2011届龙门亮剑高三物理一轮复习： 电磁感应 第2单元法拉第电磁感应定律自感和涡流

1、第2单元法拉第电磁感应定律自感和涡流电磁感应现象电源电源的内阻闭合电路欧姆变化率BLv三、互感、自感和涡流1互感现象两个互相靠近的线圈，当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的磁场会在另一个线圈中产生_的现象互感现象可以把_由一个线圈传递到另一个线圈，变压器就是利用_现象制成的2自感现象由于导体本身的_发生变化而产生的电磁感应现象感应电动势互感电流能量亨利(H)大小103106 4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生像_状的感应电流5电磁阻尼当导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受到安培力的作用，安培力的方向总是_导体的运动的现象水的旋涡阻碍6电磁驱动如果磁场相对于导体

2、转动，在导体中会产生感应电流，感应电流使导体受到_的作用，_使导体运动起来的现象交流电动机就是利用_的原理制成的安培力安培力电磁驱动 自感作用延缓了电路中电流的变化，使得在通电瞬间含电感的电路相当于断路；断电时电感线圈相当于一个电源，通过放电回路将储存的能量释放出来对法拉第电磁感应定律的理解 如右图所示，导线全部为裸导线，半径为r的圆内有垂直于圆平面的匀强磁场，磁感应强度为B，一根长度大于2r的导线MN以速度v在圆环上无摩擦地自左端匀速滑到右端，电路的固定电阻为R，其余电阻不计，求MN从圆环的左端滑到右端的过程中电阻R上的电流的平均值和通过电阻R的电荷量 【解析】MN做切割磁感线运动，有效切割

3、长度在不断变化，用EBlv难以求得平均感应电动势，从另一角度看，回路中的磁通量在不断变化，利用法拉第电磁感应定律可以求平均感应电动势 有一面积为S100 cm2的金属环，电阻为R0.1 ，环中磁场的变化规律如右图所示，且磁场方向垂直环向里，在t1到t2时间内，通过金属环的电荷量是多少？【答案】0.01 C电动势的两种求法 (1)对公式EBLv，要在理解的根底上应用，不能随便代入数据如果B、L、v中任意两个量平行，那么导体在磁场中运动时不切割磁感线，E0.(2)假设导线是曲线，那么L应是导线的有效长度，即当导线垂直切割磁感线时，导线两端点的连线在垂直于v方向上的投影长度 (15分)如右图所示，两

4、根平行的金属导轨固定在水平桌面上，每根导轨每米的电阻为r00.10 /m.导轨的端点P、Q用电阻可忽略的导线相连，两导轨间的距离l0.20 m有随时间变化的匀强磁场垂直于桌面，磁感应强度B与时间t的关系为Bkt，比例系数k0.020 T/s.一电阻不计的金属杆可在导轨上无摩擦地滑动，在滑动过程中保持与导轨垂直在t0时刻，金属杆紧靠在P、Q端，在外力作用下，杆以恒定的加速度从静止开始向导轨的另一端滑动，求在t0.60 s时金属杆所受的安培力【思维通道】金属杆产生电动势，磁场变化产生感生电动势，回路中的总电动势大小等于动生电动势和感生电动势之和【答案】1.44104 N 解答此题的关键是要能分析出

5、回路中存在着两个感应电动势由磁感应强度的变化引起的感生电动势和由金属杆切割磁感线产生的动生电动势，并且要分析清楚这两个电动势在回路中极性间的关系，即是同向的还是反向的 如右图所示，固定于水平桌面上的金属框架cdef，处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒ab搁在框架上，可无摩擦滑动此时abed构成一个边长为l的正方形，棒的电阻为R，其余局部电阻不计开始时磁感应强度为B0.(1)假设从t0时刻起，磁感应强度均匀增加，每秒增量为k，同时保持棒静止，求棒中的感应电流的大小及方向；(2)在上述(1)情况中，始终保持棒静止，当tt1时需加的垂直于棒的水平拉力为多大？(3)假设从t0时刻起，磁感应强度逐渐减小，

6、当棒以恒定速度v向右做匀速运动时，可使棒中不产生感应电流，那么磁感应强度应怎样随时间变化(写出B与t的关系式)?自感现象的分析通电自感断电自感电路图通电自感断电自感器材要求A1、A2同规格，RRL，L较大L很大(有铁芯)现象在S闭合瞬间，灯A2立即亮起来，灯A1逐渐变亮，最终一样亮在开关S断开时，灯A渐渐熄灭或闪亮一下再熄灭通电自感断电自感原因由于开关闭合时，流过电感线圈的电流迅速增大，使线圈产生自感电动势，阻碍了电流的增大，使流过灯A1的电流比流过灯A2的电流增加得慢S断开时，线圈L产生自感电动势，阻碍了电流的减小，使电流继续存在一段时间；灯A中电流反向不会立即熄灭若RLRA，原来的ILIA

7、，则A灯熄灭要闪亮一下若RLRA，原来的电流ILIA，则灯A逐渐熄灭不再闪亮一下能量转化情况电能转化为磁场能磁场能转化为电能 (1)通电时线圈产生的自感电动势阻碍电流的增加且与电流方向相反，此时含线圈L的支路相当于断开(2)断电时线圈产生的自感电动势与原电流方向相同，在与线圈串联的回路中线圈相当于电源，它提供的电流从原来的IL逐渐变小但流过灯A的电流方向与原来相反(3)自感电动势只是延缓了过程的进行，但它不能使过程停止，更不能使过程反向 在如右图所示的电路中，a、b为两个完全相同的灯泡，L为自感线圈，E为电源，S为开关关于两灯泡点亮和熄灭的先后次序，以下说法正确的选项是()A合上开关，a先亮，

8、b后亮；断开开关，a、b同时熄灭B合上开关，b先亮，a后亮；断开开关，a先熄灭，b后熄灭C合上开关，b先亮，a后亮；断开开关，a、b同时熄灭D合上开关，a、b同时亮；断开开关，b先熄灭，a后熄灭【思维通道】分析此类问题应先明确原电流的方向然后判断自感电流的方向及大小变化在断开开关时还要看线圈和用电器能不能形成回路【解析】由于L是自感线圈，当合上S时，自感线圈L将产生自感电动势，阻碍电流的流过，故有b灯先亮，而a灯后亮当S断开时，a、b组成回路，L产生自感电动势阻碍电流的减弱，由此可知，a、b同时逐渐熄灭，应选项C正确【答案】C 解决此类问题的关键：(1)无论是通电自感还是断电自感，都是阻碍引起

9、自感电流的变化(2)当电路中有电感时，假设电路中的电流发生变化，电感的作用总是阻碍电流的变化，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个定值电阻 (2021年高考江苏卷)如右图所示的电路中，三个相同的灯泡a、b、c和电感L1、L2与直流电源连接，电感的电阻忽略不计电键S从闭合状态突然断开时，以下判断正确的有()Aa先变亮，然后逐渐变暗Bb先变亮，然后逐渐变暗Cc先变亮，然后逐渐变暗 Db、c都逐渐变暗【解析】a、b、c三个灯泡相同，设S闭合时通过三个灯泡的电流均是I，那么L1上电流为2I，L2上电流为I，当S断开瞬间，a、b、c三灯上原有电流立即消失，L1的电

10、流由2I逐渐减小，L2的电流由I逐渐减小，L1、L2上产生的感应电流方向相同，故b、c两灯的电流逐渐减小，即b、c两灯逐渐变暗，D项正确；两个支路的电流聚集后为2I通过a灯，a灯电流由2I反向减弱，故a灯先变亮再逐渐变暗，即A正确，B、C错误【答案】AD1某闭合回路的磁通量随时间t变化的图象分别如以下图所示，关于回路中产生的感应电动势，以下判断正确的选项是()A图甲回路中，感应电动势不断增大B图乙回路中，感应电动势恒定不变C图丙回路中，0t1时间内的感应电动势小于t1t2时间内的感应电动势D图丁回路中，感应电动势先变小，再变大【答案】BD2如右图所示的电路中，A1和A2是完全相同的灯泡，线圈L

11、的电阻可以忽略，以下说法中正确的选项是()A合上开关S接通电路时，A2先亮，A1后亮，然后一样亮B合上开关S接通电路时，A1和A2始终一样亮C断开开关S切断电路时，A2立刻熄灭，A1过一会儿才熄灭D断开开关S切断电路时，A1和A2都要过一会儿才熄灭【解析】通电瞬间，L中有自感电动势产生，与L在同一支路的灯A1要逐渐变亮，而A2和电源构成回路那么立即亮；稳定后，A1与A2并联，两灯一样亮，断开电键瞬间，L中有自感电动势，相当于电源，与A1、A2构成回路，所以两灯都过一会儿才熄灭【答案】AD3(2021年高考山东理综)如以下图所示，一导线弯成半径为a的半圆形闭合回路虚线MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直于回路所在的平面回路以速度v向右匀速进入磁场，直径CD始终与MN垂直从D点到达边界开始到C点进入磁场为止，以下结论正确的选项是()【答案】ACD4如右图所示，金属杆ab