第九章 第2讲 法拉第电磁感应定律自感和涡流Word文件下载.docx

1、穿过回路的磁通量发生改变，与电路是否闭合无关（3）方向判断：感应电动势的方向用楞次定律或右手定则判断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，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比（2）公式：En，其中n为线圈匝数（3）感应电流与感应电动势的关系：遵循闭合电路欧姆定律，即I.二、电磁感应现象的两类情况1导体切割磁感线的感应电动势（1）导体垂直切割磁感线时，感应电动势可用EBlv求出，式中l为导体切割磁感线的有效长度（2）导体切割磁感线运动速度v和磁感线方向夹角为时，则EBlvsin_.（3）导体棒在磁场中转动时，导体棒以端点为轴，在匀强磁场中垂直于磁感线方向匀速转动产生的感应电

2、动势EBlvBl2（平均速度等于中点位置的线速度l）2闭合回路中磁通量发生变化深度思考判断下列说法是否正确（1）线圈中磁通量越大，产生的感应电动势越大（）（2）线圈中磁通量变化越大，产生的感应电动势越大（3）线圈中磁通量变化越快，产生的感应电动势越大（）三、互感和自感1互感的作用利用互感现象可以把能量由一个线圈传递到另一个线圈，如变压器、收音机的磁性天线2自感现象（1）自感电动势定义：在自感现象中产生的感应电动势叫做自感电动势表达式：EL自感电动势作用：阻碍导体中原电流的变化（2）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 mH103 H,1 H106

3、H.四、涡流、电磁阻尼和电磁驱动1涡流的应用（1）涡流热效应的应用，如真空冶炼炉（2）涡流磁效应的应用，如探雷器2电磁阻尼的应用磁电式仪表中利用电磁阻尼使指针迅速停止，便于读数3电磁驱动的应用交流感应电动机（1）线圈中的电流越大，自感系数也越大（2）对于同一线圈，当电流变化越快时，线圈中的自感电动势越大（）1穿过一个单匝线圈的磁通量始终保持每秒钟均匀地增加2 Wb，则（）A线圈中感应电动势每秒钟增加2 VB线圈中感应电动势每秒钟减少2 VC线圈中无感应电动势D线圈中感应电动势保持不变答案D2（多选）在图1中，线圈M和线圈P绕在同一铁芯上，则（）图1A当合上开关S的一瞬间，线圈P里没有感应电流B

4、当合上开关S的一瞬间，线圈P里有感应电流C当断开开关S的一瞬间，线圈P里没有感应电流D当断开开关S的一瞬间，线圈P里有感应电流答案BD3如图2所示，在光滑绝缘水平面上，有一铝质圆形金属球以一定的初速度通过有界匀强磁场，则从球开始进入磁场到完全穿出磁场过程中（磁场宽度大于金属球的直径），小球（）图2A整个过程匀速B进入磁场过程中球做减速运动，穿出过程做加速运动C整个过程都做匀减速运动D穿出时的速度一定小于初速度4如图3所示是测定自感系数很大的线圈L直流电阻的电路，L两端并联一只电压表，用来测量自感线圈的直流电压，在测量完毕后，将电路解体时应（）图3A先断开S1B先断开S2C先拆除电流表D先拆除电

5、阻R答案B 命题点一法拉第电磁感应定律的理解及应用例1（2016浙江16）如图4所示，a、b两个闭合正方形线圈用同样的导线制成，匝数均为10匝，边长la3lb，图示区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀增大，不考虑线圈之间的相互影响，则（）图4A两线圈内产生顺时针方向的感应电流Ba、b线圈中感应电动势之比为91Ca、b线圈中感应电流之比为34Da、b线圈中电功率之比为31解析根据楞次定律可知，两线圈内均产生逆时针方向的感应电流，选项A错误；因磁感应强度随时间均匀增大，设k，根据法拉第电磁感应定律可得Ennl2，则（）2，选项B正确；根据I可知，Il，故a、b线圈中感应电流之比为

6、31，选项C错误；电功率PIEnl2，则Pl3，故a、b线圈中电功率之比为271，选项D错误法拉第电磁感应定律解题技巧1公式En是求解回路某段时间内平均电动势的最佳选择2用公式EnS求感应电动势时，S为线圈在磁场范围内的有效面积3通过回路截面的电荷量q仅与n、和回路总电阻R总有关，与时间长短无关推导如下：qt题组阶梯突破1（多选）（2016宁波市联考）单匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间t的关系图象如图5所示，则（）图5A在t0时刻，线圈中磁通量最大，感应电动势也最大B在t1102 s时刻，感应电动势最大C在t2102 s时刻，感应电动势为零D在02102 s时

7、间内，线圈中感应电动势的平均值为零答案BC解析由法拉第电磁感应定律知E，故t0及t2102 s时刻，E0，A错，C对；t1102 s，E最大，B对；在02102 s时间内，0，故E0，D错2如图6所示，用两根相同的导线绕成匝数分别为n1和n2的圆形闭合线圈A和B，两线圈平面与匀强磁场垂直当磁感应强度随时间均匀变化时，两线圈中的感应电流之比IAIB为（）图6A. B. C. D. 解析设线圈A半径为R，线圈B半径为r，则n12Rn22r，两线圈A和B中的感应电动势之比为，由于电阻相等，感应电流之比IAIB，B项正确3（多选）如图7所示，粗细均匀的导线绕成匝数为n、半径为r的圆形闭合线圈线圈放在磁

8、场中，磁场的磁感应强度随时间均匀增大，线圈中产生的电流为I，下列说法正确的是（）图7A电流I与匝数n成正比B电流I与线圈半径r成正比C电流I与线圈面积S成正比D电流I与导线横截面积S0成正比解析由题给条件可知感应电动势为Enr2，电阻为R，电流I，联立以上各式得I，则可知B、D项正确，A、C项错误4如图8所示，两块水平放置的金属板距离为d，用导线、开关K与一个n匝的线圈连接，线圈置于方向竖直向上的均匀变化的磁场B中两板间放一台小型压力传感器，压力传感器上表面绝缘，在其上表面静止放置一个质量为m、电荷量为q的带正电小球K没有闭合时传感器有示数，K闭合时传感器示数变为原来的一半则线圈中磁场B的变化

9、情况和磁通量的变化率分别为（）图8A正在增强， B正在增强，C正在减弱， D正在减弱，解析根据K闭合时传感器示数变为原来的一半，推出带正电小球受向上的电场力，即上极板带负电，下极板带正电，线圈感应电动势的方向从上极板经线圈流向下极板，根据安培定则知感应磁场的方向向下，与原磁场方向相反，又由楞次定律得线圈中磁场正在增强；对小球受力分析得q，其中感应电动势En，代入得，故B正确命题点二导体切割磁感线产生感应电动势的计算例2（多选）如图9所示，PN与QM两平行金属导轨相距1 m，电阻不计，两端分别接有电阻R1和R2，且R16 ，ab杆的电阻为2 ，在导轨上可无摩擦地滑动，垂直穿过导轨平面的匀强磁场的

10、磁感应强度为1 T现ab以恒定速度v3 m/s匀速向右移动，这时ab杆上消耗的电功率与R1、R2消耗的电功率之和相等则（）图9AR26 BR1上消耗的电功率为0.375 WCa、b间电压为3 VD拉ab杆水平向右的拉力为0.75 N解析由于ab杆上消耗的电功率与R1、R2消耗的电功率之和相等，则内、外电阻相等，2，解得R23 ，因此A错EBlv3 V，总电流IA，路端电压UabIR外2 V1.5 V，因此C错P10.375 W，B正确；ab杆所受安培力FBIl0.75 N，因此拉力大小为0.75 N，D正确对公式EBlv的深度理解1公式EBlv的使用条件（1）匀强磁场（2）B、l、v三者相互垂

11、直2“瞬时性”的理解（1）若v为瞬时速度，则E为瞬时感应电动势（2）若v为平均速度，则E为平均感应电动势3“相对性”的理解EBlv中的速度v是相对于磁场的速度，若磁场也运动，应注意速度间的相对关系5（多选）如图10所示，几位同学在做“摇绳发电”实验：把一条长导线的两端连在一个灵敏电流计的两个接线柱上，形成闭合回路两个同学迅速摇动AB这段“绳”假设图中情景发生在赤道，地磁场方向与地面平行，由南指向北图中摇“绳”同学是沿东西站立的，甲同学站在西边，手握导线的A点，乙同学站在东边，手握导线的B点下列说法正确的是（）图10A当“绳”摇到最高点时，“绳”中电流最小B当“绳”摇到最低点时，“绳”受到的安培

12、力最大C当“绳”向下运动时，“绳”中电流从A流向BD在摇“绳”过程中，“绳”中电流总是从A流向B答案AC6（多选）如图11所示，AB、CD是两根固定的足够长的平行金属导轨，放置在水平面上，电阻不计，间距为L，MN是一根电阻为R、长度为L的金属杆，导轨间加垂直于纸面向里的匀强磁场，AC间有一电阻r.现用力拉MN以恒定的速度向右匀速运动，当开关S断开时，MN两点间电势差为U1；当开关S闭合时，MN两点间电势差为U2，则正确的是（）图11AU10，U20 BU10，U20CU1U232 DU1U231解析当开关S断开时，MN两点间电势差为U1BLv；当开关S闭合时，MN两点间电势差为U2BLv，B、D正确7如图12所示，半径为r的金属圆盘在垂直于盘面的匀强磁场B中绕O轴以角速度沿逆时针方向匀速转动，则通过电阻R的电流大小和方向是（金属圆盘的电阻不计）（）图12A由c到d，IB由d到c，IC由c到d，ID由d到c，I解析金属圆盘在匀强磁场中匀速转动，可以等效为无数根长为r的导体棒绕O点做匀速圆周运动，其产生的感应电动势大小E