2018年高考物理一轮复习专题9.2法拉第电磁感应定律自感现象教学案

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1、专题9.2法拉第电磁感应定律自感现象1.能应用法拉第电磁感应定律E＝n和导线切割磁感线产生电动势公式E＝Blv计算感应电动势.2.会判断电动势的方向，即导体两端电势的高低.3.理解自感现象、涡流的概念，能分析通电自感和断电自感．一、法拉第电磁感应定律1．感应电动势(1)概念：在电磁感应现象中产生的电动势。(2)产生条件：穿过回路的磁通量发生改变，与电路是否闭合无关。(3)方向判断：感应电动势的方向用楞次定律或右手定则判断。2．法拉第电磁感应定律(1)内容：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：E＝n，其中n为线圈匝数。(3)感应电流与

2、感应电动势的关系：遵守闭合电路的欧姆定律，即I＝。3．导体切割磁感线时的感应电动势(1)导体垂直切割磁感线时，感应电动势可用E＝Blv求出，式中l为导体切割磁感线的有效长度。(2)导体棒在磁场中转动时，导体棒以端点为轴，在匀强磁场中垂直于磁感线方向匀速转动产生感应电动势E＝Bl＝Bl2ω(平均速度等于中点位置的线速度lω)。二、自感、涡流1．自感现象(1)概念：由于导体本身的电流变化而产生的电磁感应现象称为自感。(2)自感电动势①定义：在自感现象中产生的感应电动势叫做自感电动势。②表达式：E＝L。-24-(3)自感系数L①相关因素：与线圈的大小、形状、匝数以及是

3、否有铁芯有关。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都会产生感应电流，这种电流像水的漩涡所以叫涡流。高频考点一　法拉第电磁感应定律的理解及应用例1．(2016·北京理综·16)如图所示，匀强磁场中有两个导体圆环a、b，磁场方向与圆环所在平面垂直。磁感应强度B随时间均匀增大。两圆环半径之比为2∶1，圆环中产生的感应电动势分别为Ea和Eb。不考虑两圆环间的相互影响。下列说法正确的是(　　)A．Ea∶Eb＝4∶1，感应电流均沿逆时针方向B．Ea∶Eb＝4∶1，感应电流均沿顺时针方向C．Ea∶E

4、b＝2∶1，感应电流均沿逆时针方向D．Ea∶Eb＝2∶1，感应电流均沿顺时针方向答案：　B【变式探究】将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中，关于线圈中产生的感应电动势和感应电流，下列表述正确的是(　　)A．感应电动势的大小与线圈的匝数无关B．穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大C．穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大D．感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同答案　C解析　由法拉第电磁感应定律E＝n-24-知，感应电动势的大小与线圈匝数有关，A错；感应电动势正比于，与磁通量的大小无直接关系，B错误，C正确；根据楞次定律知，感应电流的磁场总是阻碍引起感应电

5、流的磁通量的变化，即“增反减同”，D错误．【变式探究】图1为无线充电技术中使用的受电线圈示意图，线圈匝数为n，面积为S.若在t1到t2时间内，匀强磁场平行于线圈轴线向右穿过线圈，其磁感应强度大小由B1均匀增加到B2，则该段时间线圈两端a和b之间的电势差φa－φb(　　)图1A．恒为B．从0均匀变化到C．恒为－D．从0均匀变化到－答案　C【举一反三】在半径为r、电阻为R的圆形导线框内，以直径为界，左、右两侧分别存在着方向如图3甲所示的匀强磁场．以垂直纸面向外的磁场为正，两部分磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律分别如图乙所示．则0～t0时间内，导线框中(　　)图3

6、A．没有感应电流B．感应电流方向为逆时针C．感应电流大小为D．感应电流大小为-24-答案　D解析　根据楞次定律可知，左边的导线框的感应电流方向为顺时针，而右边的导线框的感应电流方向也为顺时针，则整个导线框的感应电流方向为顺时针，故A、B错误；由法拉第电磁感应定律，因磁场的变化导致导线框内产生感应电动势，结合题意可知，产生的感应电动势正好是两者之和，即为e＝；再由闭合电路欧姆定律，可得感应电流大小为i＝，故C错误，D正确．高频考点二　导体切割磁感线产生感应电动势的计算例2．(多选)半径为a、右端开小口的导体圆环和长为2a的导体直杆，单位长度电阻均为R0.圆环水平固

7、定放置，整个内部区域分布着垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B.直杆在圆环上以速度v平行于直径CD向右做匀速直线运动，直杆始终有两点与圆环良好接触，从圆环中心O开始，直杆的位置由θ确定，如图5所示．则(　　)图5A．θ＝0时，直杆产生的电动势为2BavB．θ＝时，直杆产生的电动势为BavC．θ＝0时，直杆受的安培力大小为D．θ＝时，直杆受的安培力大小为答案　AD-24-【变式探究】如图6，空间有一匀强磁场，一直金属棒与磁感应强度方向垂直，当它以速度v沿与棒和磁感应强度都垂直的方向运动时，棒两端的感应电动势大小为ε；将此棒弯成两段长度相等且相互垂直的折线，置于与

8、磁感应强度垂直的平面内，