(新高考)高考物理一轮复习课件第11章 第2讲 法拉第电磁感应定律、自感和涡流(含解析)

这是一份(新高考)高考物理一轮复习课件第11章 第2讲 法拉第电磁感应定律、自感和涡流(含解析)，共60页。PPT课件主要包含了目标要求，考点三自感现象，课时精练，内容索引，磁通量，楞次定律，磁通量的变，考向1，考向2，平动切割磁感线等内容，欢迎下载使用。
1.理解并应用法拉第电磁感应定律.2.会计算导体棒切割磁感线产生的感应电动势.3.了解自感现象、涡流、电磁驱动和电磁阻尼.
考点一　法拉第电磁感应定律的理解及应用
考点二　导体切割磁感线产生的感应电动势
考点四　涡流　电磁阻尼和电磁驱动
NEIRONGSUOYIN
1.感应电动势(1)感应电动势：在电磁感应现象中产生的电动势.(2)产生条件：穿过回路的　　　发生改变，与电路是否闭合无关.(3)方向判断：感应电动势的方向用　　　　或右手定则判断.
2.法拉第电磁感应定律(1)内容：闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的__________　　成正比.
例1　(多选)(2018·全国卷Ⅲ·20)如图1(a)，在同一平面内固定有一长直导线PQ和一导线框R，R在PQ的右侧.导线PQ中通有正弦交流电i，i的变化如图(b)所示，规定从Q到P为电流正方向.导线框R中的感应电动势
判断感应电动势的方向、大小
例2　(多选)(2019·全国卷Ⅰ·20)空间存在一方向与纸面垂直、大小随时间变化的匀强磁场，其边界如图2(a)中虚线MN所示.一硬质细导线的电阻率为ρ、横截面积为S，将该导线做成半径为r的圆环固定在纸面内，圆心O在MN上.t＝0时磁感应强度的方向如图(a)所示；磁感应强度B随时间t的变化关系如图(b)所示.则在t＝0到t＝t1的时间间隔内
感应电动势、感应电流的计算
A.圆环所受安培力的方向始终不变B.圆环中的感应电流始终沿顺时针方向
解析　在0～t0时间内，磁感应强度减小，根据楞次定律可知感应电流的方向为顺时针，圆环所受安培力水平向左；在t0～t1时间内，磁感应强度反向增大，感应电流的方向仍为顺时针，圆环所受安培力水平向右，所以选项A错误，B正确；
1.(法拉第电磁感应定律的应用)如图3所示，竖直放置的矩形导线框MNPQ边长分别为L和2L，M、N间连接水平的平行板电容器，两极板间距为d，虚线为线框中轴线，虚线右侧有垂直线框平面向里的匀强磁场.两极板间有一质量为m、电荷量为q的带负电油滴恰好处于平衡状态，已知重力加速度为g，则该磁场磁感应强度大小B的变化情况及其变化率分别是
解析　电荷量为q的带负电的油滴恰好处于静止状态，电场力竖直向上，则电场强度方向竖直向下，所以电容器的上极板带正电，线框上端相当于电源正极，感应电动势沿逆时针方向，感应电流的磁场方向和原磁场方向相反，根据楞次定律可知，穿过线框的磁通量在均匀增强，
1.导体平动切割磁感线(1)有效长度公式E＝Blv中的l为导体切割磁感线的有效长度.如图4中，导体的有效长度分别为：
(2)相对速度E＝Blv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.
2.导体转动切割磁感线如图5，当长为l的导体在垂直于匀强磁场(磁感应强度为B)的平面内，绕一端以角速度ω匀速转动，当导体运动Δt时间后，转过的弧度θ＝ωΔt，转过的面
例3　(多选)(2017·全国卷Ⅱ·20)两条平行虚线间存在一匀强磁场，磁感应强度方向与纸面垂直.边长为0.1 m、总电阻为0.005 Ω的正方形导线框abcd位于纸面内，cd边与磁场边界平行，如图6甲所示.已知导线框一直向右做匀速直线运动，cd边于t＝0时刻进入磁场.线框中感应电动势随时间变化的图线如图乙所示(感应电流的方向为顺时针时，感应电动势取正).下列说法正确的是A.磁感应强度的大小为0.5 TB.导线框运动的速度的大小为0.5 m/sC.磁感应强度的方向垂直于纸面向外D.在t＝0.4 s至t＝0.6 s这段时间内，导线框 所受的安培力大小为0.1 N
根据右手定则及正方向的规定可知，磁感应强度的方向垂直于纸面向外，选项C正确；
例4　如图7所示，半径为r的金属圆盘在垂直于盘面的磁感应强度为B的匀强磁场中，绕O轴以角速度ω沿逆时针方向匀速运动，则通过电阻R的电流的方向和大小是(金属圆盘的电阻不计)
2.(平动切割磁感线)如图8所示，空间有一匀强磁场，一直金属棒与磁感应强度方向垂直，当它以速度v沿与棒和磁感应强度都垂直的方向运动时，棒两端的感应电动势大小为E，将此棒弯成两段长度相等且相互垂直的折线，置于与磁感应强度相垂直的平面内，当它沿两段折线夹角平分线的方向以速度v运动时，棒两端的感应电动势大小为E′.则 等于
3.(转动切割磁感线)(2020·安徽宣城市期末调研测试)边界MN的一侧区域内，存在着磁感应强度大小为B、方向垂直于光滑水平桌面的匀强磁场.边长为l的正三角形金属线框abc粗细均匀，三边阻值相等，a顶点刚好位于边界MN上，现使线框围绕过a点且垂直于桌面的转轴匀速转动，转动角速度为ω，如图9所示，则在ab边开始转入磁场的瞬间a、b两端的电势差Uab为
自感现象(1)概念：当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的磁场在线圈本身激发出　　　　　.这种现象称为自感，由于自感而产生的感应电动势叫作自感电动势.(2)表达式：E＝　　.(3)自感系数L的影响因素：与线圈的　　、形状、　　以及是否有铁芯有关.
1.通电自感和断电自感的比较
2.分析自感问题的三个技巧
例5　(2017·北京卷·19)如图10所示，图甲和图乙是教材中演示自感现象的两个电路图，L1和L2为电感线圈.实验时，断开开关S1瞬间，灯A1突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关S2，灯A2逐渐变亮.而另一个相同的灯A3立即变亮，最终A2与A3的亮度相同.下列说法正确的是
A.图甲中，A1与L1的电阻值相同B.图甲中，闭合S1，电路稳定后，A1中电　流大于L1中电流C.图乙中，变阻器R与L2的电阻值相同D.图乙中，闭合S2瞬间，L2中电流与变阻　器R中电流相等
解析　断开开关S1瞬间，线圈L1产生自感电动势，阻碍电流的减小，通过L1的电流反向通过A1，灯A1突然闪亮，随后逐渐变暗，说明IL1>IA1，即RL1