第九章第2課時(shí).doc

江蘇省包場高級中學(xué)高三物理 第九章 電磁感應(yīng) 主備：張衛(wèi)星 審核：曾建良第2課時(shí)法拉第電磁感應(yīng)定律、自感考綱解讀 1.能應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律、公式EBlv計(jì)算感應(yīng)電動勢.2.理解自感、渦流的產(chǎn)生，并能分析實(shí)際應(yīng)用考點(diǎn)梳理一、法拉第電磁感應(yīng)定律1 感應(yīng)電動勢(1)感應(yīng)電動勢：在 中產(chǎn)生的電動勢產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的那部分導(dǎo)體就相當(dāng)于 ，導(dǎo)體的電阻相當(dāng)于 (2)感應(yīng)電流與感應(yīng)電動勢的關(guān)系：遵循 定律，即I.2 法拉第電磁感應(yīng)定律(1)內(nèi)容：閉合電路中感應(yīng)電動勢的大小，跟穿過這一電路的 成正比(2)公式：En.3 導(dǎo)體切割磁感線的情形(1)一般情況：運(yùn)動速度v和磁感線方向夾角為，則E .(2)常用情況：運(yùn)動速度v和磁感線方向垂直，則E .(3)導(dǎo)體棒在磁場中轉(zhuǎn)動導(dǎo)體棒以端點(diǎn)為軸，在勻強(qiáng)磁場中垂直于磁感線方向勻速轉(zhuǎn)動產(chǎn)生感應(yīng)電動勢EBlBl2(平均速度等于中點(diǎn)位置線速度l)二、自感1. 概念：由于導(dǎo)體本身的 變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象稱為自感，由于自感而產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢叫做 2. 表達(dá)式：EL.3. 自感系數(shù)L的影響因素：與線圈的 、形狀、 以及是否有鐵芯有關(guān) 考點(diǎn)一法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用例1如圖6(a)所示，一個(gè)電阻值為R、匝數(shù)為n的圓形金屬線圈與阻值為2R的電阻R1連接成閉合回路線圈的半徑為r1, 在線圈中半徑為r2的圓形區(qū)域存在垂直于線圈平面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖線如圖(b)所示圖線與橫、縱軸的截距分別為t0和B0. 導(dǎo)線的電阻不計(jì)求0至t1時(shí)間內(nèi)：(1)通過電阻R1上的電流大小和方向；(2)通過電阻R1上的電荷量q及電阻R1上產(chǎn)生的熱量(a) (b)突破訓(xùn)練1如圖7甲所示，邊長為L、質(zhì)量為m、總電阻為R的正方形導(dǎo)線框靜置于光滑水平面上，處于與水平面垂直的勻強(qiáng)磁場中，勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖乙所示求：(1)在t0到tt0時(shí)間內(nèi)，通過導(dǎo)線框的感應(yīng)電流大??；(2)在t時(shí)刻，ab邊所受磁場作用力大小；(3)在t0到tt0時(shí)間內(nèi)，導(dǎo)線框中電流做的功甲 乙考點(diǎn)二導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的計(jì)算例2如圖9甲所示，MN、PQ是固定于同一水平面內(nèi)相互平行的粗糙長直導(dǎo)軌，間距L2.0 m，R是連在導(dǎo)軌一端的電阻，質(zhì)量m1.0 kg的導(dǎo)體棒ab垂直跨在導(dǎo)軌上，電壓傳感器與這部分裝置相連導(dǎo)軌所在空間有一磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.50 T、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場從t0開始對導(dǎo)體棒ab施加一個(gè)水平向左的拉力，使其由靜止開始沿導(dǎo)軌向左運(yùn)動，電壓傳感器測出R兩端的電壓隨時(shí)間變化的圖線如圖乙所示，其中OA、BC段是直線，AB段是曲線假設(shè)在1.2 s以后拉力的功率P4.5 W保持不變導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒ab的電阻均可忽略不計(jì)，導(dǎo)體棒ab在運(yùn)動過程中始終與導(dǎo)軌垂直，且接觸良好不計(jì)電壓傳感器對電路的影響g取10 m/s2.求：(1)導(dǎo)體棒ab最大速度vm的大小；(2)在1.2 s2.4 s的時(shí)間內(nèi)，該裝置總共產(chǎn)生的熱量Q；(3)導(dǎo)體棒ab與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)和電阻R的值突破訓(xùn)練2在范圍足夠大，方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，B0.2 T，有一水平放置的光滑框架，寬度為L0.4 m，如圖10所示，框架上放置一質(zhì)量為0.05 kg、電阻為1 的金屬桿cd，框架電阻不計(jì)若桿cd以恒定加速度a2 m/s2，由靜止開始做勻變速運(yùn)動，則：(1)在5 s內(nèi)平均感應(yīng)電動勢是多少？(2)第5 s末，回路中的電流多大？(3)第5 s末，作用在cd桿上的水平外力多大？考點(diǎn)三自感現(xiàn)象的分析例3如圖11所示的電路中，L為一個(gè)自感系數(shù)很大、直流電阻不計(jì)的線圈，D1、D2是兩個(gè)完全相同的電燈，E是內(nèi)阻不計(jì)的電源t0時(shí)刻，閉合開關(guān)S，經(jīng)過一段時(shí)間后，電路達(dá)到穩(wěn)定，t1時(shí)刻斷開開關(guān)S.I1、I2分別表示通過電燈D1和D2中的電流，規(guī)定圖中箭頭所示方向?yàn)殡娏髡较?，以下各圖中能定性描述電流I隨時(shí)間t變化關(guān)系的是 () 突破訓(xùn)練3在如圖12所示的電路中，兩個(gè)相同的小燈泡L1和L2分別串聯(lián)一個(gè)帶鐵芯的電感線圈L和一個(gè)滑動變阻器R.閉合開關(guān)S后，調(diào)整R，使L1和L2發(fā)光的亮度一樣，此時(shí)流過兩個(gè)燈泡的電流均為I.然后，斷開S.若t時(shí)刻再閉合S，則在t前后的一小段時(shí)間內(nèi)，正確反映流過L1的電流i1、流過L2的電流i2隨時(shí)間t變化的圖象是 ()規(guī)范化解題例4 如圖8所示，MN、PQ是兩根豎直放置的間距為L的足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌，虛線以上有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場，虛線以下有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，兩磁場區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度均為B.金屬棒ab質(zhì)量為M，電阻為R，靜止放在中導(dǎo)軌上的水平突起上；金屬棒cd質(zhì)量為m，電阻也為R.讓cd在中某處無初速度釋放，當(dāng)cd下落距離為h時(shí)，ab恰好對突起沒有壓力已知兩根金屬棒始終水平且與金屬導(dǎo)軌接觸良好，金屬導(dǎo)軌的電阻不計(jì)，重力加速度為g.求：(1)當(dāng)cd下落距離為h時(shí)，通過ab的電流I.(2)當(dāng)cd下落距離為h時(shí)，cd的速度大小v.(3)從cd釋放到下落距離為h的過程中，ab上產(chǎn)生的焦耳熱Qab.(結(jié)果用B、L、M、m、R、h、g表示)課后鞏固1 對自感的考查如圖1(a)、(b)所示的電路中，電阻R和自感線圈L的電阻值都很小，且小于燈A的電阻，接通S，使電路達(dá)到穩(wěn)定，燈泡A發(fā)光，則()A在電路(a)中，斷開S，A將漸漸變暗B在電路(a)中，斷開S，A將先變得更亮，然后漸漸變暗C在電路(b)中，斷開S，A將漸漸變暗D在電路(b)中，斷開S，A將先變得更亮，然后漸漸變暗2 對法拉第電磁感應(yīng)定律應(yīng)用的考查如圖2所示，長為L的金屬導(dǎo)線彎成一圓環(huán)，導(dǎo)線的兩端接在電容為C的平行板電容器上，P、Q為電容器的兩個(gè)極板，磁場垂直于環(huán)面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度以BB0Kt(K0)隨時(shí)間變化，t0時(shí)，P、Q兩極板電勢相等兩極板間的距離遠(yuǎn)小于環(huán)的半徑，則經(jīng)時(shí)間t電容器P板() A不帶電B所帶電荷量與t成正比C帶正電，電荷量是D帶負(fù)電，電荷量是3 對公式EBlv的考查2012年11月24日，中國的殲15戰(zhàn)機(jī)成功在“遼寧號”航母上起降，使中國真正擁有了自己的航母由于地磁場的存在，飛機(jī)在一定高度水平飛行時(shí)，其機(jī)翼就會切割磁感線，機(jī)翼的兩端之間會有一定的電勢差則從飛行員的角度看，機(jī)翼左端的電勢比右端的電勢()A低 B高C相等 D以上情況都有可能4“極端法”的應(yīng)用如圖3所示，線圈A、B是由不同材料制成的導(dǎo)體線圈，它們的質(zhì)量一樣大，形狀一樣，設(shè)磁場足夠大，下列說法正確的是()A電阻大的線圈達(dá)到穩(wěn)定速度時(shí)的速度大B電阻小的線圈達(dá)到穩(wěn)定速度時(shí)的速度大C兩線圈的穩(wěn)定速度是一樣的D電阻率大的材料制成的線圈，穩(wěn)