高考物理一轮复习讲义 第2讲 法拉第电磁感应定律自感涡流

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1、第2讲　法拉第电磁感应定律　自感　涡流一、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．①感生电动势：由于磁场的变化而激发出感生电场，由感生电场而产生的感应电动势．②动生电动势：由于导体在磁场中运动而产生的感应电动势．(2)条件：无论电路是否闭合，只要穿过电路的磁通量发生变化，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＝.2．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，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比．(2)公式：E＝n.其中n为线圈的匝数．二、导体切割磁感线产生的感

2、应电动势导体棒切割磁感线时，可有以下三种情况：切割方式电动势表达式说　明垂直切割E＝BLv①导体棒与磁场方向垂直②磁场为匀强磁场倾斜切割E＝BLvsin_θ其中θ为v与B的夹角旋转切割(以一端为轴)E＝BL2ω三、自感和涡流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，由于自感而产生的感应电动势叫做自感电动势．(2)表达式：E＝L.(3)自感系数L①相关因素：与线圈的大小、形状、匝数以及是否有铁芯有关．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

3、会产生感应电流，这种电流像水的旋涡所以叫做涡流．(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，安培力的方向总是阻碍导体的运动．(2)电磁驱动：如果磁场相对于导体运动，在导体中会产生感应电流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电磁驱动的原理工作的．(3)电磁阻尼和电磁驱动的原理体现了楞次定律的推广应用．1．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．若电路中

4、某时刻磁通量为零，则该时刻感应电流一定为零答案：　C2．穿过一个单匝闭合线圈的磁通量始终为每秒均匀增加2Wb，则(　　)A．线圈中感应电动势每秒增加2VB．线圈中感应电动势每秒减少2VC．线圈中感应电动势始终为2VD．线圈中感应电动势始终为一个确定值，但由于线圈有电阻，电动势小于2V解析：　由E＝知：ΔΦ/Δt恒定，所以E＝2V.答案：　C3.如图所示，L为一个自感系数很大的自感线圈，开关闭合后，小灯泡能正常发光，那么闭合开关和断开开关的瞬间，能观察到的现象分别是(　　)A．小灯泡逐渐变亮，小灯泡立即熄灭B．小灯泡立即亮，小灯泡立即熄灭C．小灯泡

5、逐渐变亮，小灯泡比原来更亮一下再慢慢熄灭D．小灯泡立即亮，小灯泡比原来更亮一下再慢慢熄灭解析：　开关闭合瞬间，通过自感线圈的电流逐渐增大，自感线圈产生自感电动势阻碍原电流的增加，故小灯泡逐渐变亮；开关断开瞬间，回路处于断开状态，故小灯泡立即熄灭，选项A正确．答案：　A4.如图所示，正方形线圈abcd位于纸面内，边长为L，匝数为N，线圈内接有电阻值为R的电阻，过ab中点和cd中点的连线OO′恰好位于垂直纸面向里的匀强磁场的右边界上，磁场的磁感应强度为B.当线圈转过90°时，通过电阻R的电荷量为(　　)A.B.C.D.解析：　初状态时，通过线圈的磁通

6、量为Φ1＝，当线圈转过90°时，通过线圈的磁通量为0，由q＝N可得通过电阻R的电量为.答案：　B5.如图所示，一段导线弯曲成半径为R的半圆形闭合回路．虚线MN、PQ间有磁感应强度为B的匀强磁场，磁场的宽度等于R，方向垂直于回路所在的平面．现让回路以速度v向右匀速穿过磁场，直径CD始终与MN垂直．关于此过程，下列结论正确的是(　　)A．穿过的过程中回路中感应电流一直不为零B．感应电流的方向一直不变C．感应电动势先增大后减小再增大再减小D．感应电动势最大值Em＝2BRv解析：　当回路的圆心到磁场的中间时，回路中的感应电动势为零，电流为零，A项错误；磁

7、通量先向里增大，后向里减小，根据楞次定律，感应电流的方向先沿逆时针方向后沿顺时针方向，B项错误；当回路的圆心到MN或PQ上时，切割磁感线的有效长度最长，感应电动势最大为BRv，D项错误；在穿过磁场的过程中，回路切割磁感线的有效长度先变大，后变小，再变大，再变小，因此感应电动势先增大后减小再增大再减小，C项正确．答案：　C1．决定感应电动势大小的因素感应电动势E的大小决定于穿过电路的磁通量的变化率和线圈的匝数n.而与磁通量的大小、磁通量变化量ΔΦ的大小无必然联系．2．磁通量变化通常有两种方式(1)磁感应强度B不变，垂直于磁场的回路面积发生变化，此时

8、E＝nB；(2)垂直于磁场的回路面积不变，磁感应强度发生变化，此时E＝nS，其中是B－t图象的斜率．(2012·新课标全国卷)如图，均匀