山东省冠县武训高级中学高三物理复习课件法拉第电磁感应定律

9.2法拉第电磁感应定律及其应用高三总复习选修3-2z````x``x```k+感生电场感生电场使自由电荷运动洛伦兹力使自由电荷运动产生感应电动势的那部分导体就相当于电源．导体的电阻相当于电源的内阻一二、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z``x``xk2．公式：【例】关于电路中感应电动势的大小，下列说法正确的是(

)A．穿过电路的磁通量越大，感应电动势就越大B．电路中磁通量的改变量越大，感应电动势就越大C．电路中磁通量改变越快，感应电动势就越大D．若电路在某时刻磁通量为零，则该时刻感应电动势一定为零（1）感应电动势正比于磁通量的变化率，与、无直接关系。√（2）磁通量的变化常由B的变化或S的变化两种情况引起(3)由E=n/t计算出的是t时间内的平均感应电动势。【例】单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴垂直于磁场。若线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如图所示，则：()A、线圈中0时刻感应电动势最大B、线圈中D时刻感应电动势为零C、线圈中D时刻感应电动势最大D、线圈中0到D时间内平均感应电动势为0.4V二、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．公式：（1）感应电动势正比于磁通量的变化率，与、无直接关系。Φ/10-2Wbt/sABD0120.1√√√√√【例】如图所示，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．通过回路截面的电荷量q仅与n、和回路电阻R有关，与时间长短无关。推导如下：通过回路截面的电荷量q仅与n、和回路电阻R有关，与时间长短无关。推导如下：【例】(2009·广东物理卷)如图(a)所示，一个电阻值为R，匝数为n的圆形金属线圈与阻值为2R的电阻R1连结成闭合回路．线圈的半径为r1.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匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图(b)所示．图线与横、纵轴的截距分别为t0和B0，导线的电阻不计．在0至t1时间内求：(1)通过电阻R1上的电流大小和方向．(2)通过电阻R1上的电量q及电阻R1上产生的热量．3．导体切割磁感线产生的电动势E＝Blv若v为瞬时速度，则E为相应的瞬时感应电动势，若v为平均速度，则E为平均感应电动势公式中的L为有效切割长度，即导体与v垂直的方向上的投影长度．二、法拉第电磁感应定律（B、l、v相互垂直）E=BLcdsinβv若速度为v1,则E=2BRv若速度为v2,则E=0【例】(2010·课标全国卷)如图所示，两个端面半径同为R的圆柱形铁芯同轴水平放置，相对的端面之间有一缝隙，铁芯上绕导线并与电源连接，在缝隙中形成一匀强磁场．一铜质细直棒ab水平置于缝隙中，且与圆柱轴线等高、垂直．让铜棒从静止开始自由下落，铜棒下落距离为0.2R时铜棒中电动势大小为E1，下落距离为0.8R时电动势大小为E2.忽略涡流损耗和边缘效应．关于E1、E2的大小和铜棒离开磁场前两端的极性，下列判断正确的是A．E1＞E2，a端为正B．E1＞E2，b端为正C．E1＜E2，a端为正D．E1＜E2，b端为正√【例】(2010·山东卷)如图所示，空间存在两个磁场，磁感应强度大小均为B，方向相反且垂直纸面，MN、PQ为其边界，OO′为其对称轴．一导线折成边长为l的正方形闭合回路abcd，回路在纸面内以恒定速度v0向右运动，当运动到关于OO′对称的位置时(

)A．穿过回路的磁通量为零B．回路中感应电动势大小为2Blv0C．回路中感应电流的方向为顺时针方向D．回路中ab边与cd边所受安培力方向相同√√√【例】如图刺所示糊，在辉跟匀杠强磁状场垂移直的消平面伙内放焦置一释个折包成锐蒙角的程裸导峡线MO纲N，∠MO否N＝α.在它羽上面雀搁置灾另一昨根与ON垂直灰的导巷线PQ，PQ紧贴MO、ON并以尺平行厚于ON的速柿度v从顶宝角O开始瓜向右假匀速皱滑动辜，设涝裸导羡线MO鹊N和导旅线PQ单位脸长度孩的电祝阻为R0，磁驰感应强度送为B，求第回路记中的得感应耀电流须．【例】如图瘦所示岗，等恢腰三毁角形林内分梁布有扁垂直行于纸炉面向访外的肾匀强忙磁场闪，它诞的底求边在x轴上骄且长牛为2L，高必为L.纸面嫁内一抚边长栏为L的正公方形烫导线裤框沿x轴正讯方向古做匀排速直粉线运乒动穿验过匀鼠强磁傍场区给域，锤在t＝0时刻提恰好五位于判图中粱所示喷的位户置．爆以顺纳时针英方向反为导商线框笔中电刚流的炼正方前向，定下面窝四幅朗图中壳能够犬正确情表示第电流—位移(I－x)关系解的是(泻)√5．导慌体转醒动切垒割磁怎感线当导妥体在夹垂直望于磁泻场的催平面杨内，版绕一澡端以昨角速睛度ω匀速碍转动疫时，方如图二、披法拉饺第电影磁感念应定讯律【例】一直职升飞据机停抵在南骨半球词的地洒磁极啦上空评。该灰处地廉磁场酸的方控向竖羽直向篮上，彻磁感棕应强排度为B。直啄升飞历机螺东旋桨残叶片婶的长偷度为l，螺准旋桨法转动犹的频希率为f，顺抛着地辨磁场伙的方堵向看啦螺旋拿桨，拍螺旋疼桨按戏顺时筝针方挎向转脱动。叶螺旋名桨叶蝴片的痰近轴狗端为a，远篇轴端建为b，如树图所辰示。捡如果仍忽略a到转彼轴中葱心线莫的距喝离，膜用ε表示员每个垮叶片船中的妻感应简电动手势，督则A.众ε=π喘fl2B，且a点电堂势低各于b点电美势B.恩ε=2愈πf材l2B，且a点电异势低便于b点电工势C.泉ε=π诵fl2B，且a点电用势高剂于b点电茄势D.文ε=2山πf卸l2B，且a点电怠势高沫于b点电虑势√√【例】如图缸所示融，一鹿导体萌圆环盼位于艘纸面剂内，O为圆绩心．选环内劫两个嚼圆心胀角为90双°的扇棋形区岔域内组分别替有匀象强磁碰场，烧两磁冒场磁所感应征强度局的大禽小相貌等，辩方向盖相反刻且均凡与纸虚面垂长直．守导体夹杆OM可绕O转动扩，M端通也过滑役动触版点与割圆环贸良好门接触辉．在浇圆心绑和圆黑环间塌连有弦电阻R.杆OM以匀无角速恢度ω逆时睁针转名动，t＝0时恰吧好在耐图示所位置岸．规岗定从a到b流经此电阻R的电躲流方界向为齿正，俗圆环企和导确体杆乐的电士阻忽巡寿略不绣计，佛则杆黄从t＝0开始裕转动消一周绪的过辫程中鉴，电灿流随ωt变化者的图析象是抄图中洽的()1．定揉义：2．效日果：3．自东感电手动势三．骂自感佣现象自感宗电流佣总是阻碍线圈险中原科电流藏的变急化当自村感电霉流是宿由原闸电流羞的增遵强引校起时(如通巷电)，自越感电傍流的障方向送与原闹电流露方向袭相反蝇；当自亡感电心流是蔽由原反电流挽的减顷少引跳起时(如断斩电)，自棍感电罩流的槽方向册与原习电流榨方向定相同浮．由于录线圈本身的电璃流发衰生变壤化而劝在它浩本身锁激发盯出感害应电早动势覆的现诉象．L为自家感系趴数（印单位衫：亨利H），由线吐圈本象身的疲特性踏决定线圈堤越粗创、越当长、千匝数坐越密州，它涂的自底感系腊数就场越大纱，此外兵线圈争中加担入铁雅芯，战自感杨系数甩也会跪增大；自感拉电动诸势的欲大小挡取决文于自萍感系仔数和衬线圈宣本身幻玉电流掏变化薪的快捎慢．通电自感断电自感电路图器材要求A1、A2同规格，R＝RL，L较大L很大(有铁芯)现象原因能量转化在S闭合止瞬间装，A2灯立使即亮耀起来逃，A1灯逐膛渐变大亮，风最终迁一样姥亮在开牲关S断开部时，衫灯A渐渐糊熄灭由于别开关片闭合论时，尺流过察电感丢线圈搂的电牙流迅撑速增猾大，裂使线及圈产范生自脆感电丙动势挽，阻闷碍了裤电流控的增植大，泰使流密过A1灯的堆电流说比流福过A2灯的竞电流功增加功得慢S断开达时，兵线圈L产生化自感哗电动愧势，组阻碍墙了电宗流的晃减小珍，使何电流唐继续拢存在计一段畜时间匀；灯A中不蛮会立贫即熄令灭若RL<RA，原伍来的IL>IA，则A灯熄悼灭前亩要闪蛛亮一供下．若RL≥RA，原宿来的叫电流IL≤IA，则均灯A逐渐床熄灭既，不崇再闪烛亮一先下（A中电匪流反民向）电能迈转化兄为磁是场能磁场衬能转浪化为极电能【例】在如遭图所呜示的青电路办中，a、b为两论个完恩全相填同的睡灯泡象，L为自华感线贷圈，E为电盆源，S为开失关。创关于词两灯艰泡点胃亮和乎熄灭每的先暴后次日序，械下列劣说法编正确待的是(竖)A.合上等开关约，a先亮装，b后亮滋；断享开开匹关，a、b同时劝熄灭B.合上盲开关恩，b先亮守，a后亮热；断如开开吉关，a先熄送灭，b后熄洽灭C.合上印开关倦，b先亮烈，a后亮爸；断标开开市关，a、b同时差熄灭D.合上叼开关懒，a、b同时残亮；赤断开图开关奔，b先熄焰灭，a后熄静灭√【例】如图讯所示眠，E为电田池，L是电付阻可企忽略贞不计、销自感狮系数潜足够葡大的垂线圈食，D1、D2是两夸个规格相箱同的出灯泡邻，S是控笨制电敏路的从开关挑．对僻于这个电芹路，肯下列竖说法廊正确泼的是()A.刚闭饿合S的瞬皇间，数通过D1、D2的电胖流大皇小相毕等B.刚闭霜合S的瞬油间，假通过D1、D2的电括流大晌小不满相等C.闭合S待电危路达则到稳虫定，D1熄灭惧，D2比原阶来更维亮D.闭合S待电格路达卖到稳院定，姻再将S断开胳瞬间薄，D2立即陵熄灭即，D1闪亮症一下能再熄坊灭理想绝线圈(无直丙流电只阻的冠线圈)的三佩个状禁态:通电捐瞬间山状态:通电造稳定举状态:断电嘉瞬间团状态:应把泊线圈命看成膜断开捞；可把慢理想腔线圈久看成闭导线川或被恋短路充；可视马为一常瞬间疼电流转源(自感斤电动阁势源)，它境可以蠢使闭臂合电蚁路产和生电没流．√√√【例】(2倍01雅1·徐州机模拟)如图理所示飞，A、B、C是相同呈的白瓣炽灯企，L是自风感系每数很涛大、久电阻话很小裹的自感互线圈愈．现护将S闭合唇，下香面说纱法正迅确的虎是()A．B、C灯同召时亮们，A灯后恒亮B．A、B、C灯同梢时亮大，然千后A灯逐劲渐变朝暗，窑最后盛熄灭C．A灯一梁直不哲亮，精只有B灯和C灯亮D．A、B、C灯同贝时亮麦，并纲且亮相暗没沸有变撇化理想尿线圈(无直俊流电湾阻的完线圈)的三超个状锐态:通电绿瞬间悬状态:通电创稳定卖状态:断电溜瞬间竞状态:应把展线圈卧看成罢断开街；可把徐理想买线圈站看成慎导线暴或被艇短路对；可视租为一展瞬间萍电流落源(自感盒电动血势源)，它揪可以醒使闭车合电李路产伴生电币流．√【例】(2投00响8·江苏妇卷)如图籍所示江的电驻路中殃，三位个相涉同的义灯泡a、b、c和电挽感L1、L2与直云流电脊源连译接，篮电感脉的电即阻忽祸略不赵计．肿开关S从闭扫合状筝态突唱然断迅开时妇，下茧列判赖断正补确的位有A．a先变捞亮，超然后煮逐渐磁变暗B．b先变临亮，姜然后退逐渐增变暗C．c先变婆亮，疏然后练逐渐熊变暗D．b、c都逐伸渐变匹暗√√理想阔线圈(无直梨流电撑阻的路线圈)的三粘个状牙态:通电妖瞬间敏状态:通电姻稳定漠状态:断电岗瞬间斜状态:应把急线圈楚看成卸断开眼；可把特理想蹈线圈闯看成共导线烤或被等短路救；可视扰为一瞎瞬间孝电流泉源(自感扁电动富势源)，它恒可以御使闭劈燕合电伞路产组生电环流．【例】如图宪所示浮，电帮路原盗来接幻玉通，棉在t0时刻龟断开敏开关删，则R中电加流随厨时间抗变化西的情穿况可稼能是哭下列廉选项慌中的()【例】(2巩01克0·江苏枕卷)如图非所示带的电帮路中鬼，电冰源的敏电动炭势为E，内柿阻为r，电组感L的电足阻不撇计，叮电阻R的阻可值大庭于灯进泡D的阻令值．鼻在t＝0时刻吨闭合梅开关S，经占过一云段时洋间后驴，在t＝t1时刻叔断开S.下列雾表示A、B两点誓间电什压UAB随时锯间t变化棉的图强象中磁，正叨确的嫂是()√√√五、心互感两个杯互相出靠近跃的线极圈，办当一衬个线租圈中昨的电扇流变励化时租，它兆所产倚生的望变化挪的磁场会在挑另一怪个线魄圈中严产生感应扔电动扇势的现呆象．变压烛器就予是利绸用互感现象宜制成赢的互感涨现象俘可以山把能量由一芹个线以圈传纹递到声另一狭个线鸦圈当线否圈中揭的电典流发畜生变卵化时陕，在夜它附绘近的宜任何产导体册中都会产敲生像水的者旋涡状的户感应归电流煌．六．普涡流～1.金属造块中杨的涡央流也室要产亚生热量,如果藏金属臣的电需阻率魄小，谎则涡达流很点强，河产生御的热妖量也膊很多陡。2.增大翅铁芯盼材料面的电转阻率,常用询的材冬料是音硅钢弯，用互挤相绝肤缘的手硅钢为片叠墙成的述铁芯旬来代运替整男块硅找钢铁恢芯。3.应用(1梳)真空育冶炼敞炉，纵高频慎焊接电源焊接处待焊贱接元珍件线圈贵导线(2殿)电磁服灶(3狗)金属溪探测粉器安镰检门V当导朽体在脊磁场通中运例动时初，感厚应电灰流会群使导稼体受陕到安绪培力惹，安盐培力弱的方悦向总皂是阻碍导体互的运值动的现象．4．电诉磁阻午尼微安春表的蠢表头区在运揭输时饺应该诸把两博个接茎线柱仁连在项一起5．电坡磁驱蜡动如果焰磁场然相对杰于导泥体转井动，瓣在导光体中跳会产话生感先应电盗流，博感应绢电流泉使导萄体受铅到安培轨力的作范用，安培基力使导洽体运献动起翅来，份这种巨作用维称为电磁独驱动贡．交流叨电动风机就淡是利脂用电磁怨驱动的原振理制已成的割．14．下榴列做妈法中脾可能宗产生演涡流州的是()A．把床金属孝块放陪在匀园强磁植场中B．让制金属俭块在始匀强雪磁场拨中做汇匀速蛾运动C．让撒金属中块在纷匀强拨磁场域中做刷变速跟运动D．把覆金属鸟块放巾在变臭化的谅磁场挪中D