高考物理一轮复习学案：法拉第电磁感应定律　自感和涡流

编号:53高三物理(理)第=page1*2-11页(共4页)高三物理(理)第=page1*22页(共4页)选择性必修第二册第二章电磁感应10.2法拉第电磁感应定律自感和涡流学案53学案姓名_______班级_______学号_______【复习目标】1、识记法拉第电磁感应定律。2、识记导体棒切割磁感线产生感应电动势的各种情况。3、说出自感和涡流的概念和发生的原理。4、再认法拉第电磁感应定律的决定因素和应用。5、再认导体切割磁感线产生感应电动势的计算方式。6、再认自感现象的应用【复习重点】法拉第电磁感应定律的决定因素和应用；2、导体切割磁感线产生感应电动势的计算方式；【复习难点】1、法拉第电磁感应定律的决定因素和应用；2、导体切割磁感线产生感应电动势的计算方式；易错易混点：1．注意公式E＝neq\f(ΔΦ,Δt)求解的是一个回路中某段时间内的平均电动势，在磁通量均匀变化时，瞬时值才等于平均值。2．注意利用公式E＝nSeq\f(ΔB,Δt)求感应电动势时，S为线圈在磁场范围内的有效面积。3．通过回路截面的电荷量q仅与n、ΔΦ和回路电阻R有关，与时间长短无关。【知识点归纳】一．感应电动势(1)概念：在电磁感应现象中产生的。①感生电动势：由于而激发出感生电场，由感生电场而产生的感应电动势。②动生电动势：由于而产生的感应电动势。(2)条件：无论电路是否闭合，只要穿过电路的发生变化，电路中就一定有感应电动势。(3)与感应电流的关系：遵守闭合电路欧姆定律，即I＝eq\f(E,R＋r)。二．法拉第电磁感应定律(1)定律内容：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的成正比。(2)公式：E=。其中n为线圈的匝数。三、自感和涡流1．自感现象(1)概念：由于导体本身的变化而产生的电磁感应现象称为自感，由于自感而产生的感应电动势叫作。(2)表达式：E＝Leq\f(ΔI,Δt)。(3)自感系数L①相关因素：与线圈的、形状、以及是否有有关。②单位：亨利H(1mH＝10－3H,1μH＝10－6H)。2．涡流当线圈中的电流发生变化时，在它附近的任何导体中eq\a\vs4\al(都会)产生，这种电流像水的旋涡所以叫作eq\a\vs4\al(涡流)。(1)电磁阻尼：当导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受到，安培力的方向总是导体的运动。(2)电磁驱动：如果磁场相对于导体运动，在导体中会产生使导体受到安培力的作用，安培力使导体运动起来。交流感应电动机就是利用的原理工作的。(3)电磁阻尼和电磁驱动的原理体现了的推广应用。(判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”)1．线圈中的磁通量越大，产生的感应电动势越大。()2．线圈的匝数越多，磁通量越大，产生的感应电动势也越大。()3．导体在磁场中运动速度越大，产生的感应电动势越大。()4．对于同一线圈，当电流变化越快时，线圈中的自感电动势越大。()5．自感电动势阻碍电流的变化，但不能阻止电流的变化。()【典型例题】考点一、法拉第电磁感应定律的理解和应用学法指导：磁通量的公式，欧姆定律。例题1、(多选)如图甲所示，abcd是匝数为100匝、边长为10cm、总电阻为0.1Ω的正方形闭合导线圈，放在与线圈平面垂直的匀强磁场中(如图)，磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示，则以下说法正确的是()A．导线圈中产生的是交变电流B．在t＝2.5s时导线圈产生的感应电动势为1VC．在0～2s内通过导线横截面的电荷量为20CD．在t＝1s时，导线圈内电流的瞬时功率为10W考点二、导体切割磁感线产生感应电动势的计算学法指导：动生电动势、左手定则、受力分析例题2、如图所示，光滑的平行水平金属导轨MN、PQ相距l，在M点和P点间连接一个阻值为R的电阻，在两导轨间cdfe矩形区域内有垂直导轨平面竖直向上、宽为d的匀强磁场，磁感应强度为B。一质量为m、电阻为r、长度也刚好为l的导体棒ab垂直搁在导轨上，与磁场左边界相距d0。现用一个水平向右的力F拉棒ab，使它由静止开始运动，棒ab离开磁场前已做匀速直线运动，棒ab与导轨始终保持良好接触，导轨电阻不计，F随ab与初始位置的距离x变化的情况如图，F0已知。求：(1)棒ab离开磁场右边界时的速度；(2)棒ab通过磁场区域的过程中整个回路所消耗的电能；(3)d0满足什么条件时，棒ab进入磁场后一直做匀速运动。考点三、自感现象的理解和应用学法指导：自感与互感现象。例题3、如图所示，图甲和图乙是教材中演示自感现象的两个电路图，L1和L2为电感线圈．实验时，断开开关S1瞬间，灯A1突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关S2，灯A2逐渐变亮．而另一个相同的灯A3立即变亮，最终A2与A3的亮度相同．下列说法正确的是()A．图甲中，A1与L1的电阻值相同B．图甲中，闭合S1，电路稳定后，A1中电流大于L1中电流C．图乙中，变阻器R与L2的电阻值相同D．图乙中，闭合S2瞬间，L2中电流与变阻器R中电流相等知识结构构建自感中“闪亮”与“不闪亮”问题与线圈串联的灯泡与线圈并联的灯泡电路图通电时电流逐渐增大，灯泡逐渐变亮电流突然增大，然后逐渐减小达到稳定断电时电流逐渐减小，灯泡逐渐变暗，电流方向不变电路中稳态电流为I1、I2：①若I2≤I1，灯泡逐渐变暗；②若I2＞I1，灯泡闪亮后逐渐变暗。两种情况下灯泡中电流方向均改变【训练检测】1．(多选)如图所示，S和P是半径为a的环形导线的两端点，OP间电阻为R，其余电阻不计，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直环面，金属棒OQ与环形导线接触，以角速度ω绕O点无摩擦匀速转动时，则()A．电阻R两端的电压为eq\f(Bωa2,2)B．电阻R消耗的功率为eq\f(B2ω2a4,4R)C．金属棒受的安培力为eq\f(B2ωa2,2R)D．外力对OQ做功的功率为eq\f(B2ω2a4,2R)2、(多选)如图所示，长为L的细金属棒OP固定在顶角为2θ的塑料圆锥体的侧面上，当圆锥体绕其轴OO′以角速度ω在磁感应强度大小为B、方向水平向右的匀强磁场中匀速转动时，下列说法中正确的是()A．OP旋转经过a或c位置时，两端电势差为零B．OP旋转经过b或d位置时，两端电势差为零C．OP旋转经过a或c位置时，两端电势差最大，最大值为eq\f(1,2)BωL2sinθcosθD．OP旋转经过a或c位置时，两端电势差最大，最大值为eq\f(1,2)BωL2cos2θ3.(多选)如图所示的电路中，L为一个自感系数很大、直流电阻不计的线圈，D1、D2是两个完全相同的电灯，E是内阻不计的电源。t＝0时刻，闭合开关S。经过一段时间后，电路达到稳定，t1时刻断开开关S。I1、I2分别表示通过电灯D1和D2的电流，规定图中箭头所示方向为电流正方向，以下各图中能定性描述电流I随时间t变化关系的是()4.(多选)空间存在一方向与纸面垂直、大小随时间变化的匀强磁场，其边界如图甲中虚线MN所示。一硬质细导线的电阻率为ρ、横截面积为S，将该导线做成半径为r的圆环固定在纸面内，圆心O在MN上。t＝0时磁感应强度的方向如图甲所示；磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示。则在t＝0到t＝t