2019-2020年高考物理《法拉第电磁感应定律、自感和涡流》专题复习名师精品导学案

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1、2019-2020年高考物理《法拉第电磁感应定律、自感和涡流》专题复习名师精品导学案【考纲解读】1.能应用法拉第电磁感应定律E＝n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.理解自感现象、涡流的概念，能分析通电自感和断电自感．考点一　法拉第电磁感应定律的应用1．感应电动势(1)感应电动势：在____中产生的电动势．产生感应电动势的那部分导体就相当于____，导体的电阻相当于______(2)感应电流与感应电动势的关系：遵循____定律

2、，即I＝.2．感应电动势大小的决定因素(1)感应电动势的大小由穿过闭合电路的磁通量的变化率和线圈的____共同决定，而与磁通量Φ、磁通量的变化量ΔΦ的大小没有必然联系．(2)当ΔΦ仅由B的变化引起时，则E＝____；当ΔΦ仅由S的变化引起时，则E＝____；当ΔΦ由B、S的变化同时引起时，则E＝n≠n.3．磁通量的变化率是Φ－t图象上____．例1　(xx·江苏·13)如图1所示，匀强磁场中有一矩形闭合线圈abcd，线圈平面与磁场垂直．已知线圈的匝数N＝100，边长ab＝1.0m、bc＝0.5m

3、，电阻r＝2Ω.磁感应强度B在0～1s内从零均匀变化到0.2T．在1～5s内从0.2T均匀变化到－0.2T，取垂直纸面向里为磁场的正方向．求：图1(1)0.5s时线圈内感应电动势的大小E和感应电流的方向；(2)在1～5s内通过线圈的电荷量q；(3)在0～5s内线圈产生的焦耳热Q.递进题组1．[感应电动势大小的计算](xx·新课标全国·19)如图2，均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框，半圆直径与磁场边缘重合；磁场方向垂直于半圆面(纸面)向里，磁感应强度大小为B0.使该线框从静止开始绕过圆心

4、O、垂直于半圆面的轴以角速度ω匀速转动半周，在线框中产生感应电流．现使线框保持图中所示位置，磁感应强度大小随时间线性变化．为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流，磁感应强度随时间的变化率的大小应为(　　)图2A.B.C.D.2．[法拉第电磁感应定律的应用]如图3甲所示，一个圆形线圈的匝数n＝100，线圈面积S＝200cm2，线圈的电阻r＝1Ω，线圈外接一个阻值R＝4Ω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3A．线

5、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大C．线圈电阻r消耗的功率为4×10－4WD．前4s内通过R的电荷量为4×10－4C　　　法拉第电磁感应定律解题技巧(1)公式E＝n是求解回路某段时间内平均电动势的最佳选择．(2)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．(3)通过回路截面的电荷量q仅与n、ΔΦ和回路总电阻R总有关，与时间长短无关．推导如下：q＝Δt＝·Δt＝.考点二　导体切割磁感线产生感应电动势的计算1．公式E＝Blv的使用条件(1)____磁场

6、．(2)B、l、v三者相互____(3)如不垂直，用公式E＝Blvsinθ求解，θ为B与v方向间的夹角．2．“瞬时性”的理解(1)若v为瞬时速度，则E为____感应电动势．(2)若v为平均速度，则E为____感应电动势．3．切割的“有效长度”公式中的l为有效切割长度，即导体在与v垂直的方向上的投影长度．图4中有效长度分别为：图4甲图：l＝sinβ；乙图：沿v1方向运动时，l＝；沿v2方向运动时，l＝0.丙图：沿v1方向运动时，l＝R；沿v2方向运动时，l＝0；沿v3方向运动时，l＝R.4．“相对

7、性”的理解E＝Blv中的速度v是相对于磁场的速度，若磁场也运动，应注意速度间的相对关系．例2　(xx·四川·20)半径为a、右端开小口的导体圆环和长为2a的导体直杆，单位长度电阻均为R0.圆环水平固定放置，整个内部区域分布着垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B.直杆在圆环上以速度v平行于直径CD向右做匀速直线运动，直杆始终有两点与圆环良好接触，从圆环中心O开始，直杆的位置由θ确定，如图5所示．则(　　)图5A．θ＝0时，直杆产生的电动势为2BavB．θ＝时，直杆产生的电动势为BavC．θ＝0时

8、，直杆受的安培力大小为D．θ＝时，直杆受的安培力大小为递进题组3．[对E＝Blv的考查]如图6所示，水平放置的粗糙U形框架上接一个阻值为R0的电阻，放在垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，一个半径为L、质量为m的半圆形硬导体AC在水平向右的恒定拉力F作用下，由静止开始运动距离d后速度达到v，半圆形硬导体AC的电阻为r，其余电阻不计．下列说法正确的是(　　)图6A．此时AC两端电压为UAC＝2BLvB．此时AC两端电压为UAC＝C．此过程中电路产生的电热为Q＝Fd－mv2D．此过程中通过