第2講法拉第電磁感應定律、自感、渦流1/43一、法拉第電磁感應定律1．感應電動勢(1)感應電動勢：在______________中產生電動勢．產生感應電動勢那部分導體就相當于________，導體電阻相當于___________．(2)感應電流與感應電動勢關系：遵照____________________定律，即I＝________.考點O講堂梳理自查電磁感應現象電源電源內阻閉合電路歐姆

2/432．法拉第電磁感應定律(1)內容：閉合電路中感應電動勢大小，跟穿過這一電路磁通量________成正比．(2)公式：E＝________，n為線圈匝數．改變率

Blv

3/43二、自感與渦流1．自感現象(1)概念：因為導體本身______改變而產生電磁感應現象稱為自感，因為自感而產生感應電動勢叫作_______________．(2)表示式：E＝________.(3)自感系數L影響原因：與線圈________、形狀、________以及是否有鐵芯相關．電流自感電動勢大小匝數4/432．渦流：當線圈中電流發生改變時，在它附近任何導體中都會產生像____________狀感應電流．(1)電磁阻尼：當導體在磁場中運動時，感應電流會使導體受到________，安培力方向總是________導體運動．(2)電磁驅動：假如磁場相對于導體轉動，在導體中會產生__________，使導體受到安培力作用，安培力使導體運動起來．交流感應電動機就是利用________原理工作．水旋渦安培力妨礙感應電流電磁驅動5/431．[對法拉第電磁感應定律考查]以下幾個說法正確是()A．線圈中磁通量改變越大，線圈中產生感應電動勢一定越大B．線圈中磁通量越大，產生感應電動勢一定越大C．線圈放在磁場越強位置，產生感應電動勢一定越大D．線圈中磁通量改變越快，線圈中產生感應電動勢越大【答案】D6/43【解析】依據法拉第電磁感應定律可知，感應電動勢與磁通量無關，與磁通量改變量無關，與匝數和磁通量改變率成正比，所以選項A、B都是錯誤；磁場強弱與感應電動勢無關，所以選項C錯誤；線圈中磁通量改變越快意味著線圈磁通量改變率大，依據法拉第電磁感應定律可知，感應電動勢與磁通量改變率成正比，在此條件下線圈中產生感應電動勢越大，故選項D是正確．7/432．[對導體切割磁感線考查]如圖所表示，在磁感應強度為B，方向垂直紙面向里勻強磁場中，金屬桿MN在平行金屬導軌上以速度v向右勻速滑動，MN中產生感應電動勢為E1；若磁感應強度增為2B，其它條件不變，MN中產生感應電動勢變為E2.則經過電阻R電流方向及E1與E2之比E1∶E2分別為()A．c→a,2∶1 B．a→c,2∶1C．a→c,1∶2 D．c→a,1∶2【答案】C8/433．[對渦流考查](多項選擇)如圖所表示，A，B為大小、形狀均相同且內壁光滑，但用不一樣材料制成圓管，豎直固定在相同高度．兩個相同磁性小球，同時從A，B管上端管口無初速度釋放，穿過A管小球比穿過B管小球先落到地面．下面對于兩管描述可能正確是()A．A管是用塑料制成，B管是用銅制成B．A管是用鋁制成，B管是用膠木制成C．A管是用膠木制成，B管是用塑料制成D．A管是用膠木制成，B管是用鋁制成【答案】AD9/43【解析】磁性小球穿過金屬圓管過程中，將圓管看作由許多金屬圓環組成，小球磁場使每個圓環中產生感應電流，依據楞次定律得，該電流妨礙磁性小球下落，小球向下運動加速度小于重力加速度；小球在塑料、膠木等非金屬材料圓管中不會產生感應電流，小球依然做自由落體運動，穿過塑料、膠木圓管時間比穿過金屬圓管時間少．10/43考點1法拉第電磁感應定律了解與應用11/4312/4313/43例1如圖甲所表示，一個電阻值為R，匝數為n圓形金屬線圈與阻值為2R電阻R1連接成閉合回路．線圈半徑為r1.在線圈中半徑為r2圓形區域內存在垂直于線圈平面向里勻強磁場，磁感應強度B隨時間t改變關系圖線如圖乙所表示．圖線與橫、縱軸截距分別為t0和B0，導線電阻不計．求0至t1時間內，(1)經過電阻R1上電流大小和方向；(2)經過電阻R1上電荷量q及電阻R1上產生熱量．14/43思緒剖析：(1)要判斷感應電流方向和感應電動勢大小應用什么規律？(2)要求解經過R1電荷量及R1上產生熱量應用哪些公式？15/43練1(屆江蘇名校模擬)如圖甲所表示，一個圓形線圈匝數n＝100，線圈面積S＝200cm2，線圈電阻r＝1Ω，線圈外接一個阻值R＝4Ω電阻，把線圈放入一方向垂直線圈平面向里勻強磁場中，磁感應強度隨時間改變規律如圖乙所表示．以下說法中正確是()16/43A．電阻R兩端電壓保持不變B．初始時刻穿過線圈磁通量為0.4WbC．線圈電阻r消耗功率為4×10－4WD．前4s內經過R電荷量為4×10－4C【答案】AC17/4318/43應使用方法拉第電磁感應定律解題普通步驟1．分析穿過閉合電路磁場方向及磁通量改變情況；2．利用楞次定律確定感應電流方向；3．靈活選擇法拉第電磁感應定律不一樣表示形式列方程求解．19/431．E＝Blv特征(1)正交性：要求磁場為勻強磁場，而且B，l，v三者相互垂直．(2)有效性：l為導體切割磁感線有效長度．如圖甲中，導體棒有效長度為ab間距離．(3)相對性：v是導體相對磁場速度，若磁場也在運動，應注意速度間相對關系．考點2導體切割磁感線產生感應電動勢計算20/4321/4322/4323/43思緒剖析：(1)金屬棒切割磁感線有效長度是哪一部分？怎樣求電路中感應電動勢？(2)組成閉合回路總電阻怎樣改變？怎樣求出？【答案】B24/4325/4326/4327/43公式E＝lvB中l意義應了解為導體有效切割長度．所謂導體有效切割長度，指是切割導體兩端點連線在同時垂直于v和B方向上投影長度．對于公式E＝lvB中v，首先應了解為導體與磁場間相對速度，所以即使導體不動而磁場運動，也能使導體切割磁感線而產生感應電動勢；其次，還應注意到v應該是垂直切割速度；另外，還應注意到在“旋轉切割”這類問題中，導體棒上各部分切割速度不一樣，此時v則應了解為導體棒上各部分切割速度平均值，在數值上普通等于旋轉導體棒中點切割速度．28/431．自感現象“妨礙”作用了解(1)流過線圈電流增加時，線圈中產生自感電動勢與電流方向相反，妨礙電流增加，使其遲緩地增加．(2)流過線圈電流減小時，線圈中產生自感電動勢與電流方向相同，妨礙電流減小，使其遲緩地減小．考點3通電自感和斷電自感29/432．自感現象四大特點(1)自感電動勢總是妨礙導體中原電流改變．(2)經過線圈中電流不能發生突變，只能遲緩改變．(3)電流穩定時，自感線圈就相當于普通導體．(4)線圈自感系數越大，自感現象越顯著，自感電動勢只是延緩了過程進行，但它不能使過程停頓，更不能使過程反向．30/43例3(多項選擇)如圖所表示電路中，L為一個自感系數很大、直流電阻不計線圈，D1，D2是兩個完全相同電燈，E是內阻不計電源．t＝0時刻，閉合開關S，經過一段時間后，電路到達穩定，t1時刻斷開開關S.I1，I2分別表示經過電燈D1和D2中電流，要求圖中箭頭所表示方向為電流正方向，以下各圖中能定性描述電流I隨時間t改變關系是()31/43思緒剖析：開關S閉合時，線圈L對電流I1，I2有什么影響？斷開開關S后，線圈L對電流I1，I2有什么影響？【答案】AC【解析】當S閉合時，L自感作用會妨礙其中電流變大，電流從D1流過；當L妨礙作用變小時，L中電流變大，D1中電流變小至零；D2中電流為電路總電流，電流流過D1時，電路總電阻較大，電流較小，當D1中電流為零時，電流流過L與D2，總電阻變小，電流變大至穩定；當S再斷開時，D2馬上熄滅，D1與L組成回路，因為L自感作用，D1慢慢熄滅，電流反向且減小；總而言之知選項A、C正確．32/43練3某同學為了驗證斷電自感現象，自己找來帶鐵芯線圈L，小燈泡A，開關S和電池組E，用導線將它們連接成如圖所表示電路．檢驗電路后，閉合開關S，小燈泡發光；再斷開開關S，小燈泡僅有不顯著延時熄滅現象．雖經屢次重復，仍未見老師演示時出現小燈泡閃亮現象，他冥思苦想找不出原因，你認為最有可能造成小燈泡未閃亮原因是()A．電源內阻較大B．小燈泡電阻偏大C．線圈電阻偏大D．線圈自感系數較大【答案】C33/43【解析】閉合開關S，電路穩定后小燈泡正常發光時，假如電感線圈L電阻比小燈泡A電阻大，則電感線圈L中電流IL比小燈泡A中電流IA小，當開關S斷開時，則因為自感現象，電感線圈L和小燈泡A組成回路使電感線圈L和小燈泡A中電流從IL開始減小，看不到小燈泡閃亮現象，故C項可能．其它項都會產生閃亮現象．34/43分析自感現象兩點注意1．經過自感線圈中電流不能發生突變，即通電過程，線圈中電流是逐步變大；斷電過程，線圈中電流是逐步變小，方向不變．此時線圈可等效為“電源”，該“電源”與其它電路元件形成回路．2．斷電自感現象中燈泡是否“閃亮”問題判斷，在于對電流大小分析，若斷電后經過燈泡電流比原來強，則燈泡先閃亮后再慢慢熄滅．35/43熱點題組一法拉第電磁感應定律1．(多項選擇)(年武漢調研)如圖甲所表示，面積S＝1m2導體圓環內通有垂直于圓平面向里磁場，磁場磁感應強度B隨時間t改變關系如圖乙所表示(B取向里為正)，以下說法正確是()A．環中產生逆時針方向感應電流B．環中產生順時針方向感應電流C．環中產生感應電動勢大小為1VD．環中產生感應電動勢大小為2V【答案】AC模擬精選·組合專練36/4337/4338/43熱點題組二導體切割磁感線產生感應電動勢3．(年太原模擬)如圖所表示，在抗戰勝利70周年閱兵盛典上，我國預警機“空警－500”在天安門上空時機翼保持水平，以4.5×102km/h速度自東向西飛行．該機翼展(兩翼尖之間距離)為50m，北京地域地磁場豎直分量向下，大小為4.7×10－5T，則()A．兩翼尖之間電勢差為2.9VB．兩翼尖之間電勢差為1.1VC．飛行員左方翼尖電勢比右方翼尖電勢高D．飛行員左方翼尖電勢比右方翼尖電勢低39/43【答案】C【解析】飛機飛行速度4.5×102km/h＝125m/s，飛機兩翼間電勢差為E＝BLv＝4.7×10－5×50×125V＝0.29V，