高考物理复习第轮课件法拉第电磁感应定律及应用

高考物理复习第轮课件法拉第电磁感应定律及应用一、感应电动势的产生及其大小计算1.感应电动势：电磁感应现象中产生的电动势.2.法拉第电磁感应定律(1)内容：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比.2(2)公式：对于n匝线圈有

(3)法拉第电磁感应定律求的是Δt时间内的平均感应电动势.3.导体切割磁感线产生的感应电动势长度为L的导体在磁感应强度为B的匀强磁场中以速度v做切割磁感线运动时，产生感应电动势的大小是：E=BLvsinθ(θ是B与v之间的夹角).3(1)上式适用导体平动，L垂直v、B.(2)公式中L是导体切割磁感线的有效长度.θ是v与B的方向夹角，若θ=90°(v⊥B)时，则E=BLv；若θ=0°(v∥B)时，则E=0.44.转动产生的感应电动势如图12-2-1，磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直于纸面向外，长L的金属棒Oa以O为轴在该平面内以角速度ω逆时针匀速转动.在应用感应电动势的公式时，其中的速度v应该指导线上各点的平均速度，即金属棒中点的速度，因此有(只适用导体棒绕一个端点垂直磁感线匀速转动切割).5图12-2-1一个共有10匝的闭合矩形线圈，总电阻为10Ω、面积为2，置于水平面上.若线框内的磁感应强度在内，由垂直纸面向里，从均匀减少到零，再反向均匀增加到2.4T.则在此时间内，线圈内导线中的感应电流大小为

A，从上向下俯视，线圈中电流的方向为

时针方向.68顺由于磁感应强度均匀变化，在内磁场的方向发生了一次反向.设垂直纸面向外为正方向，ΔB=B2-（-B1）=B2+B1,根据法拉第电磁感应定律根据闭合电路欧姆定律7应用楞次定律时，特别要注意感应电流的磁场阻碍的是引起感应电流的磁通量的变化.不能把“阻碍变化”简单地理解为原磁场均匀减少，电流就是顺时针，原磁场均匀增加，感应电流就是逆时针.应用楞次定律解题要先判断原磁通的方向及其变化趋势，再用“阻碍变化”的原则来判断感应电流的磁场的方向，最后用安培定则来判断感应电流的方向.8二、自感现象及自感电动势1.自感现象：当导体中电流发生变化时，导体本身就产生感应电动势，这个电动势总是阻碍导体中原来电流的变化的，这种由于导体本身电流发生变化而产生的电磁感应现象叫自感现象.92.自感电动势和自感系数（1）自感电动势：式中为电流的变化率，L为自感系数.自感电动势的作用总是要阻碍导体中原电流的变化，但它不能使过程停止即阻止，只是延缓了过程的进行，更不能使过程反向.它的大小与电流的变化率成正比.10（2）自感系数：自感系数的大小由线圈本身的特性决定.线圈越长，单位长度的匝数越多，截面积越大，自感系数越大.若线圈中加有铁芯，自感系数将大大增加.113.日光灯1.日光灯管的构造和工作原理（1）日光灯的工作原理图如图12-2-2所示.（2）主要组成及其作用：①镇流器：其作用是利用自感现象，在灯开始点燃时起产生瞬时高压的作用；在日光灯正常发光时起降压限流的作用.12图12-2-2②日光灯管：它要使管内汞蒸气导电才能发光，而激发气体导电所需的电压比220V的电源电压大得多.当它被点燃后正常发光时电阻变得很小只允许通过不大的电流，电流过强就会烧毁灯管，这时又要使加在它上的电压小于电源电压.13③启动器：是一个充有氖气的小玻璃泡.里面装上两个电极，一个固定不动的静触片和一个用双金属片制成的U形触片.其作用是：利用氖管的辉光放电，自动把电路接通和断开.14如图12-2-3所示是日光灯的构造示意图.若按图示的电路连接.关于日光灯发光的情况下列叙述中正确的是（）15图12-2-3CA.S1接通，S2、S3断开，日光灯就能正常发光B.S1、S2接通，S3断开，日光灯就能正常发光C.S3断开，接通S1、S2后，再断开S2，日光灯就能正常发光D.当日光灯正常发光后，再接通S3日光灯仍能正常发光16S1接通，S2、S3断开，电源电压220V加在灯管两端，不能使气体电离，日光灯不能发光.选项A错误；S1、S2接通，S3断开，灯丝两端被短路，电压为零，日光灯不能发光，选项B错；当日光灯正常发光后，再接通S3则镇流器被短路，灯管两端电压过高会损坏灯管，选项D错误；17S3断开，S1、S2接通，灯丝被预热，发出电子，再断开S2，镇流器中产生很大的自感电动势，和原来电压一起加在灯管两端，使气体电离，日光灯正常发光，选项C正确.18图12-2-6为一种早期发电机原理示意图，该发电机由固定的圆形线圈和一对用铁芯连接的圆柱形磁铁构成，两磁极相对于线圈平面对称，在磁极绕转轴匀速转动过程中，磁极中心在线圈平面上的投影沿圆弧XOY运动，(O是线圈中心)，则()19D图12-2-6A.从X到O,电流由E经G流向F，先增大再减小B.从X到O,电流由F经G流向E，先减小再增大C.从O到Y,电流由F经G流向E，先减小再增大D.从O到Y,电流由E经G流向F，先增大再减小考查电磁感应、楞次定律.20在磁极绕转轴从X到O匀速转动，穿过线圈平面的磁通量向上增大，根据楞次定律可知线圈中产生顺时针方向的感应电流，电流由F经G流向E，又导线切割磁感线产生感应电动势E感=BLv，导线处的磁感应强度先增后减可知感应电动势先增加后减小、则电流先增大再减小，AB均错.21在磁极绕转轴从O到Y匀速转动，穿过线圈平面的磁通量向上减小，根据楞次定律可知线圈中产生逆时针方向的感应电流，电流由E经G流向F，又导线切割磁感线产生感应电动势E感=BLv，导线处的磁感应强度先增后减可知感应电动势先增加后减小、则电流先增大再减小，C错、D对.22

如图12-2-7，金属棒ab置于水平放置的U形光滑导轨上，在ef右侧存在有界匀强磁场B，磁场方向垂直导轨平面向下，在ef左侧的无磁场区域cdef内有一半径很小的金属圆环L，圆环与导轨在同一平面内.当金属棒ab在水平恒力F作用下从磁场左边界ef处由静止开始向右运动后，圆环L有

(填收缩、扩张)趋势，圆环内产生的感应电流

(填变大、变小、不变).23图12-2-7收缩变小由于金属棒ab在恒力F的作用下向右运动，则abcda回路中产生逆时针方向的感应电流，则在圆环处产生垂直于纸面向外的磁场，随着金属棒向右加速运动，圆环的磁通量将增大，依据楞次定律可知，圆环将有收缩的趋势以阻碍圆环的磁通量增大；24又由于金属棒向右运动速度越来越大，产生的感应电流也越来越大，受到的安培力逐渐增大，金属棒ab的合外力减小，加速度减小，单位时间内圆环中磁通量的变化率减小，所以在圆环中产生的感应电流不断减小.25如图12-2-8电路中，自感线圈电阻很小(可忽略不计)，自感系数很大.A、B、C是三只完全相同的灯泡.则S闭合后()闭合瞬间，只有B灯和C灯亮闭合瞬间，A灯最亮，B灯和C灯亮度相同闭合后过一会儿，A灯逐渐变暗，最后完全熄灭闭合后过一会儿，B、C灯逐渐变亮，最后亮度相同26图12-2-8BCD考查自感现象.S闭合的瞬间，L感抗很大，相当于断路，此刻仅A、B、C接在电路中，B、C并联再与A灯串联，故A灯上分配电压大，A、B、C三个灯同时发亮，A灯最亮.故选项A错误、选项B正确；S闭合后，L逐渐趋于稳定，即L的感抗逐渐减小，最后完全消失.由于L的电阻可忽略不计，因此，此时L对A相当于短路，所以灯A逐渐变暗，最后熄灭，而B、C灯逐渐变亮，最后亮度相同，故选项C、D都正确.27如图12-2-9所示，L是自感系数足够大的线圈，其直流电阻可以忽略不计，D1和D2是两个相同的灯泡，若将电键K闭合，待灯泡亮度稳定后再断开电键K，则()28图12-2-9ACA.电键K闭合时，灯泡D1和D2同时亮，然后D1会变暗直到不亮，D2更亮B.电键K闭合时，灯泡D1很亮，D2逐渐变亮，最后一样亮C.电键K断开时，灯泡D2随之熄灭,而D1会亮一下才熄灭D.电键K断开时，灯泡D1随之熄灭，而D2会亮一下才熄灭29电键K闭合时，L会产生E自从而阻碍电流增大，D1和D2同时亮，随着电流趋于稳定，L中的E自逐渐减小，最后L会把D1短路，D1不亮，而D2两端电压会增大而更亮.当K断开时，D2中因无电流会随之熄灭，而L中会产生E自，与D1构成闭合回路，D1会亮一下.30如图12-2-10所示，闭合导线框的质量可以忽略不计，将它从如图所示的位置匀速拉出匀强磁场.若第一次用时间拉出，外力所做的功为W1，通过导线截面的电量为q1；第二次用时间拉出，外力所做的功为W2，通过导线截面的电量为q2，则()A.W1<W2，q1<q2B.W1<W2，q1=q2C.W1>W2，q1=q2D.W1>W2，q1>q231图12-2-10C综合考查电磁感应与功.设线框长为L1，宽为L2，第一次拉出速度为v1，第二次拉出速度为v2，则v1=3v2.匀速拉出磁场时，外力所做的功恰等于克服安培力所做的功，有W1=F1·L1=BI1L2L1=B2L22L1v1/R，同理W2=B2L22L1v2/R，32故W1>W2；又由于线框两次拉出过程中，磁通量的变化量相等，即ΔΦ1=ΔΦ2，由q=ΔΦ/R，得：q1=q2故正确答案为选项C.33如图12-2-11所示，一边长为50cm的正方形导线框，