高三物理一轮复习 第九章 电磁感应(第3课时)自感和涡流学案
第九章：电磁感应第3课时：自感和涡流
考点复习：备注：考点一：涡流
一、考点梳理
1、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，
这种电流像水中的旋涡，所以叫涡流
2、涡流的特点、防护与利用
(1)磁场频率越高，涡流越大
(2)电机和变压器内的铁芯用相互绝缘的薄硅钢片叠合而成，以避免涡流的影响；
(3)冶炼金属的高频感应炉是利用涡流原理制成的。
考点二：自感
一、考点梳理
1、定义：由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象。
2、自感现象产生的原因：导体中电流变化，引起自身磁通量的变化。
3、自感电动势
（1）定义：在自感现象中产生的感应
电动势叫自感电动势。
（2）自感电动势的作用：阻碍导体中
原来电
流的变化。
a 、导体中原电流增大时，自感电动势阻碍它增大。
b 、导体中原电流减小时，自感电动势阻碍它减小。
C 、“阻碍”不是“阻止”，电流还是变化的。
4、影响自感电动势大小的因素： 、 。
5、决定线圈自感系数的因素： 、 、 、
6、自感系数的单位： ，符号是 。
二、例题
1、有关自感现象，下列叙述中正确的是 （ ）
A 有铁芯的多匝金属线圈中，通过的电流强度不变时，无自感发生，线圈的自感系数为零
B 导体中所通电流发生变化时，产生的自感电动势总是阻碍导体中原来电流的变化
C 线圈中所通电流越大，产生的自感电动势也越大
D 线圈中所通电流变化越大，产生的自感电动势也越大
2、如图所示，电路中A 、B 是规格相同的灯泡，L 是电阻可忽略不计的电感线圈，那么( )
I E L t ∆=∆
A ．合上S ，A、B一起亮，然后A变暗后熄灭
B．合上S，B先亮，A逐渐变亮，最后A、B一样
亮
C．断开S，A立即熄灭，B由亮变暗后熄灭
D．断开S，B立即熄灭，A闪亮一下后熄灭
3、如图所示电路中，L是一电阻可忽略不计的电感线圈，a、b为L上的左右两端点，A、B、C为完全相同的三个灯泡，原来电键K是闭合的，三个灯泡均在发光。
某时刻将电键K打开，则下列说法正确的是( )
A．a点电势高于b点，A灯闪亮后缓慢熄灭
B．b点电势高于a点，B、C灯闪亮后缓慢熄灭
C．a点电势高于b点，B、C灯闪亮后缓慢熄灭
D．b点电势高于a点，B、C灯不会闪亮只是缓慢熄灭
4、如图所示，A、B、C是三个完全相同的灯泡，L是一个自感系数较大的线圈(直流电阻可忽略不计)．则( )
A．S闭合时，A灯立即亮，然后逐渐熄灭
B．S闭合时，B灯立即亮，然后逐渐熄灭
C．电路接通稳定后，三个灯亮度相同
D．电路接通稳定后，S断开时，C灯立即熄灭
5、如图11所示的电路中，L为一个自感系数很大、直流电阻不计的线圈，D1、D2是两个完全相同的灯泡，E是一内阻不计的电源．t＝0时刻，闭合开关S，经过一段时间后，电路达到稳定，t1时刻断开开关S.I1、I2分别表示通过灯泡D1和D2的电流，规定图中箭头所示的方向为电流正方向，以下各图中能定性描述电流I随时间t变化关系的是( )。
关于涡流的物理教案
关于涡流的物理教案第一章：涡流的概念与产生教学目标：1. 让学生了解涡流的定义及其产生条件。
2. 让学生掌握涡流的产生原理。
教学内容：1. 涡流的定义：涡流是指在导体内部产生的交变电流。
2. 涡流的产生条件：闭合回路、交变磁场、导体。
3. 涡流的产生原理：根据法拉第电磁感应定律，当闭合回路中的磁通量发生变化时，回路中会产生感应电流。
教学活动：1. 引入涡流的概念，引导学生思考为什么会在导体内部产生电流。
2. 通过实验演示涡流的产生，让学生直观地了解涡流的形成过程。
3. 讲解涡流的产生条件，让学生明白何时会产生涡流。
4. 分析涡流的产生原理，引导学生运用法拉第电磁感应定律解释涡流的产生。
作业与练习：1. 让学生画出涡流的产生条件，并简要说明。
2. 给出一个实例，让学生判断其中是否产生了涡流。
第二章：涡流的效应教学目标：1. 让学生了解涡流引起的效应。
2. 让学生掌握涡流的热效应和磁效应。
教学内容：1. 涡流的热效应：涡流在导体中产生热量，导致导体温度升高。
2. 涡流的磁效应：涡流产生的磁场会对原磁场产生影响，导致磁场减弱。
教学活动：1. 引入涡流效应的概念，引导学生思考涡流会引起哪些现象。
2. 讲解涡流的热效应，让学生了解涡流如何产生热量。
3. 讲解涡流的磁效应，让学生了解涡流对磁场的影响。
4. 进行实验演示，让学生直观地了解涡流的效应。
作业与练习：1. 让学生分析一个实际应用中涡流效应的例子，如电烙铁、电炉等。
2. 让学生计算一个给定条件下涡流的热效应，如导体长度、截面积、交变磁场频率等。
第三章：涡流的防止与应用教学目标：1. 让学生了解涡流的防止方法。
2. 让学生掌握涡流的应用。
教学内容：1. 涡流的防止方法：采用绝缘材料、改变导体形状、使用磁性材料等。
2. 涡流的应用：电炉、电烙铁、变压器、感应加热等。
教学活动：1. 引入涡流防止的概念，引导学生思考如何减少涡流带来的影响。
2. 讲解涡流的防止方法，让学生了解各种防止手段的原理。
2015届高考物理一轮复习 9-2法拉第电磁感应定律自感涡流课件
1．穿过闭合回路的磁通量 Φ 随时间 t 变化的图象分别如 图 9－2－1 甲～丁所示．下列关于回路中产生的感应电动势 的论述中正确的回路产生的感应电动势恒定不变 B．图乙中回路产生的感应电动势一直在变大 C．图丙中回路在 0～t1 时间内产生的感应电动势小于在 t1～t2 时间内产生的感应电动势 D．图丁中回路产生的感应电动势先变小后变大
解析：金属棒 MN 向右切割磁感线，产生感应电动势， 由右手定则可知，电阻中电流方向为 a→c.E1 ＝ BLv ， E2 ＝ 2BLv，所以 E1∶E2＝1∶2.综上所述，C 正确．
答案：C
图 9－2－3 3．如图 9－2－3 中半径为 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 ω 沿逆时针方向匀速转动， 则通过电阻 R 的电流的大小和方向是 ( 金属圆盘的电阻不 计)( )
解析： 根据法拉第电磁感应定律： 感应电动势等于磁通量的变化 率，得到在图甲中的磁通量不变，所以不会产生感应电动势，选项 A 错误． 由数学知识得图乙中的磁通量变化率是恒定的， 所以产生的感 应电动势是恒定的，选项 B 错误．图丙中回路在 0～t1 时间内与 t1～ t2 时间内磁通量的变化率都是恒定的， 故产生恒定的电动势， 但是 0～ t1 时间内的磁通量的变化率大于 t1～t2 时间内磁通量的变化率，所以 前一段时间产生的感应电动势大于后一段时间内产生的感应电动势， 选项 C 错误．图丁中的磁通量的变化率是先变小后变大，产生的感 应电动势也是先变小后变大．所以本题的正确选项应该为 D.
安培力
19 ，安培力的方向总是□
阻碍
导体
(2)电磁驱动：如果磁场相对于导体运动，在导体中会产 20 感应电流 使导体受到安培力的作用，安培力使导体运 生□ 动起来． 21 交流感应电动机就是利用□
(新课标)高考物理大一轮复习-第9章 电磁感应 第1节 电磁感应现象 楞次定律课件
A．若固定ab，使cd向右滑动，则abdc回路有电流，电流方 向为a→b→d→c→a
B．若ab、cd以相同的速度一起向右滑动，则abdc回路有电 流，电流方向为a→c→d→b→a
C．若ab向左、cd向右同时运动，则abdc回路中的电流为零 D．若ab、cd都向右运动，且两杆速度vcd＞vab，则abdc回路 有电流，电流方向为a→c→d→b→a
感应电流方向判断的两点注意 (1)楞次定律可应用于磁通量变化引起感应电流的各种情况 (包括一部分导体切割磁感线运动的情况)． (2)右手定则只适用于一段导体在磁场中做切割磁感线运动的 情景，是楞次定律的一种特殊情况．
考点三 “三定则、一定律”的理解及应用
1．“三个定则、一个定律”的应用对比：
名称
三、感应电流方向的判断 1．右手定则：伸开右手，使拇指与其余四个手 指 垂直 ，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感 线从掌心垂直进入，并使拇指指向 导线运动 的方 向，这时四指所指的方向就是 感应电流 的方 向．如右图所示．
2．楞次定律 内容：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要 阻碍 引起感应电流的 磁通量 的变化．
主干回顾 夯基固源 考点透析 题组冲关
课时规范训练
考纲展示 1.电磁感应现象 2.磁通量 3.法拉第电磁感 应定律 4.楞次定律
5.自感、涡流
要求 Ⅰ Ⅰ Ⅱ Ⅱ
Ⅰ
复习定位
1.本章是高考考查的热点．考题既有选择 题又有计算题，选择题主要以电磁感应现 象的定性分析和图象问题等为主，计算题 主要以学科内的力、电综合题为主． 2．本章的复习应注意以下三点： (1)应用楞次定律和右手定则判断感应电流 的方向． (2)结合各种图象(如Φ－t图象、B－t图象和 i－t图象)，考查感应电流的产生条件及其 方向的判定，导体切割磁感线产生感应电 动势的计算． (3)电磁感应现象与磁场、电路、力学等知 识的综合，以及电磁感应与实际相结合的 题目．
2023届高考物理一轮复习练习电磁感应Word版含解析
2023届高考物理：电磁感应一轮练习附答案高考：电磁感应（一轮）一、选择题。
1、电阻R、电容器C与一线圈连成闭合电路，条形磁铁位于线圈的正上方，N 极朝下，如图所示．在磁铁N极远离线圈上端的过程中，流过R的电流方向和电容器极板的带电情况是()A．从b到a，下极板带正电B．从a到b，下极板带正电C．从b到a，上极板带正电D．从a到b，上极板带正电2、（双选）如图甲所示，在倾斜角为θ的光滑斜面内分布着垂直于斜面的匀强磁场，以垂直于斜面向上为磁感应强度正方向，其磁感应强度B随时间变化的规律如图乙所示。
质量为m的矩形金属框从t＝0时刻由静止释放，t3时刻的速度为v，移动的距离为L，重力加速度为g。
在金属框下滑的过程中，下列说法正确的是()甲乙A．t1～t3时间内金属框中的电流方向不变B．0～t3时间内金属框做匀加速直线运动C．0～t3时间内金属框做加速度逐渐减小的直线运动D．0～t3时间内金属框中产生的焦耳热为mgLsin θ－12m v23、（双选）)如图甲所示是一种手摇发电的手电筒，内部有一固定的线圈和可来回运动的条形磁铁，其原理图如图乙所示．当沿图中箭头方向来回摇动手电筒过程中，条形磁铁在线圈内来回运动，灯泡发光．在此过程中，下列说法正确的是()A．增加摇动频率，灯泡变亮B．线圈对磁铁的作用力方向不变C．磁铁从线圈一端进入与从该端穿出时，灯泡中电流方向相反D．磁铁从线圈一端进入再从另一端穿出的过程中，灯泡中电流方向不变4、如图所示，在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一U形金属导轨，导轨平面与磁场垂直。
金属杆PQ置于导轨上并与导轨形成闭合回路PQRS，一圆环形金属线框T位于回路围成的区域内，线框与导轨共面。
现让金属杆PQ突然向右运动，在运动开始的瞬间，关于感应电流的方向，下列说法正确的是()A．PQRS中沿顺时针方向，T中沿逆时针方向B．PQRS中沿顺时针方向，T中沿顺时针方向C．PQRS中沿逆时针方向，T中沿逆时针方向D．PQRS中沿逆时针方向，T中沿顺时针方向5、（双选）如图所示，灯泡A、B与定值电阻的阻值均为R，L是自感系数较大的线圈，当S1闭合、S2断开且电路稳定时，A、B两灯亮度相同，再闭合S2，待电路稳定后将S1断开，下列说法中正确的是()A．B灯立即熄灭B．A灯将比原来更亮一下后熄灭C．有电流通过B灯，方向为c→dD．有电流通过A灯，方向为b→a6、如图所示，一个有界匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外，一个矩形闭合导线框abcd沿纸面由位置1匀速运动到位置2。
高考物理总复习第九章 第2讲 法拉第电磁感应定律、自感、涡流
1.(2011· 广东)将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场 中，线圈平面与磁场方向垂直，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( )
2013-11-27
有志者事竟成
12
高考复习· 物理
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
高考复习· 物理
第九章 电磁感应
2013-11-27
有志者事竟成
1
高考复习· 物理
第二讲
法拉第电磁感应定律
自感
涡流
回扣教材
题型归类
误区反思
双基限时练
2013-11-27
有志者事竟成
2
高考复习· 物理
回扣教材•自主学习
2013-11-27
有志者事竟成
3
高考复习· 物理
知 识 梳 理
一、法拉第电磁感应定律 1．感应电动势． (1)定义：在电磁感应现象中产生的电动势．产生电动势的那 部分导体相当于电源，其电阻相当于电源的内阻． (2)产生条件：无论电路是否闭合，只要穿过电路的磁通量发 生变化，电路中就一定产生感应电动势． (3)方向：与等效电源内部的电流方向相同，由负极指向正 极．
2013-11-27
有志者事竟成
Hale Waihona Puke 4高考复习· 物理
2．法拉第电磁感应定律． (1)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． ΔΦ (2)公式：E＝n . Δt ΔΦ (3)公式说明：①E由 决定，与ΔΦ和Δt的大小无关； Δt ΔB ②当ΔΦ仅由B的变化引起时，E＝n S； Δt ΔS 当ΔΦ仅由S的变化引起时，E＝nB ； Δt
人教版高三物理一轮复习课时训练第九章课时1法拉第电磁感应定律楞次定律自感涡流
课时1 法拉第电磁感应定律楞次定律自感涡流课时训练基础巩固1.下列四幅演示实验图中,实验现象能正确表述实验结论的是( B )A.图甲用磁铁靠近轻质铝环A,A会靠近磁铁B.图乙断开开关S,触点C不立即断开C.图丙闭合开关S时,电流表有示数,断开开关S时,电流表没有示数D.图丁铜盘靠惯性转动,手持磁铁靠近铜盘,铜盘转动加快解析:图甲用磁铁靠近轻质铝环A,由于A环中发生电磁感应现象,根据楞次定律可知,A将远离磁铁,故A错误;图乙断开开关S,由于B线圈中发生电磁感应现象阻碍电流的减小,因此线圈仍有磁性,触点C不立即断开,故B正确;图丙闭合开关S和断开开关S时均会发生电磁感应,因此电流表均有示数,故C错误;当转动铜盘时,磁铁靠近铜盘,导致铜盘切割磁感线,从而产生感应电流,出现安培力,由楞次定律可知,产生安培力导致铜盘转动受到阻碍,因此铜盘转动减慢,故 D 错误。
2.如图所示为感应式发电机,a,b,c,d是空间四个可用电刷与铜盘边缘接触的点,O1,O2是连接铜盘轴线导线的接线端,M,N是电流表的接线端。
现在将铜盘转动,能观察到感应电流的是( B )A.将电流表的接线端M,N分别连接a,c位置B.将电流表的接线端M,N分别连接O1,a位置C.将电流表的接线端M,N分别连接O1,O2位置D.将电流表的接线端M,N分别连接c,d位置解析:当铜盘转动时,其切割磁感线产生感应电动势,此时铜盘相当于电源,铜盘边缘和中心为电源的两个极,则要想观察到感应电流,M,N应分别连接电源的两个极,故B正确。
3.现代科学研究中常要用到高速电子,电子感应加速器就是电子加速的设备。
它的基本原理如图所示,上、下为电磁铁的两个磁极,磁极之间有一个环形真空室,电子在真空室中做圆周运动。
电磁铁线圈电流的大小、方向可以变化。
上图为侧视图,下图为真空室的俯视图,如果从上向下看,电子沿逆时针方向运动。
以下分析正确的是( A )C.当电磁铁线圈电流的方向与图示方向相反时,为使电子加速,电磁铁中的电流应该由小变大D.当电磁铁线圈电流的方向与图示方向一致时,为使电子加速,电磁铁中的电流应该由大变小解析:根据法拉第电磁感应定律可知,变化的磁场在真空室内形成感生电场,而电场能使电子加速,选项A正确;因洛伦兹力对电荷不做功,故选项B错误;当电磁铁线圈电流的方向与图示方向一致时,线圈中的电流增强,磁场就增大了,根据楞次定律,感生电场产生的磁场要阻碍它增大,所以感生电场为顺时针方向,即电流方向为顺时针,所以电子沿逆时针方向在电场力作用下加速运动,在洛伦兹力约束下做圆周运动,选项C,D错误。
第九章 第2单元 法拉第电磁感应定律 自感和涡流
又逐渐熄灭，所以C错误，D正确． 答案： BD
5．如图9－2－2所示，在竖直向下
的磁感应强度为B的匀强磁场中， 有两根水平放置、相距L且足够长 的平行金属导轨AB、CD，在导轨 图9－2－2
的A、C端连接一阻值为R的电阻，一根垂直于导轨放 置的金属棒ab，质量为m，导轨和金属棒的电阻及它 们间的摩擦不计，若用恒力F水平向右拉棒ab使之运 动，求金属棒ab的最大速度．
向下，大小为4.5×10－5T.一灵敏电压表连接在当地入海河
段的两岸，河宽100 m，该河段涨潮和落潮时有海水(视为 导体)流过．设落潮时，海水自西向东流，流速为2 m/s.下 列说法正确的是 A．电压表记录的电压为5 mV B．电压表记录的电压为9 mV C．河南岸的电势较高 ( )
D．河北岸的电势较高
5．电磁阻尼 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 导体的运动的现象．
6．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， 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，这种作用称为电磁驱动． 交流电动机就是利用 电磁驱动 的原理制成的．
(1)分清求解感应电动势时用速度的平均值还是瞬时值．
(2)求解第(3)问时合理应用牛顿第二定律．
[解析]
1 2 (1)5 s 内的位移 x＝ at ＝25 m 2
x 5 s 内的平均速度 v ＝ t ＝5 m/s 0＋v5 (也可用 v ＝ 求解) 2 故平均感应电动势 E ＝BL v ＝0.4 V.
解析：ab棒受恒力F作用向右加速运动产生感应电流，ab 棒在磁场中受安 培力F安，如右图所示．随着v↑→E↑→I↑→F安↑→F合 ↓→a↓，当ab棒所受合力为零时，加速 度为零，速度最大．此时 F－ F安 ＝ 0 ①
【南方凤凰台】2020届高三物理一轮复习 第9章 第2课时 法拉第电磁感应定律、自感和涡流导学案(无答案)
第2课时 法拉第电磁感应定律、自感和涡流【考纲解读】1.能应用法拉第电磁感应定律E ＝n ΔΦΔt和导线切割磁感线产生电动势公式E ＝Blv 计算感应电动势.2.会判断电动势的方向，即导体两端电势的高低.3.理解自感现象、涡流的概念，能分析通电自感和断电自感． 【知识要点】一．法拉第电磁感应定律的应用 1．感应电动势(1)感应电动势：在 中产生的电动势．产生感应电动势的那部分导体就相当于 ，导体的电阻相当于 ．(2)感应电流与感应电动势的关系：遵循 定律，即I ＝E R ＋r. 2．感应电动势大小的决定因素(1)感应电动势的大小由穿过闭合电路的磁通量的变化率ΔΦΔt 和线圈的 共同决定，而与磁通量Φ、磁通量的变化量ΔΦ的大小没有必然联系． (2)当ΔΦ仅由B 的变化引起时，则E ＝n ΔB·SΔt；当ΔΦ仅由S 的变化引起时，则E ＝nB·ΔS Δt ；当ΔΦ由B 、S 的变化同时引起时，则E ＝n B 2S 2－B 1S 1Δt ≠n ΔB·ΔSΔt. 3．磁通量的变化率ΔΦΔt 是Φ－t 图象上某点切线的斜率．二．导体切割磁感线产生感应电动势的计算1．公式E ＝Blv 的使用条件(1) 磁场．(2)B 、l 、v 三者相互 ． (3)如不垂直，用公式E ＝Blvsin θ求解，θ为B 与v 方向间的夹角． 2．“瞬时性”的理解(1)若v为瞬时速度，则E为感应电动势．(2)若v为平均速度，则E为感应电动势．3．切割的“有效长度”公式中的l为有效切割长度，即导体在与v垂直的方向上的投影长度．图4中有效长度分别为：图4甲图：l＝cd sin β；乙图：沿v1方向运动时，l＝MN；沿v2方向运动时，l＝0.丙图：沿v1方向运动时，l＝2R；沿v2方向运动时，l＝0；沿v3方向运动时，l＝R.三．自感现象的理解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．(2)表达式：E＝L ΔI Δt.(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．2．自感现象“阻碍”作用的理解(1)流过线圈的电流增加时，线圈中产生的自感电动势与电流方向，阻碍电流的，使其缓慢地增加．(2)流过线圈的电流减小时，线圈中产生的自感电动势与电流方向，阻碍电流的，使其缓慢地减小．线圈就相当于电源，它提供的电流从原来的IL逐渐变小．3．自感现象的四大特点(1)自感电动势总是阻碍导体中原电流的变化．(2)通过线圈中的电流不能发生突变，只能缓慢变化．(3)电流稳定时，自感线圈就相当于普通导体．(4)线圈的自感系数越大，自感现象越明显，自感电动势只是延缓了过程的进行，但它不能使过程停止，更不能使过程反向．【典型例题】例1．如图所示，匀强磁场中有一矩形闭合线圈abcd，线圈平面与磁场垂直．已知线圈的匝数N＝100，边长ab＝1.0 m、bc＝0.5 m，电阻r＝2 Ω.磁感应强度B在0～1 s内从零均匀变化到0.2 T．在1～5 s内从0.2 T均匀变化到－0.2 T，取垂直纸面向里为磁场的正方向．求：(1)0.5 s时线圈内感应电动势的大小E和感应电流的方向；(2)在1～5 s内通过线圈的电荷量q；(3)在0～5 s内线圈产生的焦耳热Q.例2．如图甲所示，一个圆形线圈的匝数n＝100，线圈面积S＝200 cm2，线圈的电阻r＝1 Ω，线圈外接一个阻值R＝4 Ω的电阻，把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中，磁感应强度随时间变化规律如图乙所示．下列说法中正确的是( )A．线圈中的感应电流方向为顺时针方向B．电阻R两端的电压随时间均匀增大C．线圈电阻r消耗的功率为4×10－4 WD．前4 s内通过R的电荷量为4×10－4 C例3．如图所示，水平放置的粗糙U形框架上接一个阻值为R的电阻，放在垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，一个半径为L、质量为m的半圆形硬导体AC在水平向右的恒定拉力F作用下，由静止开始运动距离d后速度达到v，半圆形硬导体AC的电阻为r，其余电阻不计．下列说法正确的是( )A．此时AC两端电压为UAC＝2BLvB．此时AC两端电压为UAC ＝2BLvRR＋rC．此过程中电路产生的电热为Q＝Fd－12 mv2D．此过程中通过电阻R0的电荷量为q＝2BLdR＋r例4．如图所示的电路中，L为一个自感系数很大、直流电阻不计的线圈，D1、D2是两个完全相同的灯泡，E是一内阻不计的电源．t＝0时刻，闭合开关S，经过一段时间后，电路达到稳定，t1时刻断开开关S.I1、I2分别表示通过灯泡D1和D2的电流，规定图中箭头所示的方向为电流正方向，以下各图中能定性描述电流I随时间t变化关系的是( )【拓展训练】1．(2020·江苏·1)如图所示，一正方形线圈的匝数为n，边长为a，线圈平面与匀强磁场垂直，且一半处在磁场中．在Δt时间内，磁感应强度的方向不变，大小由B均匀地增大到2B.在此过程中，线圈中产生的感应电动势为( )A.Ba22Δt B.nBa22ΔtC.nBa2ΔtD.2nBa2Δt2．(2020·安徽·20)英国物理学家麦克斯韦认为，磁场变化时会在空间激发感生电场．如图所示，一个半径为r的绝缘细圆环水平放置，环内存在竖直向上的匀强磁场B，环上套一带电荷量为＋q的小球，已知磁感应强度B随时间均匀增加，其变化率为k，若小球在环上运动一周，则感生电场对小球的作用力所做功的大小是( )A．0 B.12r2qkC．2πr2qk D．πr2qk3．如图所示，在磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，金属杆MN在平行金属导轨上以速度v向右匀速滑动，MN中产生的感应电动势为E1；若磁感应强度增为2B，其他条件不变，MN中产生的感应电动势变为E2.则通过电阻R的电流方向及E1与E2之比E1∶E2分别为( )A．c→a,2∶1 B．a→c,2∶1 C．a→c,1∶2 D．c→a,1∶24．如图所示，线圈L的自感系数很大，且其直流电阻可以忽略不计，L1、L2是两个完全相同的小灯泡，开关S闭合和断开的过程中，灯L1、L2的亮度变化情况是(灯丝不会断)( )A．S闭合，L1亮度不变，L2亮度逐渐变亮，最后两灯一样亮；S断开，L2立即熄灭，L1逐渐变暗B．S闭合，L1亮度不变，L2很亮；S断开，L1、L2立即熄灭C．S闭合，L1、L2同时亮，而后L1逐渐熄灭，L2亮度不变；S断开，L2立即熄灭，L1亮一下再熄灭D．S闭合，L1、L2同时亮，而后L1逐渐熄灭，L2则逐渐变得更亮；S断开，L2立即熄灭，L1亮一下再熄灭5．磁场在xOy平面内的分布如图所示，其磁感应强度的大小均为B，方向垂直于xOy平面，相邻磁场区域的磁场方向相反，每个同向磁场区域的宽度均为L，整个磁场以速度v沿x轴正方向匀速运动．若在磁场所在区间内放置一由n匝线圈组成的矩形线框abcd，线框的bc＝LB 、ab＝L，LB略大于L，总电阻为R，线框始终保持静止．求：(1)线框中产生的总电动势大小和导线中的电流大小；(2)线框所受安培力的大小和方向．。
高考物理一轮复习：9.2《法拉第电磁感应定律、自感和涡流》教学案(含答案)
第2讲法拉第电磁感应定律 自感和涡流考纲下载：1.法拉第电磁感应定律(Ⅱ) 2.自感、涡流(Ⅰ)主干知识·练中回扣——忆教材 夯基提能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； 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：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 ΔΦΔt ，其中n 为线圈匝数，ΔΦΔt 为磁通量的变化率。
(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磁感线方向匀速转动产生感应电动势E ＝Blv ＝12Bl 2ω (平均速度等于中点位置的线速度12l ω)。
2．自感、涡流(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。
②自感电动势a ．定义：在自感现象中产生的感应电动势叫做自感电动势；b ．表达式：E ＝L ΔI Δt； ③自感系数La ．相关因素：与线圈的大小、形状、匝数以及是否有铁芯有关；b ．单位：亨利(H )，1 mH ＝10－3 H ，1 μH ＝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，这种电流像水的漩涡，所以叫涡流。
巩固小练1．判断正误(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。
(√)(4)线圈中的电流越大，自感系数也越大。
(×)(5)磁场相对导体棒运动时，导体棒中也能产生感应电动势。
(√)(6)对于同一线圈，电流变化越快，线圈中的自感电动势越大。
高考物理一轮复习 9.3互感 自感与涡流学案
第 3 课时 互感 自感与涡流基础知识归纳1.互感现象一个线圈中的 电流变化 时，所引起的磁场的变化在另一个线圈中产生 感应电动势 的现象叫做互感现象.这种感应电动势叫做互感电动势.2.自感现象由于 导体本身的电流发生变化 而产生的电磁感应现象.在自感现象中产生的电动势，叫做 自感电动势 .3.自感电动势的大小和方向对于同一线圈来说，自感电动势的大小取决于本身电流变化的快慢，其方向总 阻碍导体中原来电流的变化 .公式：E 自＝L tI ∆∆ 4.自感系数也叫自感或电感，由线圈的大小、形状、匝数及是否有铁芯决定，线圈越长、单位长度的匝数越多、横截面积越大，自感系数越大，若线圈中加有铁芯，自感系数会更大.单位：亨利(H).5.涡流(1)定义：当线圈中的电流随时间变化时，线圈附近的任何导体中都会产生 感应电流 ，电流在导体内形成闭合回路，很像水的旋涡，把它叫做涡电流，简称涡流.(2)特点：整块金属的电阻很小，涡流往往很大.6.电磁阻尼与电磁驱动(1)电磁阻尼：当导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受到安培力，安培力总是阻碍导体的运动，这种现象称为 电磁阻尼 .(2)电磁驱动：磁场相对于导体转动，在导体中会产生感应电流，感应电流使导体受到安培力，安培力使导体运动，这种作用称为 电磁驱动 .重点难点突破一、自感现象与互感现象的区别与联系1.区别：(1)互感现象发生在靠近的两个线圈间，而自感现象发生在一个线圈导体内部；(2)通过互感可以使能量在线圈间传递，而自感现象中，能量只能在一个线圈中储存或释放.2.联系：两者都是电磁感应现象.三、断电实验中，线圈中的电流有可能比原来的大吗不可能.因为电磁感应现象中，自感电动势也只能阻碍线圈中电流减小，而不能“阻止”，只是减慢了电流减小的速度，但最终结果还是要减小，所以断电实验中，线圈中的电流不可能比原来的大.四、涡流的产生机理处在磁场中的导体，只要磁场变化就会引起导体中的磁通量的变化，导体中就有感应电动势，这一电动势在导体内部构成回路，导体内就有感应电流.因为这种电流像水中的旋涡，所以称为涡流.在大块的金属内部，由于金属块的电阻很小，所以涡电流很大，能够产生很大的热量.严格地说，在变化的磁场中的一切导体内都有涡流产生，只是涡电流的大小有区别，所以一些微弱的涡电流就被我们忽视了.五、电磁阻尼和电磁驱动电磁阻尼是导体与磁场相对运动时，感应电流使导体受到的安培力总是阻碍它们的相对运动，利用安培力阻碍导体与磁场间的相对运动就是电磁阻尼.磁电式仪表的指针能够很快停下，就是利用了电磁阻尼.“磁悬浮列车利用涡流减速”其实也是一种电磁阻尼.电磁驱动是导体与磁场相对运动时，感应电流使导体受到的安培力总是阻碍它们的相对运动，应该知道安培力阻碍磁场与导体的相对运动的方式是多种多样的.当磁场以某种方式运动时(例如磁场转动)，导体中的安培力阻碍导体与磁场间的相对运动而使导体跟着磁场动起来(跟着转动)，这就是电磁驱动.典例精析1.互感现象【例1】如图所示，两圆环A 、B 置于同一水平面上，其中A 为均匀带电绝缘环，B 为导体环.当A 以如图所示方向绕中心转动的角速度发生变化时，B中产生如图所示的方向的感应电流，则( )A.A 可能带正电且转速减小B.A 可能带正电且转速增大C.A 可能带负电且转速减小D.A 可能带负电且转速增大【解析】本题考查楞次定律，解题关键是考虑到产生B 中感应电流的原因有两种可能情形，即穿过B 环的磁通量向外减少，或者穿过B 环的磁通量向里增加.由题目所给的条件可以判断，感应电流的磁场方向垂直于纸面向外，根据楞次定律，原磁场的方向与感应电流的磁场相同时，磁通量是减少的，环A 应该做减速运动，产生逆时针方向的电流，应该带负电，故选项C 是正确的，同理可得B 是正确的.【答案】BC【思维提升】根据电流强度的定义，转速变化必将引起A 的等效电流变化，从而使B 中磁通量发生改变而产生感应电流，再结合楞次定律可判断.2.自感现象【例2】如图所示，L 为自感系数较大的线圈，电路稳定后小灯泡正常发光，当断开开关S 的瞬间会有( )A.灯A立即熄灭B.灯A慢慢熄灭C.灯A突然闪亮一下再慢慢熄灭D.灯A突然闪亮一下再突然熄灭【解析】本题中，当开关S断开时，由于通过自感线圈的电流从有变到零，线圈将产生自感电动势，但由于线圈L与灯A在S断开后不能形成闭合回路，故在开关断开后通过灯A的电流为零，灯立即熄灭.【答案】A【思维提升】有自感电动势并不一定有电流，因为必须要闭合回路才能使电流形成通路. 【拓展1】如图所示是测定自感系数很大的线圈L直流电阻的电路，L两端并联一个电压表，用来测自感线圈的直流电压，在测量完毕后，将电路拆开时应先( B )A.断开S1B.断开S2C.拆除电流表D.拆除电阻R【解析】若先断开S1，会在电压表两端产生一较大自感电动势，有可能烧毁电压表，先拆除电流表及电阻R会发生同样的情况，故应选B.3.涡流现象【例3】著名物理学家弗曼曾设计过一个实验，如图所示.在一块绝缘板上中部安一个线圈，并接有电源，板的四周有许多带负电的小球，整个装置支撑起来.忽略各处的摩擦，当电源接通的瞬间下列关于圆盘的说法中，正确的是( )A.圆盘将逆时针转动B.圆盘将顺时针转动C.圆盘不会转动D.无法确定圆盘是否会动【解析】瞬间增强的磁场会在周围产生一个顺时针的旋涡电场，负电荷受到逆时针方向的电场力，带动圆盘逆时针转动，而负电荷的这种定向运动则形成了顺时针的环形电流，故选项A正确.【答案】A【思维提升】涡流现象是电磁感应现象的一种特殊情况，实际上是产生了一个旋涡电场，使导体中的自由电荷受电场力发生了定向移动.【拓展2】如图所示是利用高频交流电焊接自行车零件的原理示意图，其中外圈A是通高频交变电流的线圈，B是自行车零件，a是待焊接口，焊接时接口两端接触在一起.当A中通有交变电流时，B中会产生感应电流，使得接口处金属熔化焊接起来.(1)试分析说明，焊接的快慢与交变电流的频率有什么关系.(2)试分析说明，为什么焊接过程中，接口a处被熔化而零件的其他部分并不很热？【解析】(1)A中交变电流的频率越高，B中磁通量的变化率越大，产生的感应电动势越大，感应电流I越大，所以电流热功率P＝I2R也越大，焊接得越快.(2)B中各处电流大小相等，但接口a处电阻大，电流热功率大，而其他部分电阻小，电流热功率小，所以接口a处已被熔化而零件的其他部分并不很热.易错门诊4.电磁阻尼【例4】如图所示，一闭合金属圆环用绝缘细线挂于O点，将圆环拉离平衡位置并释放，圆环摆动过程中经过有界的水平匀强磁场区域，A、B为该磁场的竖直边界.若不计空气阻力，则( )A.圆环向右穿过磁场后，还能摆至原来的高度B.在进入和离开磁场时，圆环中均有感应电流C.圆环进入磁场后离平衡位置越近速度越大，感应电流也越大D.圆环最终将静止在平衡位置【错解】BD.如图所示，当圆环从1位置开始下落，进入和摆出磁场和摆出磁场时(即2位置和3位置)，由于有磁通量变化，圆环上产生感应电流，选项B正确；由于金属圆环自身存在内阻，所以必然有热量产生(即有能量损失).因此，圆环不会再摆到4位置，选项A错误；当圆环进入磁场后，穿过环内的磁通量不再发生变化，无感应电流产生，选项C错误；由于每次通过磁场都有能量损失，所以圆环最终将静止在平衡位置，D选项正确.【错因】物体有惯性，人的思维也有惯性.这位同学忘记了分析当圆环仅在匀强磁场内摆动时，穿过圆环内的磁通量的变化情况，导致选择错误.可见，在分析物理问题时，要严格按照物理规律成立的条件进行.【正解】如题图所示，当圆环从1位置开始下落，进入和摆出磁场时(即2和3位置)，由于圆环内磁通量发生变化，所以有感应电流产生.同时，金属圆环本身有内阻，必然有能量的转化，即有能量的损失.因此圆环不会摆到4位置.随着圆环进出磁场，其能量逐渐减少，圆环摆动的振幅越来越小.当圆环只在匀强磁场中摆动时，圆环内无磁通量的变化，无感应电流产生，无机械能向电能的转化.题意中不存在空气阻力，摆线的拉力垂直于圆环的速度方向，拉力对圆环不做功，所以系统的能量守恒，所以圆环最终将在A、B间来回摆动.【答案】B【思维提升】把握涡流产生的条件及由于涡流使系统机械能损失对结果的影响.。