2018届高考物理一轮复习 专题 法拉第电磁感应定律 自感 涡流导学案2

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1、法拉第电磁感应定律自感涡流知识梳理知识点一　法拉第电磁感应定律1.感应电动势(1)概念：在　　　　中产生的电动势.(2)产生条件：穿过回路的　　　　发生改变，与电路是否闭合　　　　.(3)方向判断：感应电动势的方向用　　　　或　　　　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　　　　成正比.(2)公式：E＝n，其中n为线圈匝数.(3)感应电流与感应电动势的关系：遵守闭合电路的　　　　定律，即I＝　　　　.3.导体切割磁感线的情形(1)若B、l、v相互垂直，则E＝　　　　.(2)v∥B时，E＝0.答案：1.(1)电磁感应现象　(2)磁通量　无关　(3)楞次定

2、律　右手定则　2.(1)磁通量的变化率　(3)欧姆　　3.(1)Blv知识点二　自感、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.(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　　　　.②表达式：E＝　　　　.(3)自感系数L①相关因素：与线圈的　　　　、形状、　　　　以及是否有铁芯有关.②单位：亨利(H)，1mH＝　　　　H,1μH＝　　　　H.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　　　　，这种电流像水的漩涡所以叫涡流.答案：1.(1)电流　(2)①自感电动势　②L　(3)①大小　匝数②10－3　10－6　2

3、.感应电流[思考判断](1)Φ＝0，不一定等于0。(　　)(2)感应电动势E与线圈匝数n有关，所以Φ、ΔΦ、的大小均与线圈匝数有关。(　　)(3)线圈中磁通量变化越快，产生的感应电动势越大。(　　)(4)当导体在匀强磁场中垂直磁场方向运动时(运动方向和导体垂直)，感应电动势为E＝BLv。(　　)(5)涡流就是自感。(　　)答案　(1)√　(2)×　(3)√　(4)√　(5)×考点精练考点一　法拉第电磁感应定律的理解和应用1.感应电动势的决定因素(1)由E＝n知，感应电动势的大小由穿过电路的磁通量的变化率和线圈匝数n共同决定，而与磁通量Φ、磁通量的变化量ΔΦ的大小没有必然联系.(2)为单

4、匝线圈产生的感应电动势大小.2.法拉第电磁感应定律的两个特例(1)回路与磁场垂直的面积S不变，磁感应强度发生变化，则ΔΦ＝ΔB·S，E＝n·S.(2)磁感应强度B不变，回路与磁场垂直的面积发生变化，则ΔΦ＝B·ΔS，E＝nB.对应训练[典例1]　(2017·安徽安庆质检)如图甲所示，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连接成闭合回路，线圈的半径为r1.在线圈中半径为r2的圆形区域内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乙所示(规定图甲中B的方向为正方向).图线与横、纵轴的截距分别为t0和B0，导线的电阻不计.求0～t1时间内：甲

5、　　　　　　　　　　乙(1)通过电阻R1的电流大小和方向；(2)通过电阻R1的电荷量q及电阻R1上产生的热量.[解题指导]　(1)Bt图象为一条倾斜直线，表示磁场均匀变化，即变化率恒定.(2)本题应区分磁场的面积和线圈的面积.[解析]　(1)根据楞次定律可知，通过R1的电流方向为由b到a.根据法拉第电磁感应定律得，线圈中的电动势E＝n＝根据闭合电路欧姆定律得，通过R1的电流I＝＝.(2)通过R1的电荷量q＝It1＝R1上产生的热量Q＝I2R1t1＝.[答案]　(1)　方向由b到a(2)　[变式1]　如图所示，一正方形线圈的匝数为n，边长为a，线圈平面与匀强磁场垂直，且一半处在磁场中.在

6、Δt时间内，磁感应强度的方向不变，大小由B均匀地增大到2B.在此过程中，线圈中产生的感应电动势为(　　)A.　　B.　　C.　　D.答案：B　解析：磁感应强度的变化率＝＝，法拉第电磁感应定律公式可写成E＝n＝nS，其中磁场中的有效面积S＝a2，代入得E＝n，选项B正确，A、C、D错误.[变式2](2016·北京卷)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

7、∶1，感应电流均沿顺时针方向C.Ea∶Eb＝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　解析：由法拉第电磁感应定律E＝＝πr2，为常数，E与r2成正比，故Ea∶Eb＝4∶1.磁感应强度B随时间均匀增大，故穿过圆环的磁通量增大，由楞次定律知，感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相反，垂直纸面向里，由安培定则可知，感应电流均沿顺时针方向，故B项正确.反思总结应用电磁感应定律应注意的三个问题(1)公式E＝n求解