高考物理一輪復習學案：法拉第電磁感應定律　自感和渦流

編號:53高三物理(理)第=page1*2-11頁(共4頁)高三物理(理)第=page1*22頁(共4頁)選擇性必修第二冊第二章電磁感應10.2法拉第電磁感應定律自感和渦流學案53學案姓名_______班級_______學號_______【復習目標】1、識記法拉第電磁感應定律。2、識記導體棒切割磁感線產生感應電動勢的各種情況。3、說出自感和渦流的概念和發(fā)生的原理。4、再認法拉第電磁感應定律的決定因素和應用。5、再認導體切割磁感線產生感應電動勢的計算方式。6、再認自感現(xiàn)象的應用【復習重點】法拉第電磁感應定律的決定因素和應用；2、導體切割磁感線產生感應電動勢的計算方式；【復習難點】1、法拉第電磁感應定律的決定因素和應用；2、導體切割磁感線產生感應電動勢的計算方式；易錯易混點：1．注意公式E＝neq\f(ΔΦ,Δt)求解的是一個回路中某段時間內的平均電動勢，在磁通量均勻變化時，瞬時值才等于平均值。2．注意利用公式E＝nSeq\f(ΔB,Δt)求感應電動勢時，S為線圈在磁場范圍內的有效面積。3．通過回路截面的電荷量q僅與n、ΔΦ和回路電阻R有關，與時間長短無關?！局R點歸納】一．感應電動勢(1)概念：在電磁感應現(xiàn)象中產生的。①感生電動勢：由于而激發(fā)出感生電場，由感生電場而產生的感應電動勢。②動生電動勢：由于而產生的感應電動勢。(2)條件：無論電路是否閉合，只要穿過電路的發(fā)生變化，電路中就一定有感應電動勢。(3)與感應電流的關系：遵守閉合電路歐姆定律，即I＝eq\f(E,R＋r)。二．法拉第電磁感應定律(1)定律內容：電路中感應電動勢的大小，跟穿過這一電路的成正比。(2)公式：E=。其中n為線圈的匝數(shù)。三、自感和渦流1．自感現(xiàn)象(1)概念：由于導體本身的變化而產生的電磁感應現(xiàn)象稱為自感，由于自感而產生的感應電動勢叫作。(2)表達式：E＝Leq\f(ΔI,Δt)。(3)自感系數(shù)L①相關因素：與線圈的、形狀、以及是否有有關。②單位：亨利H(1mH＝10－3H,1μH＝10－6H)。2．渦流當線圈中的電流發(fā)生變化時，在它附近的任何導體中eq\a\vs4\al(都會)產生，這種電流像水的旋渦所以叫作eq\a\vs4\al(渦流)。(1)電磁阻尼：當導體在磁場中運動時，感應電流會使導體受到，安培力的方向總是導體的運動。(2)電磁驅動：如果磁場相對于導體運動，在導體中會產生使導體受到安培力的作用，安培力使導體運動起來。交流感應電動機就是利用的原理工作的。(3)電磁阻尼和電磁驅動的原理體現(xiàn)了的推廣應用。(判斷正誤，正確的畫“√”，錯誤的畫“×”)1．線圈中的磁通量越大，產生的感應電動勢越大。()2．線圈的匝數(shù)越多，磁通量越大，產生的感應電動勢也越大。()3．導體在磁場中運動速度越大，產生的感應電動勢越大。()4．對于同一線圈，當電流變化越快時，線圈中的自感電動勢越大。()5．自感電動勢阻礙電流的變化，但不能阻止電流的變化。()【典型例題】考點一、法拉第電磁感應定律的理解和應用學法指導：磁通量的公式，歐姆定律。例題1、(多選)如圖甲所示，abcd是匝數(shù)為100匝、邊長為10cm、總電阻為0.1Ω的正方形閉合導線圈，放在與線圈平面垂直的勻強磁場中(如圖)，磁感應強度B隨時間t的變化關系如圖乙所示，則以下說法正確的是()A．導線圈中產生的是交變電流B．在t＝2.5s時導線圈產生的感應電動勢為1VC．在0～2s內通過導線橫截面的電荷量為20CD．在t＝1s時，導線圈內電流的瞬時功率為10W考點二、導體切割磁感線產生感應電動勢的計算學法指導：動生電動勢、左手定則、受力分析例題2、如圖所示，光滑的平行水平金屬導軌MN、PQ相距l(xiāng)，在M點和P點間連接一個阻值為R的電阻，在兩導軌間cdfe矩形區(qū)域內有垂直導軌平面豎直向上、寬為d的勻強磁場，磁感應強度為B。一質量為m、電阻為r、長度也剛好為l的導體棒ab垂直擱在導軌上，與磁場左邊界相距d0?，F(xiàn)用一個水平向右的力F拉棒ab，使它由靜止開始運動，棒ab離開磁場前已做勻速直線運動，棒ab與導軌始終保持良好接觸，導軌電阻不計，F(xiàn)隨ab與初始位置的距離x變化的情況如圖，F(xiàn)0已知。求：(1)棒ab離開磁場右邊界時的速度；(2)棒ab通過磁場區(qū)域的過程中整個回路所消耗的電能；(3)d0滿足什么條件時，棒ab進入磁場后一直做勻速運動?？键c三、自感現(xiàn)象的理解和應用學法指導：自感與互感現(xiàn)象。例題3、如圖所示，圖甲和圖乙是教材中演示自感現(xiàn)象的兩個電路圖，L1和L2為電感線圈．實驗時，斷開開關S1瞬間，燈A1突然閃亮，隨后逐漸變暗；閉合開關S2，燈A2逐漸變亮．而另一個相同的燈A3立即變亮，最終A2與A3的亮度相同．下列說法正確的是()A．圖甲中，A1與L1的電阻值相同B．圖甲中，閉合S1，電路穩(wěn)定后，A1中電流大于L1中電流C．圖乙中，變阻器R與L2的電阻值相同D．圖乙中，閉合S2瞬間，L2中電流與變阻器R中電流相等知識結構構建自感中“閃亮”與“不閃亮”問題與線圈串聯(lián)的燈泡與線圈并聯(lián)的燈泡電路圖通電時電流逐漸增大，燈泡逐漸變亮電流突然增大，然后逐漸減小達到穩(wěn)定斷電時電流逐漸減小，燈泡逐漸變暗，電流方向不變電路中穩(wěn)態(tài)電流為I1、I2：①若I2≤I1，燈泡逐漸變暗；②若I2＞I1，燈泡閃亮后逐漸變暗。兩種情況下燈泡中電流方向均改變【訓練檢測】1．(多選)如圖所示，S和P是半徑為a的環(huán)形導線的兩端點，OP間電阻為R，其余電阻不計，勻強磁場的磁感應強度為B，方向垂直環(huán)面，金屬棒OQ與環(huán)形導線接觸，以角速度ω繞O點無摩擦勻速轉動時，則()A．電阻R兩端的電壓為eq\f(Bωa2,2)B．電阻R消耗的功率為eq\f(B2ω2a4,4R)C．金屬棒受的安培力為eq\f(B2ωa2,2R)D．外力對OQ做功的功率為eq\f(B2ω2a4,2R)2、(多選)如圖所示，長為L的細金屬棒OP固定在頂角為2θ的塑料圓錐體的側面上，當圓錐體繞其軸OO′以角速度ω在磁感應強度大小為B、方向水平向右的勻強磁場中勻速轉動時，下列說法中正確的是()A．OP旋轉經(jīng)過a或c位置時，兩端電勢差為零B．OP旋轉經(jīng)過b或d位置時，兩端電勢差為零C．OP旋轉經(jīng)過a或c位置時，兩端電勢差最大，最大值為eq\f(1,2)BωL2sinθcosθD．OP旋轉經(jīng)過a或c位置時，兩端電勢差最大，最大值為eq\f(1,2)BωL2cos2θ3.(多選)如圖所示的電路中，L為一個自感系數(shù)很大、直流電阻不計的線圈，D1、D2是兩個完全相同的電燈，E是內阻不計的電源。t＝0時刻，閉合開關S。經(jīng)過一段時間后，電路達到穩(wěn)定，t1時刻斷開開關S。I1、I2分別表示通過電燈D1和D2的電流，規(guī)定圖中箭頭所示方向為電流正方向，以下各圖中能定性描述電流I隨時間t變化關系的是()4.(多選)空間存在一方向與紙面垂直、大小隨時間變化的勻強磁場，其邊界如圖甲中虛線MN所示。一硬質細導線的電阻率為ρ、橫截面積為S，將該導線做成半徑為r的圓環(huán)固定在紙面內，圓心O在MN上。t＝0時磁感應強度的方向如圖甲所示；磁感應強度B隨時間t的變化關系如圖乙所示。則在t＝0到t＝t