2020版高考物理人教版(山东专用)一轮复习课件:第十章 第2节 法拉第电磁感应定律 自感和涡流 .ppt
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1、第2节 法拉第电磁感应定律 自感和涡流,基础过关,考点研析,素养提升,基础知识,一、法拉第电磁感应定律,基础过关 紧扣教材自主落实,1.感应电动势 (1)概念:在 中产生的电动势.,电磁感应现象,(2)产生条件:穿过回路的 发生改变,与电路是否闭合 .,磁通量,(3)方向判断:感应电动势的方向用 或 判断.,2.法拉第电磁感应定律 (1)内容:感应电动势的大小跟穿过这一电路的 成正比.,无关,楞次定律,右手定则,磁通量的变化率,欧姆,(2)下面图示情况,a,b,c,d四段导体两端的感应电动势各为多大?,Ea= ;Eb= ;Ec= ;Ed= .,Blv,Blv,Blv,Blv,lvt,Blvt,
2、Blv,vcos ,vsin ,Blvsin ,4.导线切割磁感线时的反电动势 (1)概念:电动机转动时,线圈中也会产生感应电动势,这个感应电动势总要削弱电源电动势的作用,我们把这个电动势称为 . (2)作用:反电动势阻碍电动机线圈的转动.,反电动势,二、自感、涡流 1.自感现象 (1)概念:由于导体本身的 变化而产生的电磁感应现象称为自感. (2)自感电动势 定义:在自感现象中产生的感应电动势叫做 . 表达式:E= . L称为自感系数,其大小与线圈的 、形状、 以及是否有铁芯有关. (3)作用:阻碍电路中 的变化. 2.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 ,这种电流
3、像水的旋涡,所以叫涡流.,电流,自感电动势,大小,圈数,电流,感应电流,(1)磁通量变化越大,产生的感应电动势也越大.( ),过关巧练,1.思考判断,(2)磁通量变化越快,产生的感应电动势就越大.( ) (3)磁场相对导体棒运动时,导体棒中也能产生感应电动势.( ) (4)线圈匝数n越多,磁通量越大,产生的感应电动势越大.( ) (5)线圈中的电流越大,自感系数也越大.( ) (6)自感电动势阻碍电流的变化,但不能阻止电流的变化.( ),2.(2018广东惠州调研)(多选)如图(甲)所示,面积S=1 m2的导体圆环内通有 垂直于圆平面向里的磁场,磁场的磁感应强度B随时间t变化的关系如图(乙)所
4、示(B取向里为正),以下说法正确的是( ) A.环中产生逆时针方向的感应电流 B.环中产生顺时针方向的感应电流 C.环中产生的感应电动势大小为1 V D.环中产生的感应电动势大小为2 V,AC,3.(2019江苏无锡模拟)如图所示,三个灯泡L1,L2,L3的电阻关系为R1R2R3,电感线圈L的电阻可忽略,D为理想二极管,开关S从闭合状态突然断开时,下列判断正确的是( ) A.L1逐渐变暗,L2,L3均先变亮,然后逐渐变暗 B.L1逐渐变暗,L2立即熄灭,L3先变亮,然后逐渐变暗 C.L1立即熄灭,L2,L3均逐渐变暗 D.L1,L2,L3均先变亮,然后逐渐变暗,B,解析:开关S处于闭合状态时,
5、由于R1I2I3,开关S从闭合状态突然断开时,L产生自感电动势,由于二极管的反向截止作用,L2立即熄灭,电感线圈、L1,L3组成闭合回路,L1逐渐变暗,L3先变亮,然后逐渐变暗,选项B正确.,4.如图所示,单匝线圈ABCD在外力作用下以速度v向右匀速进入匀强磁场,第二次又以速度2v匀速进入同一匀强磁场.求:,(1)第二次与第一次线圈中最大电流之比;,答案:(1)21,(2)第二次与第一次外力做功的最大功率之比;,答案:(2)41,(3)第二次与第一次线圈中产生热量之比.,答案:(3)21,考点一 法拉第电磁感应定律的理解与应用,考点研析 核心探究重难突破,【典例1】 (2019安徽合肥校级模拟
6、)(多选)在如图(甲)所示的电路中,螺线管匝数n=1 500匝,横截面积S=20 cm2.螺线管导线电阻r=1.0 ,R1= 4.0 ,R2=5.0 ,C=30F.在一段时间内,穿过螺线管的磁场的磁感应强度B按如图(乙)所示的规律变化.则下列说法中正确的是( ) A.螺线管中产生的感应电动势为1.2 V B.闭合S,电路中的电流稳定后电容器上极板带正电 C.电路中的电流稳定后,电阻R1的电功率为410-2 W D.S断开后,流经R2的电荷量为1.810-5 C,AD,审题图示,方法技巧,应用法拉第电磁感应定律注意点,题组训练,1.法拉第电磁感应定律的理解(2019四川龙泉中学高三月考)(多选)
7、如图所示,半径为2r的弹性螺旋线圈内有垂直纸面向外的圆形匀强磁场区域,磁场区域的半径为r,已知弹性螺旋线圈的电阻为R,线圈与磁场区域共圆心,则以下说法中正确的是( ),BC,2.法拉第电磁感应定律的应用(2016北京卷,16)如图所示,匀强磁场中有两个导体圆环a,b,磁场方向与圆环所在平面垂直.磁感应强度B随时间均匀增大.两圆环半径之比为 21,圆环中产生的感应电动势分别为Ea和Eb,不考虑两圆环间的相互影响.下列说法正确的是( ) A.EaEb=41,感应电流均沿逆时针方向 B.EaEb=41,感应电流均沿顺时针方向 C.EaEb=21,感应电流均沿逆时针方向 D.EaEb=21,感应电流均
8、沿顺时针方向,B,考点二 导体切割磁感线产生感应电动势的计算,公式E=Blv的“四性” 1.正交性:公式是在一定条件下得出的,除磁场为匀强磁场外,还需B,l,v三者互相垂直. 2.瞬时性:若v为瞬时速度,则E为相应的瞬时感应电动势. 3.有效性:公式中的l为导体切割磁感线的有效长度.即导体与v垂直方向上的投影长度.如图中有效长度分别为:,4.相对性:公式中的速度v是导体相对磁场的速度,若磁场也在运动,应注意速度间的相对关系.,【典例2】 (2017江苏卷,13)如图所示,两条相距d的平行金属导轨位于同一水平面内,其右端接一阻值为R的电阻.质量为m的金属杆静置在导轨上,其左侧的矩形匀强磁场区域M
9、NPQ的磁感应强度大小为B、方向竖直向下.当该磁场区域以速度v0匀速地向右扫过金属杆后,金属杆的速度变为v.导轨和金属杆的电阻不计,导轨光滑且足够长,杆在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触.求: (1)MN刚扫过金属杆时,杆中感应电流的大小I; (2)MN刚扫过金属杆时,杆的加速度大小a; (3)PQ刚要离开金属杆时,感应电流的功率P.,审题指导,反思总结,(1)在应用公式E=Blv求解电动势时,其中“v”为相对于磁场的速度大小. (2)求解切割类电磁感应中电流、安培力、电功、电功率、加速度、动量、动能等物理量时,牛顿运动定律、功能关系、动能定理及直流电路规律同样适用.,题组训练
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