2016年高考物理热点题型和提分秘籍专题92法拉第电磁感应定律自感和涡流

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1、专题9.2法拉第电礙感应定律自感和涡流【高频考点解读】△①1.能应川法拉笫电磁感应定律F=/〒•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.理解白感现象、涡流的概念，能分析通电占感和断电占感.【热点题型】题型一法拉第电磁感应定律的理解与应用例1、如图9-2-1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&连接成闭合回路。线圈的半径为厂］。在线圈屮半径为厂2的圆形区域内存在垂肓于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时问t变化的关系图线如图乙所示。图线与横

2、、纵轴的截距分别为r。和民，导线的电阻不计。求o至心时间内图9-2-1⑴通过电阻Ri上的电流大小和方向;⑵通过电阻弘上的电荷最q及电阻&上产生的热最。【解析】(讲艮据楞次定律可知，通过弘的电流方向为由0到6根抿法拉第电越感应定律得线圈中的电动势为根抿闭合电路欧姆走律得通过弘的电流为(2)通过Ri的电荷量q=/t1=3Rg【答案】见解析【方法规律】应用法拉第电磁感应定律解题的-般步骤⑴分析穿过闭合电路的磁场方向及磁通最的变化情况；(2)利用楞次定律确定感应电流的方向；(3)灵活选择法拉第电磁感应定律的不同表达形式列方程求解。【提分秘籍】

3、1.怎么理解法拉第电磁感应定律⑴感应电动势的大小由线圈的匝数和穿过线圈的磁通量的变化率#共同决定，而与磁通量①的大小、变化量A0的大小没冇必然联系。氐①(2)磁通量的变化率石7对应(D-t图线上某点切线的斜率。2.丿应用法拉第电磁感应定律的三种情况B4S⑴磁通量的变化是由而积变化引起时，m=BtS,则E=n—：⑵磁通量的变化是由磁场变化引起吋，氐①=B・S,则⑶磁通量的变化是山于血积和磁场变化共同引起的，则根据定义求，心①末一①初,E=B2S2—BiSibB'Sn~At-"t。3.应川法拉第电磁感应定律应注意的三个问题(1)公式E

4、=吋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。AD(2)利用公式E=门阪求感应电动势吋，S为线圈在磁场范围内的有效而积。⑶通过回路截而的电荷量q仅与门、和回路电阻R有关，与时间长短无关。推导如下：q—nL(DnL(D=1Af=AtRAf=_F°【举一反三】如图9-2-4甲所示,一个圆形线圈的匝数门=100,线圈而积S=200cm2,线圈的电阻r=lQ,线圈外接一个阻值R=4Q的电阻，把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中，磁感应强度随时间变化规律如图乙所示。下列说法中正确的是()图9-2-

5、4A.线圈中的感应电流方向为顺时针方向B.电阻R两端的电压随时间均匀增人C.线圈电阻厂消耗的功率为4x10_4WD.询4s内通过R的电荷量为4x104C解析：选C由楞次定律可知，线中的感应电浚方向为逆时针方向，选项A错误；宙法拉第电磁感应定律可知，产生的感应电动势为片普二0・2,电阻R两端的电压不随时间变化，选项B错误；回路中电流/=—=O.O2A,线圈电阻了消耗的功率为p=/2f=4xlO'4W,选项C正确；ffi4S内通过R的电荷量为q="=0.08C,选项D错误。题型二导体切割磁感线产生感应电动势的计算例2、如图9-2-7所示,

6、在水平面（纸面）内有3根相同的均匀金属棒ab.ac和MN,其中砧、ac在a点接触，构成“V〃字形导轨。空间存在垂直于纸而的均匀磁场。用力使M/V向右匀速运动，从图示位置开始计时，运动中M/V始终与Zbac的平分线垂直几和导轨保持良好接触。下列关于回路中电流/与时间r的关系图线，可能正确的是（）ABCD图9-2-8【解析】解法1：设金属棒单位长度的电阻为匀速运动的速度为V,Zbac为2氏r时刻导轨内(vt}切割磁感线的冇效氏度£=2vttan6组成闭合回路的总电阻R=2(石孑+”ttan^jR0=2庶o(£■尹tan»,电动势E=BLv

7、=2Bv2ttan6i=*=―为恒量，故A正确。&品+如引解法2：特殊值代入法假设〃V〃字形导轨的夹角疗=60。，设图示位置时M/V的冇效切割长度为/,单位长度金属棒eBv的电阻为/?o，则有e=Blv,R=3IRqo所以/=亓=3&’由此nJ以看;H/为定值，与r无关，A正确。【答案】A【提分秘籍】1.E=Blv的特性(2)正交性：木公式要求磁场为匀强磁场，而且B、/、u三者互相垂直。(2)有效性：公式中的/为导体切割磁感线的有效长度。如图9-2-5中，导体棒的有效长度为ab间的距离o图9-2-5(3)相对性：E=Blv中的速度1/

8、是导体相对磁场的速度，若磁场也在运动，应注意速度间的相对关系。2.导体转动切割磁感线当导体在垂直于磁场的平面内，绕一端以角速度e匀速转动时，产生的感应电动势为E=Bl~v二刼沧，如图9-2-6所示。XXXXAXXxOWX