高考物理第十章第2节法拉第电磁感应定律自感涡流学案

《高考物理第十章第2节法拉第电磁感应定律自感涡流学案》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第2节　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。(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。[注1]2．法拉第电磁感应定律(1)内容：闭合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。[注2](2)公式：E＝n，其中n为线圈匝数。[注3]3．导体切割磁感线的情形(1)垂直切割：E＝Blv。(2)倾斜切割：E＝Blvsin_θ，其中θ为v与B的夹角。(3)旋转切割(以一端为轴)：E＝Bl2ω。二、自感和涡流1．自感现象由

2、于通过导体自身的电流发生变化而产生的电磁感应现象。2．自感电动势(1)定义：在自感现象中产生的感应电动势。(2)表达式：E＝L。(3)自感系数L：与线圈的大小、形状、圈数以及是否有铁芯等因素有关，单位为亨利(H)。3．涡流当线圈中的电流发生变化时，在它附近的导体中产生的像水中的旋涡一样的感应电流。【注解释疑】[注1]感应电动势的方向与电池电动势的方向一样，都规定为在电源内部由负极指向正极。[注2]正确区分磁通量、磁通量的变化和磁通量的变化率。[注3]穿过线圈的磁通量与匝数无关，感应电动势与匝数有关，n匝线圈相当于n个相同的电源串联。[深化理解](1)计算通过导体截面的电荷量的

3、两个途径：q＝t(2)安培力做功时的能量转化：电能机械能。(3)平动直杆所受的安培力：FA＝；热功率：P热＝。[基础自测]一、判断题(1)线圈中磁通量越大，产生的感应电动势越大。(×)(2)线圈中磁通量变化越大，产生的感应电动势越大。(×)(3)线圈中磁通量变化越快，产生的感应电动势越大。(√)(4)感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同。(×)(5)线圈中的电流越大，自感系数也越大。(×)(6)对于同一线圈，当电流变化越快时，线圈中的自感电动势越大。(√)二、选择题1.[粤教版选修3－2P18T3改编]如图所示，半径为r的n匝线圈放在边长为L的正方形abcd之外，匀强磁

4、场充满正方形区域并垂直穿过该区域，当磁场以的变化率变化时，线圈产生的感应电动势大小为(　　)A．0　　　　　　　　　　B．n·L2C．n·πr2D．n·r2解析：选B　由法拉第电磁感应定律可知线圈产生的自感电动势E＝n·L2，故B正确。2.[鲁科版选修3－2P33T1]在如图所示的电路中，LA为灯泡，S为开关，L为有铁芯的线圈。对于这样的电路，下列说法正确的是(　　)A．因为线圈L通电后会产生自感现象，所以S闭合后，灯泡LA中无电流通过B．在S打开或闭合的瞬间，电路中都不会产生自感现象C．当S闭合时，电路中会产生自感现象D．在S闭合后再断开的瞬间，灯泡LA可能不立即熄灭解析：

5、选C　S闭合瞬间，由于线圈产生自感电动势而阻碍通过灯泡LA的电流的增加，但阻碍不是阻止，S闭合后有电流通过LA；S断开瞬间，线圈产生自感电动势，因电路断开，电流立即消失，灯泡LA立即熄灭，故C正确，A、B、D错误。3．[沪科版选修3－2P37T1改编](多选)变压器的铁芯是利用薄硅钢片叠压而成的，而不是采用一整块硅钢，这是因为(　　)A．增大涡流，提高变压器的效率B．减小涡流，提高变压器的效率C．增大铁芯中的电阻，以产生更多的热量D．增大铁芯中的电阻，以减小发热量解析：选BD　不使用整块硅钢而采用很薄的硅钢片，这样做的目的是增大铁芯中的电阻，阻断涡流回路，来减少电能转化成铁芯

6、的内能，提高效率，故B、D正确，A、C错误。高考对本节内容的考查，主要集中在法拉第电磁感应定律的应用、导体棒切割磁感线产生感应电动势，通常还会结合电路或力学知识进行考查，难度较大。而对自感、涡流考查时，一般以选择题的形式呈现，难度中等。考点一　法拉第电磁感应定律的应用[师生共研类]1．对法拉第电磁感应定律的理解(1)公式E＝n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。(2)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Φ的大小、变化量ΔΦ的大小没有必然联系。(3)磁通量的变化率对应Φt图线上某点切线的斜率。(

7、4)通过回路截面的电荷量q＝，仅与n、ΔΦ和回路电阻R有关，与时间长短无关。2．磁通量发生变化的三种情况(1)磁通量的变化是由面积变化引起时，ΔΦ＝BΔS，则E＝n。(2)磁通量的变化是由磁场变化引起时，ΔΦ＝ΔBS，则E＝n，注意S为线圈在磁场中的有效面积。(3)磁通量的变化是由于面积和磁场变化共同引起的，则根据定义求，ΔΦ＝

8、Φ末－Φ初

9、，E＝n≠n。[典例]　轻质细线吊着一质量为m＝0.42kg、边长为L＝1m、匝数n＝10的正方形线圈，其总电阻为r＝1Ω。在线圈的中间位置以下区域分布着磁场，如图