高考物理复习第10章电磁感应第2讲法拉第电磁感应定律自感涡流

电磁感应第十章第二讲法拉第电磁感应定律自感涡流1/4702关键考点·探究突破03模拟演练·稳基提能栏目导航01基础再现·双基落实04课后回顾·高效练习2/4701基础再现·双基落实1．感应电动势(1)概念：在___________现象中产生电动势(2)产生条件：穿过回路磁通量发生________，与电路是否________无关(3)方向：用________定律或________定则判断一法拉第电磁感应定律电磁感应改变闭合楞次右手3/472．法拉第电磁感应定律(1)内容：闭合电路中感应电动势大小，跟穿过这一电路________________成正比．(2)公式：E＝________，其中n为线圈匝数．(3)感应电流与感应电动势关系：遵照闭合电路欧姆定律，即I＝________.磁通量改变率4/471．如图所表示电路，闭合电路一部分导体ab处于匀强磁场中，磁感应强度为B，ab长度为L，以速度v匀速切割磁感线，试证实导体ab产生感应电动势E＝BLv.二导体切割磁感线产生感应电动势E＝BLv5/472．以下列图几个情况中，金属导体中产生感应电动势是：6/473．如图所表示，长度为l金属杆ab，a端为周定转轴，在磁感应强度为B匀强磁场中，在垂直于B平面内按顺时针方向以角速度ω做匀速圆周运动，试求金属杆中产生感应电动势大小．7/478/47三自感和涡流现象电流大小匝数9/47(4)自感现象“妨碍”作用了解：①流过线圈电流增加时，线圈中产生自感电动势与电流方向________，妨碍电流________，使其迟缓地增加．②流过线圈电流减小时，线圈中产生自感电动势与电流方向________，妨碍电流________，使其迟缓地减小．线圈就相当于电源，它提供电流从原来IL逐步变小．相反增加相同减小10/47(5)对照教材试验：如图所表示，先闭合开关使灯泡发光然后断开开关．①开关闭合时，a、b两点哪点电势高________.②开关断开时，产生感应电动势线圈相当于________，线圈提供感应电流方向是________，此时a、b两点哪点电势高________.③设闭合开关电路稳定时两支路电流分别为IA和IL，若IL≤IA，断开开关时看到现象是灯泡_________________.若IL>IA，断开开关时看到现象是灯泡_________________________.a电源逆时针b逐步熄灭闪亮一下然后熄灭11/472．涡流现象(1)涡流：块状金属放在________磁场中，或者让它在磁场中运动时，金属块内产生漩涡状感应电流．(2)产生原因：金属块内___________改变→感应电动势→感应电流．(3)涡流利用：冶炼金属高频感应炉利用_______________产生焦耳热使金属熔化；家用电磁炉也是利用涡流原理制成．(4)涡流降低：各种电机和变压器中，用涂有绝缘漆硅钢片叠加成铁芯，以降低涡流．改变磁通量强大涡流12/471．判断正误(1)线圈中磁通量越大，产生感应电动势越大．()(2)线圈中磁通量改变越大，产生感应电动势越大．()(3)线圈中磁通量改变越快，产生感应电动势越大．()(4)线圈中电流越大，自感系数也越大．()(5)对于同一线圈，当电流改变越快时，线圈中自感电动势越大．()答案：(1)×(2)×(3)√(4)×(5)√13/472．(人教版选修3—2P17第1题改编)将闭合多匝线圈置于仅随时间改变磁场中，关于线圈中产生感应电动势和感应电流，以下表述正确是()A．感应电动势大小与线圈匝数无关B．穿过线圈磁通量越大，感应电动势越大C．穿过线圈磁通量改变越快，感应电动势越大D．感应电流产生磁场方向与原磁场方向一直相同答案：C14/473．(人教版选修3—2P21第4题改编)如图2所表示，纸面内有一矩形导体线框abcd，置于垂直纸面向里、边界为MN匀强磁场外，线框ab边平行磁场边界MN，线框以垂直于MN速度匀速地完全进入磁场，线框上产生热量为Q1，经过线框导体横截面电荷量为q1，现将线框进入磁场速度变为原来两倍，线框上产生热量为Q2，经过线框导体横截面电荷量为q2，则有()A．Q2＝Q，q2＝q1

B．Q2＝2Q1，q2＝2q1C．Q2＝2Q1，q2＝q1

D．Q2＝4Q1，q2＝2q1答案：A15/474．(人教3－2例题改变)(多项选择)如图是电子感应加速器示意图，上、下为电磁铁两个磁极，磁极之间有一个环形真空室，电子在真空室中做圆周运动．上图为侧视图，下列图为真空室俯视图，电子从电子枪右端逸出(不计初速度)，当电磁铁线圈电流方向与图示方向一致时，使电子在真空室中沿虚线加速击中电子枪左端靶，以下说法中正确是()A．真空室中磁场方向竖直向上B．真空室中磁场方向竖直向下C．电流应逐步减小D．电流应逐步增大答案：AD16/475．如图所表示，在一个光滑金属框架上垂直放置一根长L＝0.4m金属棒ab，其电阻r＝0.1Ω.框架左端电阻R＝0.4Ω.垂直框面匀强磁场磁感应强度B＝0.1T．当用外力使棒ab以速度v＝5m/s向右匀速运动时，ab棒中①产生感应电动势E＝________________________，②经过ab棒电流I＝________________________.③外力大小F＝________________________.④ab棒两端电势差Uab＝________________________，⑤在电阻R上消耗功率PR＝________________________，⑥在ab棒上消耗发烧功率Pr＝________________________，⑦切割运动中产生电功率P＝________________________.答案：0.2V0.4A0.016N0.16V0.064W0.016W0.08W17/471．求解感应电动势方法02关键考点·探究突破考点一法拉第电磁感应定律了解和应用18/4719/47 (·天津卷)如图所表示，两根平行金属导轨置于水平面内，导轨之间接有电阻R.金属棒ab与两导轨垂直并保持良好接触，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下．现使磁感应强度随时间均匀减小，ab一直保持静止，以下说法正确是()A．ab中感应电流方向由b到aB．ab中感应电流逐步减小C．ab所受安培力保持不变D．ab所受静摩擦力逐步减小D20/4721/47应使用方法拉第电磁感应定律解题普通步骤(1)分析穿过闭合电路磁场方向及磁通量改变情况；(2)利用楞次定律确定感应电流方向；(3)灵活选择法拉第电磁感应定律不一样表示形式列方程求解．22/47

(·河北唐山摸底)如图甲所表示，水平放置平行金属导轨连接一个平行板电容器C和电阻R，导体棒MN放在导轨上且接触良好，整个装置放于垂直导轨平面磁场中，磁感应强度B改变情况如图乙所表示(图示磁感应强度方向为正)，MN一直保持静止，则0～t2时间内()A．电容器C电荷量大小一直不变B．电容器Ca板先带正电后带负电C．MN所受安培力大小一直不变D．MN所受安培力方向先向右后向左AD解析：磁感应强度均匀改变，产生恒定电动势，电容器C电荷量大小一直没变，选项A正确，B错误；因为磁感应强度改变，依据楞次定律和左手定则可知，MN所受安培力方向先向右后向左，选项C错误，D正确．23/471．(多项选择)如图所表示，闭合金属导线框放置在竖直向上匀强磁场中，匀强磁场磁感应强度随时间改变．以下说法正确是()A．当磁感应强度增加时，线框中感应电流可能减小B．当磁感应强度增加时，线框中感应电流一定增大C．当磁感应强度减小时，线框中感应电流一定增大D．当磁感应强度减小时，线框中感应电流可能不变AD24/4725/472．(·浙江卷)如图所表示，a、b两个闭合正方形线圈用一样导线制成，匝数均为10匝，边长la＝3lb，图示区域内有垂直纸面向里匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀增大，不考虑线圈之间相互影响，则()A．两线圈内产生顺时针方向感应电流B．a、b线圈中感应电动势之比为9∶1C．a、b线圈中感应电流之比为3∶4D．a、b线圈中电功率之比为3∶1B26/471．计算：考点二导体切割磁感线产生感应电动势

2．判断：(1)把产生感应电动势那部分电路或导体看成电源内电路，那部分导体相当于电源．(2)若电路是不闭合，则先假设有电流经过，然后应用楞次定律或右手定则判断出电流方向．(3)电源内部电流方向是由负极(低电势)流向正极(高电势)，外电路顺着电流方向每经过一个电阻电势都要降低．27/47C28/4729/4730/4731/47C32/4733/473．(·广东“四校”第一次联考)如图所表示，在一磁感应强度B＝0.5T匀强磁场中，垂直于磁场方向水平放置着两根相距为L＝0.1m平行金属导轨MN和PQ，导轨电阻忽略不计，在两根导轨端点N、Q之间连接一阻值R＝0.3Ω电阻．导轨上正交放置着金属捧ab，其电阻r＝0.2Ω.当金属棒在水平拉力作用下以速度v＝4.0m/s向左做匀速运动时()A．ab棒所受安培力大小为0.02NB．N、Q间电压为0.2VC．a端电势比b端电势低D．回路中感应电流大小为1AA34/4735/47B36/4737/471．自感现象四大特点(1)自感电动势总是妨碍导体中原电流改变．(2)经过线圈中电流不能发生突变，只能迟缓改变．(3)电流稳定时，自感线圈就相当于普通导体．(4)线圈自感系数越大，自感现象越显著，自感电动势只是延缓了过程进行．但它不能使过程停顿，更不能使过程反向．考点三自感和涡流38/472．自感中“闪亮”与“不闪亮”问题39/47

(·河南洛阳模拟)(多项选择)如图所表示，电路中A、B是规格相同灯泡，L是电阻可忽略不计电感线圈，那么以下判断正确是()A．闭合开关S时，A、B一起亮，然后A变暗后熄灭B．闭合开关S时，B先亮，A逐步变亮，最终A、B一样亮C．断开开关S时，A马上熄灭，B由亮变暗后熄灭D．断开开关S时，B马上熄灭，A闪亮一下后熄灭AD解析：闭合开关S时，A、B一起亮，稳定后，A灯熄灭，B灯更亮，A正确，B错误；断开开关S时，B灯马上熄灭，A灯闪亮一下后熄灭，C错误，D正确．40/47分析自感现象两点注意(1)经过自感线圈中电流不能发生突变，即通电过程，线圈中电流逐步变大，断电过程，线圈中电流逐步变小，方向不变．此时线圈可等效为“电源”，该“电源”与其它电路元件形成回路．(2)断电自感现象中灯泡是否“闪亮”问题判断，在于对电流大小分析，若断电后经过灯泡电流比原来强，则灯泡先闪亮后再慢慢熄灭．41/47 (多项选择)如图所表示电路中，电源电动势为E，内阻为r，线圈L电阻不计，以下判断正确是()A．闭合S，稳定后，电容器a极板带正电B．闭合S，稳定后，电容器两端电压小于EC．断开S瞬间，经过R1电流方向向右D．断开S瞬间，经过R2电流方向向右BC解析：闭合S，稳定后，R2电压是路端电压，而电容器两端电压等于R2两端电压，小于E，电容器b板带正电，A错误，B正确；断开S瞬间，线圈L与R1组成闭合回路，经过R1电流向右，C正确；电容器经过R2放电，经过R2电流向左，D错误．42/475．(·浙江五校联考)如图1所表示是工业上探测物件表面层内部是否存在缺点涡流探伤技术．其原理是用电流线圈使物件内产生涡电流，借助探测线圈测定涡电流改变，从而取得构件内部是否断裂及位置信息．如图2所表示是一个带铁芯线圈L、开关S和电源用导线连接起来跳环试验装置，将一个套环置于线圈L上且使铁芯穿过其中，闭合开关S瞬间，套环将立刻跳起．关于对以上两个利用实例了解正确是()B43/47A．涡流探伤技术利用了互感原理，跳环试验演示了自感现象B