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    高考物理人教版选修3-2 9.2《楞次定律 自感现象》课件
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    人教版 (新课标)选修33 楞次定律授课ppt课件

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    这是一份人教版 (新课标)选修33 楞次定律授课ppt课件,共37页。PPT课件主要包含了电磁感应现象,闭合电路欧姆定律,磁通量的变化率,BLvsinθ,速度与磁场方向,互感电动势,自感电动势,形状圈数,是否带有铁芯,线圈的横截面积越大等内容,欢迎下载使用。

    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.
    2.法拉第电磁感应定律(1)内容:电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路的成正比.(3)导体切割磁感线时的感应电动势:E=,其中θ为的夹角.
    3.互感一个线圈中电流变化,而在另一个线圈中产生感应电动势的现象,称为 .互感现象产生的感应电动势,称为.4.自感(1) 的电磁感应现象,叫做自感现象.自感现象中产生的感应电动势叫 .
    导体本身的电流发生变化而产生
    (3)线圈的自感系数与线圈的 、 等因素有关.实验表明, ,,自感系数越大.另外,带有铁芯的线圈的自感系数比没有铁芯时得多.自感系数的单位是,符号为 ,更小的单位有 .1 H=mH,1 H=μH.
    毫亨(mH)、微亨(μH)
    5.涡流(1)定义:当线圈中的电流随时间变化时,线圈附近的任何导体中都会产生 ,电流在导体内 很像水的旋涡,因此把它叫做涡电流,简称涡流.(2)涡流的应用:等.(3)涡流的防止:为减小涡流,电动机、变压器铁芯是用叠成的,而不采用整块硅钢铁芯.
    真空冶炼炉、探雷器、安检门
    【案例1】 (2010·江苏高考)一矩形线框置于匀强磁场中,线框平面与磁场方向垂直.先保持线框的面积不变,将磁感应强度在1 s时间内均匀地增大到原来的两倍.接着保持增大后的磁感应强度不变,在1 s时间内,再将线框的面积均匀地减小到原来的一半.先后两个过程中,线框中感应电动势的比值为(  )
    【即时巩固1】 有一面积为S=100 cm2的金属环,电阻为R=0.1 Ω,环中磁场变化规律如图所示,且磁场方向垂直环面向里.在t1到t2时间内,环中感应电流的方向如何变化?通过金属环的电荷量为多少?
    【解析】 (1)由楞次定律,可以判断金属环中感应电流方向为逆时针方向.【答案】 逆时针方向 0.01 C
    考点二 导体切割磁感线所产生感应电动势的计算1.导体平动切割磁感线所产生感应电动势的计算(1)当L、v与B两两垂直,且导体上各点以相同的速率在匀强磁场中切割磁感线时,产生的感应电动势大小为:E=BLv.(2)当L⊥B,L⊥v,而B与v成θ夹角时,如图甲所示,导体切割磁感线产生的感应电动势大小为:E=BLvsinθ. 甲 乙
    (3)若导线是曲折的,则L应是导线的有效切割长度,即为导线两端点在v、B所决定平面的垂线上的投影长度.如图乙所示的3种情况,感应电动势相同.(4)公式E=BLv中,若v为一段时间内的平均速度,则E为平均感应电动势;若v为瞬时速度,则E为瞬时感应电动势.
    【案例2】 (2009·山东理综)如图所示,一导线弯成半径为a的半圆形闭合回路.虚线MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场.方向垂直于回路所在的平面.回路以速度v向右匀速进入磁场,直径CD始终与MN垂直.从D点到达边界开始到C点进入磁场为止,下列结论正确的是(  )A.感应电流方向不变B.CD段直导线始终不受安培力C.感应电动势最大值Em=Bav
    【即时巩固2】 (2011·安徽理综)如图所示的区域内有垂直于纸面的匀强磁场,磁感应强度为B.电阻为R、半径为L、圆心角为45°的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的O轴以角速度ω匀速转动(O轴位于磁场边界).则线框内产生的感应电流的有效值为( )
    A. B. C. D.
    【解析】扇形闭合导线框切割磁感线的有效长度始终是半径L,各点的平均速度 ,导线框进磁场和出磁场时有感应电流产生,由法拉第电磁感应定律和有效值的定义有: 可得     ,故D正确,A、B、C错误.     
    【案例3】半径为a的圆形区域内有均匀磁场,磁感应强度为B=0.2 T,磁场方向垂直纸面向里,半径为b的金属圆环与磁场同心放置,磁场与环面垂直,其中a=0.4 m,b=0.6 m,金属圆环上分别接有灯L1、L2,两灯的电阻均为R0=2 Ω,一金属棒MN与金属圆环接触良好,棒与环的电阻均忽略不计.(1)若棒以v0=5 m/s的速率在环上向右匀速滑动,求棒滑过圆环直径OO′的瞬间(如图所示)MN中的电动势和流过灯L1的电流.
    (2)撤去中间的金属棒MN,将右面的半圆环OL2O′以OO′为轴向上翻转90°,若此时磁场随时间均匀变化,其变化率为 T/s,求L1的功率.
    【解析】(1)棒通过圆环直径时切割磁感线的有效长度L=2a,棒中产生的感应电动势为E=BLv=B·2av0=0.2×0.8×5 V=0.8 V.当不计棒和圆环的电阻时,直径OO′两端的电压U=E=0.8 V,通过灯L1的电流为(2)右半圆环上翻90°后,穿过回路的磁场有效面积为原来的一半,S′= πa2,
    磁场变化时回路中产生的感应电动势为 由于L1、L2两灯相同,圆环电阻不计,所以每个灯的电压均为 L1的功率为
    【答案】(1)0.8 V 0.4 A (2)1.28×10-2 W
    【即时巩固3】如图,金属杆ab放在光滑的水平金属导轨上,与导轨组成闭合矩形电路,长l1=0.8 m,宽l2=0.5 m,回路总电阻R=0.2 Ω,回路处在竖直向上的磁场中,金属杆用水平绳通过定滑轮连接质量M=0.04 kg的木块,磁感应强度从B0=1 T开始随时间均匀增强,5 s末木块将离开水平面,不计一切摩擦,g取10 m/s2,求回路中的电流.
    考点三 自感现象及互感现象1.通电自感和断电自感的比较
    2.互感两个线圈之间未经导线连接,但当一个线圈中的电流变化时,它所产生的变化的磁场会在另一个线圈中产生感应电动势,这种现象称为互感.互感过程中产生的电动势称为互感电动势.互感现象是变压器的工作基础.在电子电路中,互感现象会影响电路的正常工作,应设法减小电路间的互感.
    【案例4】(2010·北京理综)在如图所示的电路中,两个相同的小灯泡L1和L2分别串联一个带铁芯的电感线圈L和一个滑动变阻器R.闭合开关S后,调整R,使L1和L2发光的亮度一样,此时流过两个灯泡的电流均为I.然后,断开S.若t′时刻再闭合S,则在t′前后的一小段时间内,正确反映流过L1的电流i1、流过L2的电流i2随时间t变化的图象是( )
    【解析】电路图如下图所示.t′时刻闭合S,则由于线圈L的自感作用,通过小灯泡L1的电流i1从零逐渐增加,直到达到稳定值I,故小灯泡L1的电流变化为B图象所示;而灯L2所在支路没有上述现象,S一闭合,电流i2就为稳定值I,故图象C、D均错.
    【即时巩固4】(2011·北京理综)某同学为了验证断电自感现象,自己找来带铁心的线圈L、小灯泡A、开关S和电池组E,用导线将它们连接成如图所示的电路.检查电路后,闭合开关S,小灯泡发光;再断开开关S,小灯泡仅有不显著的延时熄灭现象.虽经多次重复,仍未见老师演示时出现的小灯泡闪亮现象,他冥思苦想找不出原因.你认为最有可能造成小灯泡未闪亮的原因是( )A.电源的内阻较大 B.小灯泡电阻偏大C.线圈电阻偏大 D.线圈的自感系数较大
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