2020届高考物理总复习教科版课件:第10章 电磁感应 第2课时 法拉第电磁感应定律 自感和涡流 (数理化网).ppt
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1、第2课时 法拉第电磁感应定律 自感和涡流,基础回顾,核心探究,演练提升,基础回顾 自主梳理融会贯通,知识梳理,一、法拉第电磁感应定律 1.感应电动势 (1)概念:由 产生的电动势. (2)产生条件:穿过回路的 发生改变,与电路是否闭合 . (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:电路中感应电动势的大小,跟穿过这个电路的 成正比. (2)公式:E=n ,其中n为线圈匝数. (3)感应电流与感应电动势的关系:遵守闭合电路的 定律,即I= .,电磁感应,磁通量,无关,楞次定律,右手定则,磁通量的变化率,欧姆,3.导体切割磁感线时的感应电动势,Lvt,BLv
2、t,BLv,vcos ,vsin ,BLvsin ,(1)匀速转动:如图,导体棒以某一端点为轴,在匀强磁场中垂直于磁感线方向匀速转动产生感应电动势E=BL= (平均速度等于中点位置的线速度 L).,(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= . 导体b向垂直于导体棒的方向运动时,感应电动势最大,最大是 .,BLv,BLv,BLv,BLv,二、自感、涡流 1.自感 (1)概念:由于导体线圈本身的 变化而引起的电磁感应现象,叫做自感. (2)自感电动势 定义:在自感现象中产生的电动势叫做 . 表达式:EL= 。 (3)自感系数L 相关
3、因素:跟线圈的 、体积、 以及是否有铁芯有关. 单位:亨利(H),1 mH= H,1 H= H. 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 ,这种电流像水的旋涡,所以叫涡流.,电流,自感电动势,匝数,形状,感应电流,10-3,10-6,自主检测,1.思考判断 (1)磁通量变化越大,产生的感应电动势也越大.( ) (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,
4、但不能阻止电流的变化.( ),答案:(1) (2) (3) (4) (5) (6),2.(2018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.(2018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(
5、 ) 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,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,通过L3的电流由I3变为I1,再逐渐减小,故L3先变亮,然后逐渐变暗,选项B正确.,核心探究 分类探究各个击破,考点一 法拉第电磁感应定律的理解与应用,【典例1】 (2018合肥校级模拟)(多选)在如图(甲)所示的电
6、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510-2W D.S断开后,流经R2的电荷量为1.810-5C,AD,方法技巧 应用法拉第电磁感应定律注意点,多维训练,1. 法拉第电磁感应定律的理解(2018山东枣庄检测)如图(甲)所示,圆形线圈垂直放在匀强磁场里,第1 s内磁场
7、方向指向纸里,如图(乙).若磁感应强度大小随时间变化的关系如图(甲).那么,下面关于线圈中感应电流的说法正确的是( ) A.在第1 s内感应电流增大,电流方向为顺时针 B.在第2 s内感应电流减小,电流方向为逆时针 C.在第3 s内感应电流大小不变,电流方向为顺时针 D.在第4 s内感应电流大小不变,电流方向为顺时针,C,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=
8、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
9、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MNPQ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.,审题图示,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. (
10、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.,多维训练,1.转动切割(2016全国卷,20)(多选)法拉第圆盘发电机的示意图如图所示.铜圆盘安装在竖直的铜轴上,两铜片P,Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触.圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B中.圆盘旋转时,关于流过电阻R的电流,下列说法正确的是( ) A.若圆盘转动的角速度恒定,则电流大小恒定 B.若从上向下看,圆盘顺时针转动,则电流沿a到b的方向流动 C.若圆盘转动方向不变,角速度大小发生变化,则电流方向可能发生变化 D.若圆盘转动的角速度变为原来的2倍,则
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