【高中物理】2018-2019学年最新高考一轮复习备考资料之物理人教版课件：法拉第电磁感应定律、自感和涡流

自测1
教材P17第1题改编
将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场
中，关于线圈中产生的感应电动势和感应电流，下列表述正确的是 A.感应电动势的大小与线圈的匝数无关 B.穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大 C.穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大 √ D.感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同
答案 逆时针
解析 由楞次定律知感应电流的方 向为逆时针方向.
图2
解析 答案
(2)求线圈的电功率； 答案 0.25 W 解析 由法拉第电磁感应定律得
ΔΦ 1 2ΔB E＝n Δt ＝n· 2L Δt ＝0.5 V E 则 P＝ r ＝0.25 W
2
解析
答案
(3)求在t＝4 s时轻质细线的拉力大小. 答案 1.2 N
解析 E I＝ r ＝0.5 A，F 安＝nBIL
F安＋F线＝mg
联立解得F线＝1.2 N.
解析
答案
拓展延伸 (1)在例1中磁感应强度为多少时，细线的拉力刚好为0?
答案 0.84 T 解析 细线的拉力刚好为0时满足：
F安＝mg
F安＝nBIL
联立解得：B＝0.84 T
解析
答案
(2)在例1中求在t＝6 s内通过导线横截面的电荷量？ 答案 3 C 解析 由q＝It得：q＝0.5×6 C＝3 C.
答案
二、自感、涡流、电磁阻尼和电磁驱动 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.
ΔI (2)表达式：E＝L . Δt (3)自感系数L的影响因素：与线圈的 大小 、形状、 匝数 以及是否有铁
芯有关.
2.涡流现象 (1)涡流：块状金属放在 变化 磁场中，或者让它在磁场中运动时，金属块 内产生的旋涡状感应电流. (2)产生原因：金属块内 磁通量 变化→感应电动势→感应电流. 3.电磁阻尼 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 导体的相对运动. 4.电磁驱动 如果磁场相对于导体转动，在导体中会产生 感应电流 使导体受到安培力 而使导体运动起来.
应强度B随时间t变化的关系图线如图乙所示.图线与横、纵轴的截距分别
为t0和B0，导线的电阻不计.求0至t1时间内
(1)通过电阻R1的电流大小和方向；
答案
2 nB0πr2
3Rt0
方向从 b 到 a
图4
解析 答案
(2)通过电阻R1的电荷量q和产生的热量Q.
图1
解析
答案
研透命题点
命题点一 法拉第电磁感应定律的理解及应用
基础考点
自主悟透
1.求解感应电动势常见情况
情景图
研究对象 表达式
回路(不一
一段直导线(或 绕一端转动的 绕与B垂直的轴匀
定闭合)
ΔΦ E＝n Δt
等效成直导线) 一段导体棒
E＝BLvsin θ
速转动的导线框
E＝NBSωsin ωt
1 2 E＝2BL ω
ΔΦ (2)公式：E＝n Δt ，其中 n 为线圈匝数.
E (3)感应电流与感应电动势的关系： 遵循闭合电路的欧姆定律， 即 I＝ R＋r .
ΔB· S (4)说明：①当 ΔΦ 仅由 B 的变化引起时，则 E＝n Δt ；当 ΔΦ 仅由 S 的变 B2S2－B1S1 B·ΔS 化引起时， 则 E＝n Δt ； 当 ΔΦ 由 B、 S 的变化同时引起时， 则 E ＝n Δt ΔB·ΔS ΔΦ ≠n Δt .②磁通量的变化率 Δt 是 Φ－t 图象上某点切线的 斜率 .
第十章 电磁感应
第2讲 法拉第电磁感应定律、自感和涡流
内容索引
过好双基关
回扣基础知识 训练基础题目
研透命题点
细研考纲和真题 分析突破命题点
课时作业
限时训练 练规范 练速度
过好双基关
一、法拉第电磁感应定律 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 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.
3.导体切割磁感线时的感应电动势
(1)导体垂直切割磁感线时，感应电动势可用E＝ Blv 求出，式中l为导体
切割磁感线的有效长度；
(2)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 1 2 磁感线方向匀速转动产生感应电动势E＝Bl v＝ 2Bl ω (平均速度等于中点
1 位置的线速度 lω). 2
2.应用注意点 ΔΦ ΔΦ ΔS ΔΦ 公式 E＝n Δt 的应用， ΔΦ 与 B、 S 相关， 可能是 Δt ＝B Δt ， 也可能是 Δt ΔB ΔΦ ＝S Δt ，当 B＝kt 时， Δt ＝kS.
例1
轻质细线吊着一质量为m＝0.42 kg、边长为L＝1 m、匝数n＝10的
正方形线圈，其总电阻为r＝1 Ω.在线圈的中间位置以下区域分布着磁场， 如图 2 甲所示 . 磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小随时间变化关系 如图乙所示.(g＝10 m/s2) (1)判断线圈中产生的感应电流的方向 是顺时针还是逆时针；
解析
答案
变式 1
(2017· 天津理综 · 3) 如图 3 所示，两根平行金属导轨置于水平面内，
导轨之间接有电阻R.金属棒 ab 与两导轨垂直并保持良好接触，整个装置
放在匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下.现使磁感应强度随时间
均匀减小，ab始终保持静止，下列说法正确的是
A.ab中的感应电流方向由b到a
自测2
(多选)电吉他中电拾音器的基本结构如图 1所示，磁体附近的金
属弦被磁化，因此弦振动时，在线圈中产生感应电流，电流经电路放大
后传送到音箱发出声音，下列说法正确的有
A.选用铜质弦，电吉他仍能正常工作
B.取走磁体，电吉他将不能正常工作 √ C.增加线圈匝数可以增大线圈中的感应电动势 √ D.弦振动过程中，线圈中的电流方向不断变化 √
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
B.ab中的感应电流逐渐减小
C.ab所受的安培力保持不变
D.ab所受的静摩擦力逐渐减小 √
图3
解析 答案
变式2
(2018· 湖北黄冈调研)如图4甲所示，一个电阻值为R、匝数为n的
圆形金属线圈与阻值为2R的电阻R1连接成闭合回路.线圈的半径为r1，在
线圈中半径为r2的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感