X3-2-9-2：法拉第電磁感應(yīng)定律 自感 渦流

1、獲取詳細(xì)資料請(qǐng)瀏覽：獲取詳細(xì)資料請(qǐng)瀏覽：http:/ 第第1頁(yè)頁(yè) 物理建模物理建模10.電磁感應(yīng)中的電磁感應(yīng)中的“桿導(dǎo)軌桿導(dǎo)軌”模型模型 選修選修3-2第九章第九章 電磁感應(yīng)電磁感應(yīng)第第2講法拉第電磁感應(yīng)定律自感渦流講法拉第電磁感應(yīng)定律自感渦流 高考真題高考真題視頻展臺(tái)視頻展臺(tái) 1.法拉第電磁感應(yīng)定律法拉第電磁感應(yīng)定律En/t的應(yīng)用的應(yīng)用 2.導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算3.通電自感和斷電自感通電自感和斷電自感熱點(diǎn)熱點(diǎn)突破突破素養(yǎng)素養(yǎng)提升提升獲取詳細(xì)資料請(qǐng)瀏覽：獲取詳細(xì)資料請(qǐng)瀏覽：http:/ 第第2頁(yè)頁(yè)熱點(diǎn)熱點(diǎn)1法拉第電磁感應(yīng)定律法拉第電磁感應(yīng)定律En

2、/t)的應(yīng)用的應(yīng)用 1.磁通量變化的兩種方式磁通量變化的兩種方式BB2決定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)決定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E大大小的因素小的因素 E的大小與的大小與、的大小無(wú)必然聯(lián)系的大小無(wú)必然聯(lián)系.0時(shí)時(shí), /t不不一定為零一定為零.獲取詳細(xì)資料請(qǐng)瀏覽：獲取詳細(xì)資料請(qǐng)瀏覽：http:/ 第第3頁(yè)頁(yè)【典例典例1】 (2013江蘇卷，江蘇卷，13)如圖示如圖示,勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一矩形閉合勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一矩形閉合線圈線圈abcd,線圈平面與磁場(chǎng)垂直線圈平面與磁場(chǎng)垂直.已知線圈的匝數(shù)已知線圈的匝數(shù)N100,邊長(zhǎng)邊長(zhǎng)ab1.0 m、bc0.5 m,電阻電阻r2 .磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度B在在01 s內(nèi)從零內(nèi)從零均勻變化到均勻變化到0

3、.2 T在在15 s內(nèi)從內(nèi)從0.2 T均勻變化到均勻變化到0.2 T，取垂，取垂直紙面向里為磁場(chǎng)的正方向直紙面向里為磁場(chǎng)的正方向.求求:(1)0.5 s時(shí)線圈內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大時(shí)線圈內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小小E和感應(yīng)電流的方向和感應(yīng)電流的方向;(2)在在15 s內(nèi)通過(guò)線圈的電荷量?jī)?nèi)通過(guò)線圈的電荷量q;(3)在在05 s內(nèi)線圈產(chǎn)生的焦耳熱內(nèi)線圈產(chǎn)生的焦耳熱Q. 審題審題設(shè)疑設(shè)疑(1)01 s內(nèi)誰(shuí)引起線圈中的磁通量發(fā)內(nèi)誰(shuí)引起線圈中的磁通量發(fā)生變化？生變化？ (2)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算公式感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算公式E_. (3)公式公式qIt中的中的I應(yīng)為電路中電流應(yīng)為電路中電流_值，如何計(jì)算電流值，如何計(jì)算電流I?

4、 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 解析解析(4)公式公式QI2rt中的中的I是恒定的還是是恒定的還是變化的變化的?在在05 s內(nèi)線圈的電流一樣嗎內(nèi)線圈的電流一樣嗎?如如何計(jì)算何計(jì)算05內(nèi)線圈產(chǎn)生的焦耳熱內(nèi)線圈產(chǎn)生的焦耳熱?獲取詳細(xì)資料請(qǐng)瀏覽：獲取詳細(xì)資料請(qǐng)瀏覽：http:/ 第第4頁(yè)頁(yè)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 原題原題獲取詳細(xì)資料請(qǐng)瀏覽：獲取詳細(xì)資料請(qǐng)瀏覽：http:/ 第第5頁(yè)頁(yè)請(qǐng)完成對(duì)應(yīng)本典例的請(qǐng)完成對(duì)應(yīng)本典例的“跟蹤短訓(xùn)跟蹤短訓(xùn)”(1)應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律解題的一般步驟應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律解題的一般步驟 分析穿過(guò)閉合電路的磁場(chǎng)方向及磁通量的變化情況分析穿過(guò)閉合電路的磁場(chǎng)方向及磁通量的變化情況;利用楞次定律確定感應(yīng)電流的方向利用楞

5、次定律確定感應(yīng)電流的方向;靈活選擇法拉第電磁感應(yīng)定律的不同表達(dá)形式列方程求解靈活選擇法拉第電磁感應(yīng)定律的不同表達(dá)形式列方程求解.規(guī)律方法規(guī)律方法(2)幾點(diǎn)注意幾點(diǎn)注意獲取詳細(xì)資料請(qǐng)瀏覽：獲取詳細(xì)資料請(qǐng)瀏覽：http:/ 第第6頁(yè)頁(yè)熱點(diǎn)熱點(diǎn)2導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算 1.公式公式EBLv的使用條件的使用條件 2EBLv的的“四性四性” (1)勻強(qiáng)磁場(chǎng)勻強(qiáng)磁場(chǎng)(2)B、L、v三者相互垂直三者相互垂直.BvL(1)正交性：正交性：B、L、v互相垂直互相垂直.(2)瞬時(shí)性：若瞬時(shí)性：若v為瞬時(shí)速度，則為瞬時(shí)速度，則E為相應(yīng)的瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為相應(yīng)的瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)

6、勢(shì)(3)有效性：有效性：l為導(dǎo)體切割磁感線的為導(dǎo)體切割磁感線的有效長(zhǎng)度有效長(zhǎng)度(4)相對(duì)性：相對(duì)性：v是導(dǎo)體相對(duì)所在磁場(chǎng)是導(dǎo)體相對(duì)所在磁場(chǎng)的速度的速度.導(dǎo)線的有導(dǎo)線的有效長(zhǎng)度效長(zhǎng)度.獲取詳細(xì)資料請(qǐng)瀏覽：獲取詳細(xì)資料請(qǐng)瀏覽：http:/ 第第7頁(yè)頁(yè)(1)導(dǎo)體棒在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受哪些力作用，各力大小怎導(dǎo)體棒在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受哪些力作用，各力大小怎樣變化？運(yùn)動(dòng)過(guò)程遵從哪些物理規(guī)律？為什么？樣變化？運(yùn)動(dòng)過(guò)程遵從哪些物理規(guī)律？為什么？審題審題設(shè)疑設(shè)疑a(2)導(dǎo)體棒經(jīng)過(guò)圓心時(shí)導(dǎo)體棒經(jīng)過(guò)圓心時(shí),速度為多少速度為多少?有效切割長(zhǎng)度怎有效切割長(zhǎng)度怎樣樣?此刻兩側(cè)的總電阻為多少此刻兩側(cè)的總電阻為多少?怎樣求此刻流過(guò)棒的怎

7、樣求此刻流過(guò)棒的電流及棒所受安培力電流及棒所受安培力?轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 解析解析獲取詳細(xì)資料請(qǐng)瀏覽：獲取詳細(xì)資料請(qǐng)瀏覽：http:/ 第第8頁(yè)頁(yè)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 原題原題獲取詳細(xì)資料請(qǐng)瀏覽：獲取詳細(xì)資料請(qǐng)瀏覽：http:/ 第第9頁(yè)頁(yè)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)兩個(gè)公式的比較感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)兩個(gè)公式的比較 規(guī)律方法規(guī)律方法公式公式En/t EBlv導(dǎo)體導(dǎo)體一個(gè)回路一個(gè)回路一段導(dǎo)體一段導(dǎo)體適用適用普遍適用普遍適用導(dǎo)體切割磁感線導(dǎo)體切割磁感線意義意義常用于求平均電動(dòng)勢(shì)常用于求平均電動(dòng)勢(shì)既可求平均值也可求既可求平均值也可求瞬時(shí)值瞬時(shí)值聯(lián)系聯(lián)系本質(zhì)上是統(tǒng)一的本質(zhì)上是統(tǒng)一的,后者是前者的一種特殊情況后者是前者的一種特殊情況當(dāng)導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)當(dāng)導(dǎo)

8、體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí),用用EBlv求求E比較方便；比較方便；當(dāng)穿過(guò)電路的磁通量發(fā)生變化時(shí)當(dāng)穿過(guò)電路的磁通量發(fā)生變化時(shí),用用En/t求求E比較比較方便方便.請(qǐng)完成對(duì)應(yīng)本典例的請(qǐng)完成對(duì)應(yīng)本典例的“跟蹤短訓(xùn)跟蹤短訓(xùn)”獲取詳細(xì)資料請(qǐng)瀏覽：獲取詳細(xì)資料請(qǐng)瀏覽：http:/ 第第10頁(yè)頁(yè)熱點(diǎn)熱點(diǎn)3通電自感和斷電自感通電自感和斷電自感 1.自感現(xiàn)象的四大特點(diǎn)自感現(xiàn)象的四大特點(diǎn) 2自感中燈泡的自感中燈泡的“閃亮閃亮”與與“不不閃亮閃亮”問(wèn)題問(wèn)題 (1)自感電動(dòng)勢(shì)總是阻礙原電自感電動(dòng)勢(shì)總是阻礙原電流的變化流的變化.(2)通過(guò)線圈中的電流只能緩?fù)ㄟ^(guò)線圈中的電流只能緩慢變化慢變化.(3)電流穩(wěn)定后電流穩(wěn)定后,自感線

9、圈相當(dāng)自感線圈相當(dāng)于普通導(dǎo)體于普通導(dǎo)體.(4)線圈的自感系數(shù)越大線圈的自感系數(shù)越大,自感自感現(xiàn)象越明顯現(xiàn)象越明顯.自感電動(dòng)勢(shì)只能自感電動(dòng)勢(shì)只能延緩過(guò)程的進(jìn)行延緩過(guò)程的進(jìn)行,不能使過(guò)程不能使過(guò)程停止停止,更不能使過(guò)程反向更不能使過(guò)程反向.燈泡是否燈泡是否“閃亮閃亮”與流過(guò)它的電與流過(guò)它的電流的大小及變化有關(guān)流的大小及變化有關(guān).燈泡閃燈泡閃亮后緩亮后緩慢熄滅慢熄滅燈泡緩燈泡緩慢熄滅慢熄滅獲取詳細(xì)資料請(qǐng)瀏覽：獲取詳細(xì)資料請(qǐng)瀏覽：http:/ 第第11頁(yè)頁(yè)(1)S剛接通時(shí)剛接通時(shí),線圈線圈L對(duì)電流的阻礙作用對(duì)電流的阻礙作用怎樣怎樣?各部分電流大小情況如何各部分電流大小情況如何?L1與與L2亮度怎樣亮度

10、怎樣?為什么為什么?隨后如何變化隨后如何變化?審審題題設(shè)設(shè)疑疑轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 解析解析【典例典例3】 如圖所示如圖所示,線圈線圈L的自感系數(shù)很大的自感系數(shù)很大,且其電阻可以忽且其電阻可以忽略不計(jì)略不計(jì),L1、L2是兩個(gè)完全相同的小燈泡是兩個(gè)完全相同的小燈泡,隨著開(kāi)關(guān)隨著開(kāi)關(guān)S閉合和斷閉合和斷開(kāi)的過(guò)程中開(kāi)的過(guò)程中,L1、L2的亮度變化情況是的亮度變化情況是(燈絲不會(huì)斷燈絲不會(huì)斷)().AS閉合，閉合，L1亮度不變，亮度不變，L2亮度逐漸變亮，最后兩燈一樣亮；亮度逐漸變亮，最后兩燈一樣亮；S斷開(kāi)，斷開(kāi)，L2立即不亮，立即不亮，L1逐漸變亮逐漸變亮BS閉合，閉合，L1亮度不變，亮度不變，L2很亮；很亮；S斷開(kāi)

11、，斷開(kāi)，L1、L2立即不亮立即不亮CS閉合，閉合，L1、L2同時(shí)亮，而后同時(shí)亮，而后L1逐漸熄滅，逐漸熄滅，L2亮度不變；亮度不變；S斷開(kāi)，斷開(kāi)，L2立即不亮，立即不亮，L1亮一下才滅亮一下才滅DS閉合，閉合，L1、L2同時(shí)亮，而后同時(shí)亮，而后L1逐漸熄滅，逐漸熄滅，L2則逐漸變得則逐漸變得更亮；更亮；S斷開(kāi)，斷開(kāi)，L2立即熄滅，立即熄滅，L1亮一下才滅亮一下才滅 (2)電流穩(wěn)定后電流穩(wěn)定后,線圈對(duì)電流阻礙作用又如線圈對(duì)電流阻礙作用又如何？各部分電流大小情況又如何？何？各部分電流大小情況又如何？L1與與L2亮度怎樣？亮度怎樣？(3)S剛斷開(kāi)時(shí)剛斷開(kāi)時(shí),線圈對(duì)電流的阻礙作用如線圈對(duì)電流的阻礙作用

12、如何何?各部分電流大小與方向如何各部分電流大小與方向如何?L1與與L2亮度怎樣亮度怎樣?隨后隨后,電流又會(huì)如何變化電流又會(huì)如何變化?IL1ILI獲取詳細(xì)資料請(qǐng)瀏覽：獲取詳細(xì)資料請(qǐng)瀏覽：http:/ 第第12頁(yè)頁(yè)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 原題原題解析解析當(dāng)當(dāng)S接通時(shí)，因接通時(shí)，因L的自感系數(shù)很大，對(duì)電流的阻礙作用較的自感系數(shù)很大，對(duì)電流的阻礙作用較大，大，L1和和L2串接后與電源相連，串接后與電源相連，L1和和L2同時(shí)亮隨著同時(shí)亮隨著L中電流的中電流的增大，增大，L的直流電阻減小，的直流電阻減小，L的分流作用增大，的分流作用增大，L1的電流逐漸減的電流逐漸減小為零，由于總電阻變小，總電流變大，小為零，由于總電阻變小

13、，總電流變大，L2的電流增大，的電流增大，L2燈燈變得更亮當(dāng)變得更亮當(dāng)S斷開(kāi)時(shí)，斷開(kāi)時(shí)，L2中無(wú)電流，立即熄滅，而電感中無(wú)電流，立即熄滅，而電感L將阻將阻礙本身的電流減小，礙本身的電流減小，L與與L1組成閉合電路，組成閉合電路，L1燈要亮一下后再熄燈要亮一下后再熄滅，綜上所述，選項(xiàng)滅，綜上所述，選項(xiàng)D正確正確答案答案D獲取詳細(xì)資料請(qǐng)瀏覽：獲取詳細(xì)資料請(qǐng)瀏覽：http:/ 第第13頁(yè)頁(yè)規(guī)律方法規(guī)律方法 在分析自感現(xiàn)象問(wèn)題時(shí)，應(yīng)注意電路的結(jié)構(gòu)，弄清楚在分析自感現(xiàn)象問(wèn)題時(shí)，應(yīng)注意電路的結(jié)構(gòu)，弄清楚自感線圈自感線圈L與用電器的串、并聯(lián)關(guān)系，明確原電流的方向，與用電器的串、并聯(lián)關(guān)系，明確原電流的方向，再

14、判斷自感電流的方向及大小變化同時(shí)注意，再判斷自感電流的方向及大小變化同時(shí)注意，L的自身電的自身電阻是不是能忽略不計(jì)在斷開(kāi)開(kāi)關(guān)時(shí)，還要看線圈和用電阻是不是能忽略不計(jì)在斷開(kāi)開(kāi)關(guān)時(shí)，還要看線圈和用電器能否形成回路器能否形成回路 斷斷通通II請(qǐng)完成對(duì)應(yīng)本典例的請(qǐng)完成對(duì)應(yīng)本典例的“跟蹤短訓(xùn)跟蹤短訓(xùn)”獲取詳細(xì)資料請(qǐng)瀏覽：獲取詳細(xì)資料請(qǐng)瀏覽：http:/ 第第14頁(yè)頁(yè)物理建模物理建模10.電磁感應(yīng)中的電磁感應(yīng)中的“桿導(dǎo)軌桿導(dǎo)軌”模型模型 模型構(gòu)建模型構(gòu)建 “桿導(dǎo)軌桿導(dǎo)軌”模型是電磁感應(yīng)問(wèn)題高考命題的模型是電磁感應(yīng)問(wèn)題高考命題的“基本道基本道具具”，也是高考的熱點(diǎn)，考查的知識(shí)點(diǎn)多，題目的綜合性強(qiáng)，也是高考的熱

15、點(diǎn)，考查的知識(shí)點(diǎn)多，題目的綜合性強(qiáng)，物理情景變化空間大，是我們復(fù)習(xí)中的難點(diǎn)物理情景變化空間大，是我們復(fù)習(xí)中的難點(diǎn)“桿導(dǎo)軌桿導(dǎo)軌”模模型又分為型又分為“單桿單桿”型和型和“雙桿雙桿”型型(“單桿單桿”型為重點(diǎn)型為重點(diǎn))；導(dǎo)軌放；導(dǎo)軌放置方式可分為水平、豎直和傾斜；桿的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可分為勻速、置方式可分為水平、豎直和傾斜；桿的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可分為勻速、勻變速、非勻變速運(yùn)動(dòng)等勻變速、非勻變速運(yùn)動(dòng)等 獲取詳細(xì)資料請(qǐng)瀏覽：獲取詳細(xì)資料請(qǐng)瀏覽：http:/ 第第15頁(yè)頁(yè).單桿水平式單桿水平式獲取詳細(xì)資料請(qǐng)瀏覽：獲取詳細(xì)資料請(qǐng)瀏覽：http:/ 第第16頁(yè)頁(yè).單桿傾斜式單桿傾斜式獲取詳細(xì)資料請(qǐng)瀏覽：獲取詳細(xì)資料請(qǐng)瀏覽

16、：http:/ 第第17頁(yè)頁(yè)【典例典例】 (2013安徽卷，安徽卷，16)如圖所示如圖所示,足夠長(zhǎng)平行金屬導(dǎo)軌傾斜放足夠長(zhǎng)平行金屬導(dǎo)軌傾斜放置置,傾角為傾角為37 ,寬度為寬度為0.5 m,電阻忽略不計(jì)電阻忽略不計(jì),其上端接一小燈泡其上端接一小燈泡,電阻電阻為為1 .一導(dǎo)體棒一導(dǎo)體棒MN垂直于導(dǎo)軌放置垂直于導(dǎo)軌放置,質(zhì)量為質(zhì)量為0.2 kg,接入電路的電阻接入電路的電阻為為1 ,兩端與導(dǎo)軌接觸良好兩端與導(dǎo)軌接觸良好,與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5.在導(dǎo)軌間在導(dǎo)軌間存在著垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)存在著垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.8 T將導(dǎo)體棒將導(dǎo)體棒

17、MN由靜止釋放由靜止釋放,運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后,小燈泡穩(wěn)定發(fā)光小燈泡穩(wěn)定發(fā)光,此后導(dǎo)體棒此后導(dǎo)體棒MN的運(yùn)動(dòng)速度以及小燈泡消耗的電功率的運(yùn)動(dòng)速度以及小燈泡消耗的電功率分別為分別為(重力加速度重力加速度g取取10 m/s2，sin 370.6)().A.2.5 m/s1 W B.5 m/s1 WC.7.5 m/s9 W D.15 m/s9 W 小燈泡穩(wěn)定發(fā)光時(shí)小燈泡穩(wěn)定發(fā)光時(shí),導(dǎo)體棒受力及運(yùn)導(dǎo)體棒受力及運(yùn)動(dòng)情況怎樣動(dòng)情況怎樣?遵從什么物理規(guī)律遵從什么物理規(guī)律?審題析疑審題析疑注意導(dǎo)體注意導(dǎo)體棒受力圖棒受力圖的畫法的畫法.轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 解析解析獲取詳細(xì)資料請(qǐng)瀏覽：獲取詳細(xì)資料請(qǐng)瀏覽：http:/ 第第18頁(yè)頁(yè)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 原題原題獲取詳細(xì)資料請(qǐng)瀏覽：獲取詳細(xì)資料請(qǐng)瀏覽：http:/ 第第19頁(yè)頁(yè)解決電磁感應(yīng)綜合問(wèn)題的一般思路解決電磁感應(yīng)綜合問(wèn)題的一般思路 請(qǐng)完成對(duì)應(yīng)本典例的請(qǐng)完成對(duì)應(yīng)本典例的“即學(xué)即練即學(xué)即練”規(guī)律方法規(guī)律方法 分離出電路中由電磁感應(yīng)所產(chǎn)生的電源，求出電分離出電路中由電磁感應(yīng)所產(chǎn)生的電源，求出電源參數(shù)源參數(shù)E和和r 分析電路結(jié)構(gòu)，弄清串、并聯(lián)關(guān)系，求出相關(guān)部分析電路結(jié)構(gòu)，弄清串、并聯(lián)關(guān)系，求出相關(guān)部分的電流大小，以便求解安培力分的電流大小，以便求解安培力 分析研究對(duì)象分析研究對(duì)象(常是金屬桿、導(dǎo)體線圈等常是金屬桿、導(dǎo)體線圈等)的受力的受