2019年高考物理一轮复习第十章电磁感应第2讲法拉第电磁感应定律自感和涡流学案.doc
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1、【 精品教育资源文库 】 第 2 讲 法拉第电磁感应定律 自感和涡流 微知识 1 法拉第电磁感应定律 1感应电动势 (1)概念:在 电磁感应现象 中产生的电动势。 感生电动势:由于磁场的变化而激发出感生电场,由感生电场而产生的感应电动势。 动生电动势:由于导体在磁场中运动而产生的感应电动势。 (2)条件:无论电路是否闭合,只要穿过电路的 磁通量 发生变化,电路中就一定有感应电动势。 (3)与感应电流的关系:遵守 闭合电路 欧姆定律,即 I ER r。 2法拉第电磁感应定律 (1)定律内容:电路中感应电动势的大小,跟 穿过这一电路的 磁通量的变化率 成正比。 (2)公式: E n t 。其中
2、n 为线圈的 匝数 。 微知识 2 导体切割磁感线产生的感应电动势 导体棒切割磁感线时,可有以下三种情况 微知识 3 自感和涡流 【 精品教育资源文库 】 1自感现象 (1)概念:由于导体本身的 电流 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 自感电动势 。 (2)表达式: E L I t。 (3)自感系数 L 相关因素:与线圈的 大小 、形状、 匝数 以及是否有 铁芯 有关。 单位:亨利 H(1 mH 10 3 H,1 H 10 6 H)。 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 感应电流 ,这种电流像水的旋涡所以叫做涡流。 (1)电磁阻尼:
3、当导体在磁场中运动时,感应电流会使导体受到 安培力 ,安培力的方向总是阻碍 导体的运动。 (2)电磁驱动:如果磁场相对于导体运动,在导体中会产生 感应电流 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 电磁驱动 的原理工作的。 (3)电磁阻尼和电磁驱动的原理体现了 楞次定律 的推广应用。 一、思维辨析 (判断正误,正确的画 “” ,错误的画 “” 。 ) 1线圈 中的磁通量越大,产生的感应电动势越大。 () 2线圈的匝数越多,磁通量越大,产生的感应电动势也越大。 () 3导体在磁场中运动速度越大,产生的感应电动势越大。 () 4对于同一线圈,当电流变化越快时,线圈中的自
4、感电动势越大。 () 5自感电动势阻碍电流的变化,但不能阻止电流的变化。 () 二、对点微练 1 (法拉第电磁感应定律 )如图所示,虚线 MN 表示甲、乙、丙三个相同正方形金属框的一条对称轴,金属框内均匀分布有界匀强磁场,磁感应强度随时间变化规律满足 B kt,金属框按照图示方式处在磁场中,测得金属框 甲、乙、丙中的感应电流分别为 I 甲 、 I 乙 、 I 丙 ,则下列判断正确的是 ( ) 【 精品教育资源文库 】 A I 乙 2I 甲 , I 丙 2I 甲 B I 乙 2I 甲 , I 丙 0 C I 乙 0, I 丙 0 D I 乙 I 甲 , I 丙 I 甲 解析 I 甲 E甲R B
5、 t S2 1R Sk2R, I 乙 E乙R B t S 1R SkR ,由于丙中磁通量始终为零,故I 丙 0。所以 I 乙 2I 甲 , I 丙 0,只有 B 项正确。 答案 B 2 (公式 E Blv 的应用 )如图所示,在庆祝反法西斯胜利 70 周年阅兵盛典上,我国预警机“ 空警 2 000” 在通过天安门上空时机翼保持水平,以 4.510 2 km/h 的速度自东向西飞行。该机的翼展 (两翼尖之间的距离 )为 50 m,北京地区地磁场的竖直分量向下,大小为4.710 5 T,则 ( ) A两翼尖之间的电势差为 2.9 V B两翼尖之间的电势差为 1.1 V C飞机左方翼尖的电势比右方翼
6、尖的电势高 D飞机左方翼尖的电势比右方翼尖的电势低 解析 飞 机的飞行速度为 4.510 2 km/h 125 m/s,飞机两翼尖之间的电动势为 E BLv4.710 550125 V 0.29 V, A、 B 项错;飞机从东向西飞行,磁场竖直向下,根据右手定则可知,飞机左方翼尖电势高于右方翼尖的电势, C 项对, D 项错。 答案 C 3 (自感现象 )如图所示,电感线圈 L 的自感系数足够大,其电阻忽略不计, LA、 LB 是两个相同的灯泡,且在下列实验中不会烧毁,电阻 R2阻值约等于 R1的两倍,则 ( ) 【 精品教育资源文库 】 A闭合开关 S 时, LA、 LB同时达到最亮,且
7、LB更亮一些 B闭合开关 S 时 , LA、 LB均慢慢亮起来,且 LA更亮一些 C断开开关 S 时, LA慢慢熄灭, LB马上熄灭 D断开开关 S 时, LA慢慢熄灭, LB闪亮后才慢慢熄灭 解析 由于灯泡 LA与线圈 L 和 R1串联,灯泡 LB与电阻 R2串联,当 S 闭合瞬间,通过线圈的电流突然增大,线圈产生自感电动势,阻碍电流的增大,所以 LB比 LA先亮, A、 B 项错误;由于 LA所在的支路电阻阻值较小,故稳定时电流较大,即 LA更亮一些,当 S 断开瞬间,线圈产生自感电动势,两灯组成的串联电路中,电流从线圈中开始减小,即从 IA 减小,故 LA慢慢熄灭, LB闪亮后才慢慢熄灭
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