2017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含解析

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1、专题9・2法拉第电磁感应定律门感和涡流1.能应用法拉第电磁感应定律E=〃鲁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.理解口感现象，涡流的概念，能分析通电自感和断电苣感。F热点题型11热点题型一法拉第电磁感应定律的应用例1、（多选）如图甲所示，一个阻值为乩匝数为"的圆形金属线圈与阻值为27?的电阻川连接成闭合回路。线圈的半径为门，在线圈中半径为厂2的圆形区域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/变化的关系图线如图乙所示。图线与纵、横轴的截距分别为民和心导线的电阻不计。则0至“时I'可内（）A.电流

2、的方向为由Q到bB.电流的大小为"篇C.通过电阻川的电量为巴鬻1D.电阻&上产生的热量为红聽也【答案】BC【解析】由图乙可知穿过线圈的磁通量在均匀减少，据楞次定律结合安培定则可判断出通过&的电流方向为由&到J故A错误。线圈中的感应电动势片待=戸鈴仍二警，抿闭合电路欧姆定律求得电R+Ri3R3Rh定律求得，0=祢山=2密篇劲,故D错误。'凌7=煤=鈿翳，故B正确。通过凡的电量尸山=號^故C正确。&上产生的热量由焦耳【提分秘籍】1.应用法拉第电磁感应定律£=抵时应注意(1)研究对象：E=n^的研究对象是一个回路，而不是一段导体。(2)物理意义：£=”常求的是△/时间内的平均感应

3、电动势，当&->0时，则E为瞬时感应电动势。(3)£=〃警求得的电动势是整个冋路的感应电动势，而不是回路中某段导体的电动势,整个回路的电动势为零，其回路中某段导体的感应电动势不一定为冬。2.法拉第电磁感应定律应用的三种情况(1)磁通量的变化是由面积变化引起时，'①=BS,则E=n皑。AD(2)磁通量的变化是由磁场变化引起时，2=NBS则£=〃晋・S,S是磁场范围内的有效面积。(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，△①=©宋一①初，EB2S2—B1S1NB'S=nArnM03.在图彖问题中磁通量的变化率等是⑦一/图象上某点切线的斜率，利用斜率和线圈

4、匝数可以确定感应电动势的大小。【方法技巧】法拉第电磁感应定律解题技巧(1)公式E=r^是求解回路某段吋间内平均电动势的最佳选择。⑵用公式E=狀求感应电动势时，S为线圈在磁场范闱内的有效面积。(3)通过回路截面的电荷量q仅与小△①和冋路总电阻R总有关，与时I'可长短无关。推导如下:q=I&=【举一反三】如图所示，一正方形线圈的匝数为”，边长为d,线圈平面与匀强磁场垂直，且一半处在磁场中。在加时间内，磁感应强度的方向不变，大小由3均匀地增大到在此过程小,线圈中产生的感应电动势为()XXXX；nBaB乔D.ZnBa1At【答案】B【解析】由电跑恶应定律得4罟=袪竺¥=豁，选项B正

5、确。本题易错点是求解磁通量变化时，误认为线圈面积就是有效面积。•••iti热点题型二导体切割磁感线产生感应电动势的计算例2、如图甲所示，匀强磁场的磁感应强度B为0.5T,其方向垂直于倾角0为30。的斜面向上。绝缘斜而上固定有“/V'形状的光滑金属导轨MPN(电阻忽略不计),MP和NP长度均为2.5m,MV连线水平，长为3m。以MN中点O为原点、O"为x轴建立一维坐标系6。一根粗细均匀的金屈杆CD,长度〃为3m、质量加为lkg.电阻7?为0.3Q,在拉力F的作用下，从A/N处以恒定速度尸lm/s,在导轨上沿X轴正向运动(金属杆与导轨接触良好)。g取10m/s2o甲乙(1)求金

6、属杆CD运动过程中产生的感应电动势E及运动到兀=0.8m处电势差Uw(2)推导金属杆CQ从MN处运动到P点过程中拉力F与位置坐标x的关系式，并在图乙屮画出Fx关系图象；(3)求金属杆CD从MN处运动到P点的全过程产生的焦耳热。【答案】(1)1.5V-0.6V(2)见解析(3)7.5J【解析】(1)金属杆CD在匀速运动川产生的感应电动势E=Bh«l=d),解得E=1.5V(P点电势高)。当x=0.8m时，金属杆在导轨间的电势差为零。设此时杆在导轨外的长度为/外，则解得ZM=1.2m由楞次定律判断D点电势高,故CD两端电势差Ucd=-BI注,解得Ucd=-0.6VoQ甫在导轨间

7、的长度<与位羞x的关系是!=ope3_对应的电阻2夕，电'流戶晋，杆受的安培力F安=B〃=7.5—3.75x(0