2019-2020年高三物理一轮复习 第九章 第2讲 法拉第电磁感应定律、自感现象1

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1、2019-2020年高三物理一轮复习第九章第2讲法拉第电磁感应定律、自感现象1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．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．【针对训练】1．(xx·广东高考)将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，关于线圈中产生的感应电动势和感应电流，下列表述正确的是(　　)A．感应电动势的大小与线圈的

2、匝数无关B．穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大C．穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大D．感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同【解析】　由法拉第电磁感应定律E＝n可知感应电动势的大小E与n有关，与即磁通量变化的快慢成正比，所以A、B错误，C正确．由楞次定律可知，感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化，即原磁通量增加，感应电流的磁场与原磁场方向相反．原磁通量减小，感应电流的磁场与原磁场同向，故D错误．【答案】　C导体切割磁感线时的感应电动势导体棒切割磁感线时，可有以下三种情况：切割方式电动势表达式说明垂直切割E＝BLv倾斜切割E＝BLvsin_θ其中θ为v与B的夹角旋转切

3、割(以一端为轴)E＝BL2ω①导体棒与磁场方向垂直②磁场为匀强磁场【针对训练】2．如图9－2－1所示，均匀导线制成的半径为R的圆环以速度v匀速进入一磁感应强度大小为B的匀强磁场．当圆环运动到图示位置(∠aOb＝90°)时，a、b两点的电势差为(　　)图9－2－1A.BRv　　　　　　　　　B.BRvC.BRvD.BRv【解析】　圆环运动到图示位置时，切割磁感线的有效长度为2Rsin45°＝R，圆环中感应电动势E＝BLv＝BRv.Uab＝E＝BRv.故D正确．【答案】　D自感和涡流1.自感现象：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

4、电动势．(2)表达式：E＝L.(3)自感系数L.①相关因素：与线圈的大小、形状、圈数以及是否有铁芯等因素有关．②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，在它附近的导体中产生的像水的旋涡一样的感应电流．【针对训练】3．(xx·苏州模拟)如图9－2－2(a)、(b)所示的电路中，电阻R和自感线圈L的电阻值都很小，且小于灯A的电阻，接通S，使电路达到稳定，灯泡A发光，则(　　)图9－2－2A．在电路(a)中，断开S后，A将逐渐变暗B．在电路(a)中，断开S后，A将先变得更亮，然后逐渐变暗C．在电路(b)中，断开S后，A将逐渐变暗D．在电路(b)

5、中，断开S后，A将先变得更亮，然后逐渐变暗【解析】　(a)电路中，灯A和线圈L串联，电流相同，断开S时，线圈上产生自感电动势，阻碍原电流的减小，通过R、A形成回路，A将逐渐变暗．(b)电路中电阻R和灯A串联，灯A的电阻大于线圈L的电阻，电流则小于线圈L中的电流，断开S时，电源不给灯A供电，而线圈产生自感电动势阻碍电流的减小，通过A、R形成回路，灯A中电流比原来大，变得更亮，然后逐渐变暗．所以选项A、D正确．【答案】　AD(对应学生用书第157页)法拉第电磁感应定律的理解和应用1.决定感应电动势大小的因素感应电动势E的大小决定于穿过电路的磁通量的变化率和线圈的匝数n.而与磁通量的大小、磁通量变

6、化量ΔΦ的大小无必然联系．2．磁通量变化通常有两种方式(1)磁感应强度B不变，垂直于磁场的回路面积发生变化，此时E＝nB；(2)垂直于磁场的回路面积不变，磁感应强度发生变化，此时E＝nS，其中是B－t图象的斜率．(1)用公式E＝nS求感应电动势时，S为线圈在磁场范围内的有效面积，在B－t图象中为图线的斜率．(2)E＝n一般用来求平均感应电动势．例如计算通过回路的电荷量，q＝Δt＝Δt＝.　有一面积为S＝100cm2的金属环如图9－2－3甲所示，电阻为R＝0.1Ω，环中磁场变化规律如图9－2－3乙所示，且磁场方向垂直环面向里，在t1到t2时间内，环中感应电流的方向如何？通过金属环的电荷量为多少

7、？甲　　　　　　　　　乙　　图9－2－3【审题视点】　(1)由B→t图象，磁感应强度变大．磁通量增加，根据楞次定律可确定感应电流方向．(2)通过金属环的电荷量由磁通量的变化量决定．【解析】　由楞次定律，可以判断出金属环中感应电流的方向为逆时针方向．由图乙可知：磁感应强度的变化率＝①金属环中的磁通量的变化率＝·S＝·S②环中形成的感应电流I＝＝＝③通过金属环的电荷量Q＝IΔt④由①②③④式解得Q＝＝C＝0.01