2018年高中物理(人教版)一轮复习课件：第九章 电磁感应 第2节 法拉第电磁感应定律
2018版高考物理大一轮复习第九章电磁感应第2讲法拉第电磁感应定律自感涡流
1 第2讲 法拉第电磁感应定律 自感 涡流
1．如图1所示，闭合金属导线框放置在竖直向上的匀强磁场中，磁场的磁感应强度的大小随时间变化而变化．下列说法中正确的是 ( )．
A．当磁感应强度增大时，线框中的感应电流可能减小
B．当磁感应强度增大时，线框中的感应电流一定增大
C．当磁感应强度减小时，线框中的感应电流一定增大
D．当磁感应强度减小时，线框中的感应电流可能不变
图1
解析 线框中的感应电动势为E＝ΔBΔtS，设线框的电阻为R，则线框中的电流I＝ER＝ΔBΔtSR，因为B增大或减小时，ΔBΔt可能减小，可能增大，也可能不变．线框中的感应电动势的大小只和磁通量的变化率有关，和磁通量的变化量无关．故选项A、D正确．
答案 AD
2．如图2所示，竖直平面内有一金属环，半径为a，总电阻为R(指拉直时两端的电阻)，磁感应强度为B的匀强磁场垂直穿过环平面，在环的最高点A用铰链连接长度为2a、电阻为R2的导体棒AB，AB由水平位置紧贴环面摆下，当摆到竖直位置时，B点的线速度为v，则这时AB两端的电压大小为( )．
图2
A.Bav3 B.Bav6 C.2Bav3 D．Bav
解析 摆到竖直位置时，AB切割磁感线的瞬时感应电动势E＝B·2a12v＝Bav.由闭合电路欧姆定律得，UAB＝ER2＋R4·R4＝13Bav，故A正确．
答案 A
3．A、B两闭合圆形导线环用相同规格的导线制成，它们的半径之比rA∶rB＝2∶1，在两导 2 线环包围的空间内存在一正方形边界的匀强磁场区域，磁场方向垂直于两导线环的平面，如图3所示．当磁场的磁感应强度随时间均匀增大的过程中，流过两导线环的感应电流大小之比为( )．
图3
A.IAIB＝1 B.IAIB＝2
C.IAIB＝14 D.IAIB＝12
解析 匀强磁场的磁感应强度随时间均匀变化，设t时刻的磁感应强度为Bt，则Bt＝B0＋kt，其中B0为t＝0时的磁感应强度，k为一常数，A、B两导线环的半径不同，它们所包围的面积不同，但某一时刻穿过它们的磁通量均为穿过磁场所在区域面积上的磁通量，设磁场区域的面积为S，则Φt＝BtS，即在任一时刻穿过两导线环包围面上的磁通量是相等的，所以两导线环上的磁通量变化率是相等的．E＝ΔΦΔt＝ΔBΔtS(S为磁场区域面积)．对A、B两导线环，由于ΔBΔt及S均相同，得EAEB＝1，I＝ER，R＝ρlS1(S1为导线的横截面积)，l＝2πr，所以IAIB＝EArBEBrA，代入数值得IAIB＝rBrA＝12.
2018版高考物理配套文档：第九章 第2讲 法拉第电磁感应定律、自感和涡流 2
[考试标准]知识内容必考要求加试要求说明
法拉第电磁感应定律d
电磁感应现象的两类情况b
互感和自感b
涡流、电磁阻尼和电磁驱
动b1.导体切割磁感线时感应电动势的计算，只限于l、B、v三者垂直的情形. 2.不要求计算涉及反电动势的问题.
3.在电磁感应现象中，不要求判断
电路中各点电势的高低. 4.不要求计算既有感生电动势，又
有动生电动势的电磁感应问题. 5.不要求计算自感电动势.
6.不要求解释电磁驱动和电磁阻尼
现象.
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．
(2)公式：E＝n，其中n为线圈匝数．ΔΦΔt(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＝.ER＋r
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E＝Blv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θ时，则E＝Blvsin_θ.
(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
产生的感应电动势E＝Blv＝Bωl2(平均速度等于中点位置的线速度lω)．1212
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①定义：在自感现象中产生的感应电动势叫做自感电动势．
【配套K12】新课标2018版高考物理一轮复习第九章电磁感应第2讲法拉第电磁感应定律自感涡流教案
小初高试卷教案类
K12小学初中高中 第2讲 法拉第电磁感应定律 自感 涡流
知识点一 法拉第电磁感应定律
1.感应电动势
(1)概念：在 中产生的电动势.
(2)产生条件：穿过回路的
发生改变，与电路是否闭合
.
(3)方向判断：感应电动势的方向用 或 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 成正比.
(2)公式：E＝nΔΦΔt，其中n为线圈匝数.
(3)感应电流与感应电动势的关系：遵守闭合电路的
定律，即I＝
.
3.导体切割磁感线的情形
(1)若B、l、v相互垂直，则E＝ .
(2)v∥B时，E＝0.
答案：1.(1)电磁感应现象 (2)磁通量 无关 (3)楞次定律 右手定则 2.(1)磁通量的变化率 (3)欧姆 ER＋r 3.(1)Blv
知识点二 自感、涡流
1.自感现象
(1)概念：由于导体本身的
变化而产生的电磁感应现象称为自感.
(2)自感电动势
①定义：在自感现象中产生的感应电动势叫做 .
②表达式：E＝
.
(3)自感系数L
①相关因素：与线圈的 、形状、 以及是否有铁芯有关.
②单位：亨利(H)，1 mH＝
H,1 μH＝
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 ，这种电流像水的漩涡所以叫涡流.
答案：1.(1)电流 (2)①自感电动势 ②LΔIΔt (3)①大小 匝数
②10－3 10－6 2.感应电流 小初高试卷教案类
K12小学初中高中
(1)磁通量变化越大，产生的感应电动势也越大.( )
(2)磁通量变化越快，产生的感应电动势就越大.( )
(3)磁通量的变化率描述的是磁通量变化的快慢.( )
(4)感应电动势的大小与线圈的匝数无关.( )
(5)线圈中的自感电动势越大，自感系数就越大.( )
2018高考物理大一轮复习：第9章-磁场(10份打包有课件)
2018高考物理大一轮复习：第9章-磁场（10份打包有课件）
第1节 磁场的描述、磁场对电流的作用一、磁场、磁感应强度
1．磁场
(1)基本性质：磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有磁力的作用．
(2)方向：小磁针的N极所受磁场力的方向．
2．磁感应强度
(1)物理意义：描述磁场强弱和方向．
(2)定义式：B＝FIL(通电导线垂直于磁场)．
(3)方向：小磁针静止时N极的指向．
(4)单位：特斯拉，符号T
二、磁感线及几种常见的磁场分布
1．磁感线
在磁场中画出一些曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟这点的磁感应强度的方向一致．
2．几种常见的磁场
(1) 条形磁铁和蹄形磁铁的磁场(如图所示)(2)几种电流周围的磁场分布
直线电流的磁场通电螺线管的磁场环形电流的磁场
特点无磁极、非匀强且距导线越远处磁场越弱与条形磁铁的磁场相似，管内为匀强磁场且磁场最强，管外为非匀强磁场环形电流的两侧是N极和S极且离圆环中心越远，磁场越弱
安培定则
立体图
横截面图
纵截面图
(3)磁感线的特点
①磁感线上某点的切线方向就是该点的磁场方向．
②磁感线的疏密程度表示磁场强弱．
③磁感线是闭合曲线，没有起点和终点．在磁体外部，从N极指向S极，在磁体内部，从S极指向N极．
④磁感线是假想的曲线，不相交、不中断、不相切．
三、安培力的大小和方向1．大小
(1)F＝BILsin θ(其中θ为B与I之间的夹角)
(2)磁场和电流垂直时F＝BIL
(3)磁场和电流平行时F＝0
2．方向
(1)用左手定则判定：伸开左手，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；让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向．
(2)安培力的方向特点：F⊥B，F⊥I，即F垂直于B和I决定的平面．(注意：B和I可以有任意夹角)
[自我诊断]
1．判断正误
(1)小磁针N极受磁场力的方向就是该处磁感应强度的方向．(√)
(安徽专用)高考物理一轮复习 第九章 电磁感应第二节法拉第电磁感应定律 自感现象教学案 新人教版
第二节 法拉第电磁感应定律 自感现象
一、法拉第电磁感应定律
1．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______________成正比。
(2)公式：__________。
2．导体切割磁感线的情形
(1)一般情况：若运动速度v和磁感线方向的夹角为θ，则E＝__________。当运动速度v和磁感线方向垂直时，则E＝______。
(2)导体棒在磁场中转动
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＝________(平均速度等于中点位置的线速度12lω)。
二、自感和涡流
1．自感现象
当一个线圈中的电流变化时，它产生的变化的磁场不仅在邻近的电路中激发出感应电动势，同样也在它本身激发出感应电动势，这种由于导体本身电流发生变化而产生的电磁感应现象叫自感现象。
2．自感电动势
(1)定义：在________中产生的感应电动势。
(2)表达式________。
(3)自感系数L
①相关因素：与线圈的______、形状、______以及是否有铁芯有关。
②单位：亨利(H,1 mH＝______H,1μH＝______H)。
3．涡流
当线圈中的电流发生变化时，由于电磁感应，附近的任何导体中都会产生________，这种电流像水的旋涡，所以叫涡流。
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甲、乙、丙、丁所示，下列关于回路中产生的感应电动势的论述，正确的是( )
A．图甲回路中产生的感应电动势恒定不变
B．图乙回路中产生的感应电动势一直在变大
C．图丙回路中在0～t0时间内产生的感应电动势大于在t0～2t0时间内产生的感应电动势
D．图丁回路中产生的感应电动势可能恒定不变
2．关于E＝LΔIΔt的说法，正确的是( )
A．自感电动势与电流的变化量成正比
B．自感电动势与自感系数成正比
C．自感电动势与自感系数、电流的变化量无关
高三物理一轮复习 第九章 电磁感应
第九章
电磁感应
[备考指南]
考 点 内 容 要求 题型 把 握 考 情
一、电磁感应现象楞次定律 电磁感应现象 Ⅰ
选择
找
规
律 从近几年高考试题来看，高考对本章内容的考查，重点有感应电流的产生、感应电动势方向的判断、感应电动势大小的计算等知识。常以选择题形式考查对基础知识、基本规律的理解与应用，以计算题的形式考查综合性知识，如运动学、力学、能量、电路、图像等知识与电磁感应结合的问题，一般难度较大，分值较高。 磁通量 Ⅰ
楞次定律 Ⅱ
二、法拉第电磁感应定律 自感和涡流 法拉第电磁感应定律 Ⅱ 选择、计算
自感和涡流 Ⅰ 选择、计算
三、电磁感应中的电路和图像问题
选择、计算
明
热
点 预计在2017年高考中仍将以法拉第电磁感应定律为核心，考查与之相关的力、电综合问题。将重点考查学生的分析综合能力及运用数学知识解决物理问题的能力，在复习过程中还要多关注电磁感应现象与现代科技、生活相结合的新情景题目。 四、电磁感应的动力学和能量综合问题 选择、计算
第1节 电磁感应现象__楞次定律
(1)闭合电路内只要有磁通量，就有感应电流产生。(×)
(2)穿过线圈的磁通量和线圈的匝数无关。(√)
(3)线框不闭合时，即使穿过线框的磁通量发生变化，线框中也没有感应电流产生。(√)
(4)当导体切割磁感线时，一定产生感应电动势。(√)
(5)由楞次定律知，感应电流的磁场一定与引起感应电流的磁场方向相反。 (×)
(6)感应电流的磁场一定阻碍引起感应电流的磁场的磁通量的变化。(√)
(1)1831年，英国物理学家法拉第发现了——电磁感应现象。
(2)1834年，俄国物理学家楞次总结了确定感应电流方向的定律——楞次定律。
要点一 对电磁感应现象的理解和判断
1．磁通量发生变化的三种常见情况
(1)磁场强弱不变，回路面积改变。
(2)回路面积不变，磁场强弱改变。
(3)回路面积和磁场强弱均不变，但二者的相对位置发生改变。
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第2讲 法拉第电磁感应定律 自感
图9－2－10
1．如图9－2－10所示，MN、PQ为两条平行的水平放置的金属导轨，左端接有定值电阻R，金属棒ab斜放在两导轨之间，与导轨接触良好，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面，设金属棒与两导轨接触点之间的距离为L，金属棒与导轨间夹角为60°，以速度v水平向右匀速运动，不计导轨和棒的电阻，则流过金属棒中的电流为( )
A．I＝BLvR B．I＝3BLv2R C．I＝BLv2R D．I＝3BLv3R
解析：(1)导体棒匀速运动，所以平均感应电动势的大小等于瞬间感应电动势的大小．
(2)题中L的有效长度为3L2，故E＝Bv3L2.
据闭合电路欧姆定律得I＝3BLv2R.
答案：B
2.
图9－2－11
(2018·陕西省西安市统考)如图9－2－11所示，Q是单匝金属线圈，MN是一个螺线管，它的绕线方法没有画出，Q的输出端a、b和MN的输入端c、d之间用导线相连，P是在MN的正下方水平放置的用细导线绕制的软弹簧线圈．若在Q所处的空间加上与环面垂直的变化磁场，发现在t1至t2时间段内弹簧线圈处于收缩状态，则所加磁场的磁感应强度的变化情况可能是( )
解析：在t1至t2时间段内弹簧线圈处于收缩状态，说明此段时间内穿过线圈的磁通量变大，即穿过线圈的磁场的磁感应强度变大，则螺线管中电流变大，单匝金属线圈Q产生的感应电动势变大，所加磁场的磁感应强度的变化率变大，即B—t图线的斜率变大，选项D正确．
答案：D
图9－2－12
3．(2018·全国Ⅱ，24)如图9－2－12所示，匀强磁场的磁感应强度方向垂直于纸面向里，大小随时间的变化率ΔBΔt＝k，k为负的常量．用电阻率为ρ、横截面积为S的硬导线做成一边长为l的方框．将方框固定于纸面内，其右半部分位于磁场区域中，求：
(1)导线中感应电流的大小；
(2)磁场对方框作用力的大小随时间的变化率．
浙江鸭2018届高三物理一轮复习第9章电磁感应交变电流第2节法拉第电磁感应定律自感和涡流
1 第2节 法拉第电磁感应定律 自感和涡流
考点一| 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＝nΔΦΔt，其中n为线圈匝数．
1．对法拉第电磁感应定律的理解
(1)感应电动势的大小由线圈的匝数和穿过线圈的磁通量的变化率ΔΦΔt共同决定，而与磁通量Φ的大小、变化量ΔΦ的大小没有必然的联系．
(2)磁通量的变化率ΔΦΔt对应Φt图线上某点切线的斜率．
2．应用法拉第电磁感应定律的三种情况
(1)磁通量的变化是由面积变化引起时，ΔΦ＝BΔS，则E＝nBΔSΔt；
(2)磁通量的变化是由磁场变化引起时，ΔΦ＝ΔBS，则E＝nΔBSΔt；
(3)磁通量的变化是由于面积和磁场变化共同引起的，则根据定义求，ΔΦ＝|Φ末－Φ初|，E＝n|B2S2－B1S1|Δt≠nΔBΔSΔt.
3．应用法拉第电磁感应定律应注意的三个问题 2 (1)公式E＝nΔΦΔt求解的是一个回路中某段时间内的平均电动势，在磁通量均匀变化时，瞬时值才等于平均值．
(2)利用公式E＝nSΔBΔt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、ΔΦ和回路电阻R有关，与时间长短无关．推导如下：q＝I－Δt＝nΔΦΔtRΔt＝nΔΦR.
1．如图921所示，栅栏大门朝正南方向，在门的四角上钉有四个钉子，沿着钉子绕有50匝的大线圈，面积约为4 m2.若该地区地磁场的水平分量约为4×10－5T，那么，小明在2s内把关闭的大门打开并转过90°的过程中，线圈中产生的平均感应电动势约为( )
图921
A．2×10－2 V ．4×10－3 V
高考物理大一轮复习 第九章 电磁感应 第2课时 法拉第电磁感应定律 自感 涡流学案
第2课时 法拉第电磁感应定律 自感 涡流
一、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＝nΔΦΔt，其中n为线圈匝数。
3.导体切割磁感线的情形
(1)导体棒的运动速度v和磁感应强度B的方向平行时，E＝0。
(2)导体棒的运动速度v和磁感应强度B的方向垂直时，E＝Blv。
(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感应电动势E＝Blv－＝12Bl2ω(平均速度等于中点位置的线速度12lω)。
二、自感和涡流
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。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＝LΔIΔt。
(3)自感系数L
①相关因素：与线圈的大小、形状、匝数以及是否有铁芯有关。
②单位：亨利(H)，1 mH＝10－3 H，1 μH＝10－6 H。
2.涡流
(1)定义：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。
(2)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。
三、电磁阻尼和电磁驱动
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，安培力的方向总是阻碍导体的相对运动。
2.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的作用，安培力使导体运动起来。
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。
【思考判断】
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.线圈匝数n越多，磁通量越大，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.磁场相对于导体棒运动时，导体棒中也可能产生感应电动势( √ )
6.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( √ )
2018版高考物理江苏专用大一轮复习讲义文档第九章 电
第2讲 法拉第电磁感应定律、自感和涡流
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．
(2)公式：E＝nΔΦΔt，其中n为线圈匝数．
(3)感应电流与感应电动势的关系：遵循闭合电路的欧姆定律，即I＝ER＋r.
(4)说明：①当ΔΦ仅由B的变化引起时，则E＝nΔB·SΔt；当ΔΦ仅由S的变化引起时，则E＝nB·ΔSΔt；当ΔΦ由B、S的变化同时引起时，则E＝nB2S2－B1S1Δt≠nΔB·ΔSΔt.②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的感应电动势
1．公式E＝Blv的使用条件
(1)匀强磁场．
(2)B、l、v三者相互垂直．
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．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1中有效长度分别为：
图1
甲图：沿v1方向运动时，l＝cd；沿v2方向运动时，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.
4．“相对性”的理解
E＝Blv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．
三、自感和涡流现象
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＝LΔIΔt.
(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．