选修34 法拉第电磁感应定律复习ppt课件

这是一份选修34 法拉第电磁感应定律复习ppt课件，共53页。PPT课件主要包含了磁通量，的变化率，Blvsinθ，Blv，自感电动势，感应电流，安培力，电磁驱动，楞次定律，答案ACD等内容，欢迎下载使用。
知识点一　　感应电动势的大小——知识回顾——1．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．(2)公式：E＝ .其中n为线圈的 ．
2．特殊情况(1)导体切割磁感线的情形：①一般情况：运动速度v和磁感线方向夹角为θ，则E＝ .②常用情况：运动速度v和磁感线方向垂直，则E＝ .(2)导体棒在磁场中转动：导体棒以端点为轴，在垂直于磁感线的匀强磁场中匀速转动产生感应电动势E＝ (平均速度取中点位置线速度 Lω)．
——基础自测——　穿过闭合回路的磁通量Φ随时间t变化的图象分别如下图①～④所示，下列关于回路中产生的感应电动势的论述，正确的是(　　)图1
A．图①中，回路产生的感应电动势恒定不变B．图②中，回路产生的感应电动势一直在变大C．图③中，回路在0～t1时间内产生的感应电动势小于在t1～t2时间内产生的感应电动势D．图④中，回路产生的感应电动势先变小再变大答案：D
知识点二　　自感现象和涡流——知识回顾——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，由于自感而产生的感应电动势叫做 ，其大小E＝ ，L为自感系数．(2)自感系数：L与线圈的 、 、 以及是否有 等因素有关，其单位是 ，符号是 .
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．(1)电磁阻尼：当导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受到，安培力的方向总是 导体的运动．(2)电磁驱动：如果磁场相对于导体转动，在导体中会产生 . 使导体受到安培力的作用，安培力使导体运动起来．交流感应电动机就是利用 的原理工作的．(3)电磁阻尼和电磁驱动的原理体现了 的推广应用．
——要点深化——通电和断电自感比较如下表
——基础自测——1．如下图(a)、(b)所示的电路中，电阻R和自感线圈L的电阻值都很小，且小于灯A的电阻，接通S，使电路达到稳定，灯泡A发光，则(　　)图2
A．在电路(a)中，断开S，A将渐渐变暗B．在电路(a)中，断开S，A将先变得更亮，然后渐渐变暗C．在电路(b)中，断开S，A将渐渐变暗D．在电路(b)中，断开S，A将先变得更亮，然后渐渐变暗
解析：在(a)电路中，灯A和线圈L串联，它们的电流相同，断开S时，线圈上产生自感电动势，阻碍原电流的减小，但流过灯A的电流仍逐渐减小，从而灯A只能渐渐变暗．(b)电路中电阻R和灯A串联，灯A的电阻大于线圈L的电阻，电流则小于线圈L中的电流，断开S时，电源不再给灯供电，而线圈产生自感电动势阻碍电流的减小，通过R、A形成回路，灯A中电流突然变大，灯A变得更亮，然后渐渐变暗．故A、D正确．答案：AD
2．如右图所示，一闭合金属球用绝缘细线挂于O点，将金属球拉离平衡位置并释放，金属球摆动过程中经过一匀强磁场区域，该区域的宽度比金属球的直径大，不计空气阻力，则下述说法中正确的是(　　)
A．金属球向右穿过磁场后，还能摆至原高度B．在进入和离开磁场时，金属球中均有涡流产生C．金属球进入磁场后离平衡位置越近速度越大，感应电流也越大D．金属球最终将静止在平衡位置答案：B
题型一　　感应电动势的分析与计算[例1]　如图4所示，水平放置的平行金属导轨，相距L＝0.50 m，左端接一电阻R＝0.20 Ω，磁感应强度B＝0.40 T的匀强磁场方向垂直于导轨平面，导体棒ab垂直放在导轨上，并能无摩擦地沿导轨滑动，导轨和导体棒的电阻均可忽略不计，当ab以v＝4.0 m/s的速度水平向右匀速滑动时，求：
图4(1)ab棒中感应电动势的大小，并指出a、b哪端电势高？(2)回路中感应电流的大小；(3)维持ab棒做匀速运动的水平外力F的大小．
[答案]　(1)0.80 V　φa＞φb　(2)4.0 A(3)0.8 N
2．电势高低的判断方法：(1)要明确磁场的方向及导体运动的方向；(2)据右手定则判断出感应电流的方向即感应电动势的方向；(3)把切割磁感线导体作为电源，在电源内部电流从低电势点(负极)流向高电势点(正极)．
变式1—1　(2009·山东高考)如图5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．图5
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(　　)
题型二　　计算通过导体的电荷量[例2]　如图6，在匀强磁场中固定放置一根串接一电阻R的直角形金属导轨aOb(在纸面内)磁场方向垂直纸面朝里，另有两根金属导轨c、d分别平行于Oa、Ob放置．保持导轨之间接触良好，金属导轨的电阻不计．现经历以下四个过程：①以速率v移动d，使它与Ob的距离增大一倍；②再以速率v移动c，使它与Oa的距离减小一半；③然后，再以速率2v移动c，使它回到原处；④最后以速率2v移动d，使它也回到原处．设上述四个过程中通过电阻R的电荷量的大小依次为Q1、Q2、Q3和Q4，则(　　)
图6A．Q1＝Q2＝Q3＝Q4B．Q1＝Q2＝2Q3＝2Q4C．2Q1＝2Q2＝Q3＝Q4D．Q1≠Q2＝Q3≠Q4
变式2—1　(2009·安徽高考)如图7甲所示，一个电阻为R，面积为S的矩形导线框abcd，水平放置在匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B，方向与ad边垂直并与线框平面成45°角，、′分别是ab边和cd边的中点．现将线框右半边bc′绕′逆时针旋转90°到图7乙所示位置．在这一过程中，导线中通过的电荷量是(　　)图7
答案：A
题型三　　自感问题[例3]　如图8所示的电路，开关原先闭合，电路处于稳定状态，在某一时刻突然断开开关S，则通过电阻R1中的电流I1随时间变化的图线可能是下图中的(　　)图8
[解析]　开关S原先闭合时，电路处于稳定状态，流过R1的电流方向向左，大小为I1，与R1并联的R2和线圈L支路，电流I2的方向也向左，当某一时刻开关S突然断开时，L中向左的电流I2要减小，因自感现象，线圈L产生自感电动势，在回路“L→R1→A→R2”中形成感应电流，电流通过R1的方向与原来反向，变为向右，并从I2开始逐渐减小到零，故D选项正确．[答案]　D
题后反思解决自感现象问题的关键在于认真分析电路，把握电路中线圈的电流发生变化时，自感线圈会产生自感电动势阻碍原电流的变化，应用楞次定律再进行判断分析．
变式3—1　(2010·北京高考)在如图9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：闭合S通电后，由于电感线圈的自感作用，i1逐渐增大，最终达到稳定值，而i2直接增大至稳定值后保持不变，所以选项B正确．答案：B
1．一航天飞机下有一细金属杆，杆指向地心．若仅考虑地磁场的影响，则当航天飞机位于赤道上空(　　)
A．由东向西水平飞行时，金属杆中感应电动势的方向一定由上向下B．由西向东水平飞行时，金属杆中感应电动势的方向一定由上向下C．沿经过地磁极的那条经线由南向北水平飞行时，金属杆中感应电动势的方向一定由下向上D．沿经过地磁极的那条经线由北向南水平飞行时，金属杆中一定没有感应电动势
解析：在赤道上空由东向西水平飞行时，切割地磁线，由右手定则可判得A正确，B错误．在沿南北水平方向飞行时，不切割地磁线，不会产生感应电动势，所以C错误，D正确．答案：AD
2．(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1s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1s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(　　)
3．(2010·江苏高考)如图10所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，电感L的电阻不计，电阻R的阻值大于灯泡D的阻值．在t＝0时刻闭合开关S，经过一段时间后，在t＝t1时刻断开S.下列表示A、B两点间电压UAB随时间t变化的图象中，正确的是(　　)
解析：闭合开关S后，灯泡D直接发光，电感L的电流逐渐增大，电路中的总电流也将逐渐增大，电源内电压增大，则路端电压UAB逐渐减小；断开开关S后，灯泡D中原来的电流突然消失，电感L中的电流通过灯泡形成的闭合回路逐渐减小，所以灯泡D中电流将反向，并逐渐减小为零，即UAB反向逐渐减小为零，所以选项B正确．答案：B
4．如图11所示，半径为R，单位长度电阻为λ的均匀导体圆环固定在水平面上，圆环中心为O，匀强磁场垂直水平面方向向下，磁感应强度为B.平行直径MON的导体杆ab，沿垂直于杆的方向向右运动，杆的电阻可以忽略不计，杆与圆环接触良好，某时刻杆的位置如图11所示，∠aOb＝2θ，速度为v，求此刻作用在杆上安培力的大小．
5．如图12所示，导线全部为祼导线，半径为r的圆内有垂直于圆平面的匀强磁场，磁感应强度为B，一根长度大于2r的导体棒MN以速度v在圆环上无摩擦地自左端匀速滑动到右端．电路中固定电阻为R，其余电阻不计，试求MN从圆环的左端滑动到右端的过程中电阻R上的电流的平均值及通过的电荷量．