2014届高三物理一轮教学案：9.2法拉第电磁感应定律 自感和涡流

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1、第2单元法拉第电磁感应定律__自感和涡流法拉第电磁感应定律[想一想]如图9－2－1所示，A、B两个闭合线圈用同样的导线制成，匝数都为10匝，半径RA＝2RB，图示区域内有磁感应强度均匀减小的匀强磁场，则A、B线圈中产生的感应电动势之比和线圈中的感应电流之比分别为多少？图9－2－1[提示]　A、B两环中磁通量变化率相同，线圈匝数相同，由E＝n可得EA∶EB＝1∶1，又因为R＝ρ，故RA∶RB＝2∶1，所以IA∶IB＝1∶2。[记一记]1．感应电动势(1)定义：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

2、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：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。(2)公式：E＝n，其中n为线圈匝数。[试一试]1．穿过某线圈的磁通量随时间的变化的关系如图9－2－2所示，在线圈内产生感应电动势最大值的时间是(　　)13图9－2－2A．0～2s　　　　　　　　　　B．2～4sC．4～6sD．6～8s解析：选C　Φ－t图象中，图象斜率越大，越大，感应电动势就越大。导体切割磁感线时的感应电动势计算　　

3、[想一想]如图9－2－3所示，当导体棒在垂直于磁场的平面内，其一端为轴，以角速度ω匀速转动时，产生的感应电动势为多少？图9－2－3[提示]　棒在时间t内转过的角度θ＝ωt，扫过的面积S＝l·lθ＝l2ωt，对应的磁通量Φ＝BS＝Bl2ωt，则棒产生的感应电动势E＝＝Bl2ω。另外：由E＝Bl，又＝ωl,可得E＝Bl2ω。[记一记]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[试一试]2．如图9－2－4所

4、示，在竖直向下的匀强磁场中，将一水平放置的金属棒ab以水平速度v0抛出。设在整个过程中，棒的取向不变且不计空气阻力，13则在金属棒运动过程中产生的感应电动势大小变化情况是(　　)图9－2－4A．越来越大　　　　　B．越来越小C．保持不变D．无法判断解析：选C　金属棒水平抛出后，在垂直于磁场方向上的速度不变，由E＝BLv可知，感应电动势也不变。C项正确。自感　涡流　　[想一想]如图9－2－5所示，开关S闭合且回路中电流达到稳定时，小灯泡A能正常发光，L为自感线圈，则当开关S闭合或断开时，小灯泡的亮暗变化情况是怎样的？图9

5、－2－5[提示]　开关闭合时，自感电动势阻碍电流的增大，所以灯慢慢变亮；开关断开时，自感线圈的电流从有变为零，线圈将产生自感电动势，但由于线圈L与灯A不能构成闭合回路，所以灯立即熄灭。[记一记]1．互感现象两个互相靠近的线圈，当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的磁场会在另一个线圈中产生感应电动势的现象。2．自感现象(1)定义：由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：相关因素：与线圈的大小、形状、圈数以及是否有铁芯有

6、关。13单位：亨利(H)，1mH＝10－3H,1μH＝10－6H。3．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，这种电流像水的旋涡，所以叫涡流。(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转动，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。[试一试]3．在图9－2－6所示的电路中，两个灵敏电流表G1和G2的零点都在刻度盘中央，当电流从“＋”接

7、线柱流入时，指针向右摆；电流从“－”接线柱流入时，指针向左摆。在电路接通后再断开的瞬间，下列说法中符合实际情况的是(　　)图9－2－6A．G1表指针向左摆，G2表指针向右摆B．G1表指针向右摆，G2表指针向左摆C．G1、G2表的指针都向左摆D．G1、G2表的指针都向右摆解析：选B　电路接通后线圈中电流方向向右，当电路断开时，线圈中电流减小，产生与原方向相同的自感电动势，与G2和电阻组成闭合回路，所以G1中电流方向向右，G2中电流方向向左，即G1指针向右摆，G2指针向左摆。B项正确。法拉第电磁感应定律的应用1.磁通量Φ、

8、磁通量的变化量ΔΦ、磁通量的变化率的比较　　物理量磁通量Φ磁通量的变化量ΔΦ磁通量的变化率13项目意义某时刻穿过某个面的磁感线的条数某段时间内穿过某个面的磁通量变化多少穿过某个面的磁通量变化的快慢大小Φ＝B·ScosθΔΦ＝Φ2－Φ1ΔΦ＝B·ΔSΔΦ＝S·ΔB＝B或＝S注意若有相反方向磁场，磁通量可能抵消转过180°前后穿过平面