专题92法拉第电磁感应定律自感和涡流.docx

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1、专题9.2法拉第电磁感应定律自感和涡流【高频考点解读】At1.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.【热点题型】题型一法拉第电磁感应定律的理解与应用例1、如图9-2-1甲所示，一个电阻值为R,匝数为n的圆形金属线圈与阻值为2R的电阻R连接成闭合回路。线圈的半径为ri。在线圈中半径为「2的圆形区域内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t变化的关系图线如图乙所示。图线与横、纵轴的截距分别为t。和B,导线的电阻不

2、计。求0至ti时间内图9-2-1(1)通过电阻R上的电流大小和方向;(2)通过电阻R上的电荷量q及电阻R上产生的热量。【解析】⑴根据辑次定律可知，通过电的电流方向为由匕到八根据法拉第电磁感应定律得线圈中的电动势力根据闭合电路欧姆定律得通过比的电流为0通过凡的电荷量嬲〃【答案】见解析17【方法规律】应用法拉第电磁感应定律解题的一般步骤(1)分析穿过闭合电路的磁场方向及磁通量的变化情况;(2)利用楞次定律确定感应电流的方向;(3)灵活选择法拉第电磁感应定律的不同表达形式列方程求解。【提分秘籍】1.怎么理解法拉第电磁感应定律17BASE=nTTE=n4；At(3)磁通量的变化

3、是由于面积和磁场变化共同引起的，则根据定义求,A①二①末一①初时一B1S1E=nAtA①，，，、,1,,⑴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①的大小、变化量A①的大小没有必然联系。A①(2)磁通量的变化率—对应①-t图线上某点切线的斜率。2.应用法拉第电磁感应定律的三种情况(1)磁通量的变化是由面积变化引起时，A①=B・AS,则(2)磁通量的变化是由磁场变化引起时，A①=AB•S,则1717ABAS丰noAt3.应用法拉第电磁感应定律应注意的三个问题(1)公式E=nTF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

4、,瞬时值才等于平均值。.AB(2)利用公式E=nS7r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、A①和回路电阻R有关，与时间长短无关。推导如下:-nA①q=IAt=FR17AtnA①【举一反三】如图9-2-4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=1◎，线圈外接一个阻值R=4a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()17甲乙图9-2-4A.线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

5、耗的功率为4X104WD.前4s内通过R的电荷量为4X104C解析士选C由愣次定律可知,线圈中的感应电流方向为逆时针方向，选项4错误；由法拉篱电芭感应定律可知，产生的感应电动势为£=塔=。.1七电阻R两端的电压不随时间变化，选项三错误j回路中电流『=7^7=0,02%线圈电阻「消耗的功率为-产「=4x10=凶，选项C正确,；前45内通过R的电荷量为4=n1rlt=dOflC，选项D错误b题型二导体切割磁感线产生感应电动势的计算例2、如图9-2-7所示，在水平面（纸面）内有3根相同的均匀金属棒ab、ac和MN其中ab、ac在a点接触，构成“V'字形导轨。空间存在垂直于纸面

6、的均匀磁场。用力使MN向右匀速运动，从图示位置开始计时，运动中MN台终与/bac的平分线垂直且和导轨保持良好接触。下列关于回路中电流i与时间t的关系图线，可能正确的是（）图9-2-71717图9-2-8【解析】解法1:设金属棒单位长度的电阻为R,匀速运动的速度为v,/bac为2。。t时刻导轨内切割磁感线的有效长度L=2vttan0,组成闭合回路的总电阻R=21coitQ+vttan0R=2vtR01cos1Q+tan0；,电动2EBVtan17势E=BLv=2Bv2ttan0,i=r=/1:为恒量，故A正确。Ri'+tan0；6s0!解法2:特殊值代入法假设7字形导轨的

7、夹角0=60°,设图示位置时MN勺有效切割长度为l,单位长度金属棒的电阻为R,…~,eBv.,一，，、一，人则有e=Blv,R=3lR。。所以i=己=",由此可以看出i为定值，与t无关，A正确。R3rt【答案】A【提分秘籍】1.E=Blv的特性(1)正交性：本公式要求磁场为匀强磁场，而且B、I、v三者互相垂直。(2)有效性：公式中的I为导体切割磁感线的有效长度。如图9-2-5中，导体棒的有效长度.为ab间的距离。XXXXXXXXXXXHXXXXXXX司KxxrxpxXX

8、XPXXXXXxxxxXb图9-2-5(3)相对性：E=B