自感电流的磁场将妨碍磁通自感电动势产生的自感电流的磁场将妨碍磁通量的减小，故自感电动势的方向与原电流的方量的减小，故自感电动势的方向与原电流的方向一样，应选项向一样，应选项B不对；不对；当线圈中的电流增大时，穿过线圈的磁通量当线圈中的电流增大时，穿过线圈的磁通量增大，自感电动势产生的自感电流的磁场将增大，自感电动势产生的自感电流的磁场将妨碍其增大，故自感电动势的方向与原电流妨碍其增大，故自感电动势的方向与原电流的方向相反，所以选项的方向相反，所以选项C正

11、确；同理可知选正确；同理可知选项项D不对，所以答案为不对，所以答案为C.答案：答案：C答案：答案：B金属板与水流方向平行，地磁场磁感应强度的金属板与水流方向平行，地磁场磁感应强度的竖直分量为竖直分量为B，水的电阻率为，水的电阻率为，水面上方有一，水面上方有一阻值为阻值为R的电阻经过绝缘导线和电键的电阻经过绝缘导线和电键K衔接到衔接到两金属板上，忽略边缘效应，求：两金属板上，忽略边缘效应，求：(1)该发电安装的电动势；该发电安装的电动势；(2)经过电阻经过电阻R的电流强度；的电流强度；(3)电阻电阻R耗费的电功率耗费的电功率 A线框先做匀加速运动，后做匀速运动线框先做匀加速运动，后做匀速运动B电

12、压表的读数先增大后不变电压表的读数先增大后不变C电压表的读数不断减小电压表的读数不断减小D回路的电功率先增大后不变回路的电功率先增大后不变答案：答案：D自感景象的了解及运用自感景象的了解及运用A接通时接通时D1先达最亮，断开时先达最亮，断开时D1后灭后灭B接通时接通时D2先达最亮，断开时先达最亮，断开时D2后灭后灭C接通时接通时D1先达最亮，断开时先达最亮，断开时D1先灭先灭A接通时接通时D2先达最亮，断开时先达最亮，断开时D2先灭先灭解析：电流发生变化时，自感电动势将妨解析：电流发生变化时，自感电动势将妨碍电流的变化，根据电流的变化来分析电路碍电流的变化，根据电流的变化来分析电路中灯的明暗情

13、况中灯的明暗情况当开关当开关S接通时，接通时，D1和和D2应该同时亮，但由应该同时亮，但由于自感景象的存在，流过线圈的电流由零变于自感景象的存在，流过线圈的电流由零变大时，线圈中产生感应电流，使经过线圈的大时，线圈中产生感应电流，使经过线圈的电流从零开场渐渐添加，所以开场瞬时电流电流从零开场渐渐添加，所以开场瞬时电流几乎全部从几乎全部从D1经过，经过，答案：答案：A处理此类问题的关键：处理此类问题的关键：(1)正确了解通电自感和断电自感景象中自感正确了解通电自感和断电自感景象中自感电动势对电动势对“原电流的变化的妨碍作用，即原电流的变化的妨碍作用，即延缓原电流的变化延缓原电流的变化(2)纯电感

14、线圈在电流稳定时相当于一根短路纯电感线圈在电流稳定时相当于一根短路导线，非纯电感线圈在电流稳定时相当于一导线，非纯电感线圈在电流稳定时相当于一定值电阻定值电阻解析：由于线圈的电阻可忽略不计、自感系数足解析：由于线圈的电阻可忽略不计、自感系数足够大，在开封锁合的瞬间线圈的妨碍作用很大，线够大，在开封锁合的瞬间线圈的妨碍作用很大，线圈中的电流为零，所以经过圈中的电流为零，所以经过D1、D2的电流大小相等，的电流大小相等，A正确，正确，B错误闭合开关错误闭合开关S待电路到达稳定时线圈待电路到达稳定时线圈短路，短路，D1中电流为零，回路电阻减小，中电流为零，回路电阻减小，D2比原来更比原来更亮，亮，C

15、正确闭合开关正确闭合开关S待电路到达稳定，再将待电路到达稳定，再将S断断开瞬间，开瞬间，D2立刻熄灭，线圈和立刻熄灭，线圈和D1构成回路，构成回路，D1闪闪亮一下再熄灭，故亮一下再熄灭，故A、C、D正确正确答案：答案：B答案：答案：C答案：答案：B答案：答案：D解析：由图知第解析：由图知第2秒内，磁场向里并均匀秒内，磁场向里并均匀减小，由楞次定律知，环中电流方向为顺时减小，由楞次定律知，环中电流方向为顺时针，因此上极板带正电，针，因此上极板带正电，A项正确；第项正确；第3秒内秒内磁场向外且均匀增大，由楞次定律知，环中磁场向外且均匀增大，由楞次定律知，环中电流方向为顺时针，上极板仍带正电，电流方

16、向为顺时针，上极板仍带正电，B项项错误；错误；答案：答案：A22“杆导轨模型问题杆导轨模型问题“杆导轨模型问题的物理情境变化空间大、涉及杆导轨模型问题的物理情境变化空间大、涉及的知识点很多，如力学问题、电路问题、磁场问题的知识点很多，如力学问题、电路问题、磁场问题及能量问题等，要顺利解题需全面了解相关知识，及能量问题等，要顺利解题需全面了解相关知识，常用的根本规律有法拉第电磁感应定律、楞次定律、常用的根本规律有法拉第电磁感应定律、楞次定律、左手定那么、右手定那么、欧姆定律及力学中的运左手定那么、右手定那么、欧姆定律及力学中的运动学规律、动力学规律、动能定理、能量转化和守动学规律、动力学规律、动

17、能定理、能量转化和守恒恒傻龋傻龋“杆导轨模型类试题是命题的杆导轨模型类试题是命题的“根本元根本元素；导轨、金属棒、素；导轨、金属棒、 磁场，具有如下的变化特点：磁场，具有如下的变化特点：一、对于导轨一、对于导轨1导轨的外形，常见导轨的外形为导轨的外形，常见导轨的外形为U形，还可形，还可以为圆形、三角形等；以为圆形、三角形等；2导轨的闭合性：导轨本身可以不闭合，也导轨的闭合性：导轨本身可以不闭合，也可闭合；可闭合；3导轨电阻：电阻不计、均匀分布或部分有导轨电阻：电阻不计、均匀分布或部分有电阻、串联外电阻；电阻、串联外电阻；4导轨的放置：程度、竖直、倾斜放置等导轨的放置：程度、竖直、倾斜放置等二、对于金属棒二、对于金属棒1金属棒的受力情况：受安培力以外的拉金属