高考物理一轮复习第十一章第2讲法拉第电磁感应定律、自感和涡流课件PPT

第十一章　电磁感应第2讲　法拉第电磁感应定律、 自感和涡流目标要求1.理解法拉第电磁感应定律，会应用E＝n 进行有关计算.2.会计算导体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.内容索引考点一　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三　自感现象课时精练考点四　涡流　电磁阻尼和电磁驱动考点一法拉第电磁感应定律的理解及应用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.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.(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： I＝ ______.夯实必备知识基础梳理磁通量磁通量的变化率(4)说明：E的大小与Φ、ΔΦ无关，决定于磁通量的变化率 .1.Φ＝0， 不一定等于0.(　　)2.穿过线圈的磁通量变化越大，感应电动势也越大.(　　)3.穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大.(　　)4.线圈匝数n越多，磁通量越大，产生的感应电动势也越大.(　　)√××√提升关键能力方法技巧考向1　判断感应电动势的方向及变化情况例1　(2018·全国卷Ⅲ·20改编)如图(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D.在t＝T时最大，且沿顺时针方向√考向2　感应电动势、感应电流的计算例2　空间存在一边界为MN、方向与纸面垂直、大小随时间变化的磁场，磁感应强度B随时间t的变化关系如图甲所示，方向向里为正.用单位长度电阻值为R0的硬质导线制作一个半径为r的圆环，将该圆环固定在纸面内，圆心O在MN上，如图乙所示.(1)判断圆环中感应电流的方向；答案　顺时针　根据楞次定律可知，圆环中的感应电流始终沿顺时针方向；(2)求出感应电动势的大小；根据法拉第电磁感应定律，圆环中的感应电动势(3)求出0～t1的时间内圆环中通过的电荷量.考点二导体切割磁感线产生的感应电动势1.导体平动切割磁感线(1)有效长度公式E＝Blv中的l为导体两端点连线在 速度方向上的投影长度.如图，导体的有效长度分别为：夯实必备知识基础梳理垂直于图丙：沿v1方向运动时，l＝____；沿v2方向运动时，l＝ .R(2)相对速度E＝Blv中的速度v是导体相对 的速度，若磁场也在运动，应注意速度间的相对关系.磁场2.导体转动切割磁感线如图，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，扫过的面积 ，则 .1.公式E＝Blv中的l是导体棒的总长度.(　　)2.磁场相对导体棒运动，导体棒中也可能产生感应电动势.(　　)√×考向1　有效长度问题例3　如图，光滑水平面上两虚线之间区域内存在垂直于纸面向里的范围足够大的匀强磁场，磁感应强度大小为B.边长为a的正方形导线框PQMN沿图示速度方向进入磁场，当对角线PM刚进入磁场时线框的速度大小为v，方向与磁场边界成45°角，若线框的总电阻为R，则A.PM刚进入磁场时线框中的感应电流大小为B.PM刚进入磁场时线框所受安培力大小为C.PM刚进入磁场时两端的电压为D.PM进入磁场后线框中的感应电流逐渐变大√PM进入磁场后，有效切割长度逐渐减小，感应电动势逐渐减小，感应电流逐渐减小，故D错误.考向2　平动切割磁感线例4　(2017·全国卷Ⅱ·20改编)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(a)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(b)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里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√由题图可知，E＝0.01 V，根据E＝Blv得，B＝ ＝0.2 T，选项A错误；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错误；考向3　转动切割磁感线例5　如图所示，半径为r的金属圆盘在垂直于盘面向里的磁感应强度为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)√考点三自感现象自感现象(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.夯实必备知识基础梳理感应电动势大小匝数1.线圈中电流越大，自感系数也越大.(　　)2.对于同一个线圈，电流变化越快，线圈中的自感电动势也越大.(　　)3.自感电动势总是阻止原电流的变化.(　　)√××提升关键能力方法技巧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6　(2017·北京卷·19)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√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的电流反向通过灯A1，灯A1突然闪亮，随后逐渐变暗，说明IL1>IA1，即RL1