高考一輪復(fù)習(xí) 法拉第電磁場感應(yīng)定律互感自感

1、第第2講法拉第電磁感應(yīng)定律講法拉第電磁感應(yīng)定律 互感互感 自感自感(單選單選)將閉合多匝線圈置于僅隨時間變化的磁場中，線圈平將閉合多匝線圈置于僅隨時間變化的磁場中，線圈平面與磁場方向垂直，關(guān)于線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電面與磁場方向垂直，關(guān)于線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流，下列表述正確的是流，下列表述正確的是 ()A感應(yīng)電動勢的大小與線圈的匝數(shù)無關(guān)感應(yīng)電動勢的大小與線圈的匝數(shù)無關(guān)B穿過線圈的磁通量越大，感應(yīng)電動勢越大穿過線圈的磁通量越大，感應(yīng)電動勢越大C穿過線圈的磁通量變化越快，感應(yīng)電動勢越大穿過線圈的磁通量變化越快，感應(yīng)電動勢越大D感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向與原磁場方向始終相同感應(yīng)電流產(chǎn)生的

2、磁場方向與原磁場方向始終相同法拉第電磁感應(yīng)定律法拉第電磁感應(yīng)定律 (考綱要求考綱要求)【思維驅(qū)動思維驅(qū)動】答案答案C1 1感應(yīng)電動勢感應(yīng)電動勢(1)(1)概念：在概念：在_中產(chǎn)生的電動勢；中產(chǎn)生的電動勢；產(chǎn)生感產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的那部分導(dǎo)體就相當(dāng)于應(yīng)電動勢的那部分導(dǎo)體就相當(dāng)于_。(2)(2)產(chǎn)生條件：穿過回路的產(chǎn)生條件：穿過回路的_發(fā)生改變，與電路發(fā)生改變，與電路是否閉合是否閉合_產(chǎn)生產(chǎn)生_是電磁感應(yīng)現(xiàn)象的是電磁感應(yīng)現(xiàn)象的本質(zhì)本質(zhì), ,產(chǎn)生產(chǎn)生_只不過是一個現(xiàn)象只不過是一個現(xiàn)象. .(3)(3)方向判斷：感應(yīng)電動勢的方向用方向判斷：感應(yīng)電動勢的方向用_或或_判斷判斷【知識存盤知識存盤】電磁感應(yīng)現(xiàn)象

3、電磁感應(yīng)現(xiàn)象磁通量磁通量無關(guān)無關(guān)楞次定律楞次定律右手定則右手定則電源電源感應(yīng)電動勢感應(yīng)電動勢感應(yīng)電流感應(yīng)電流磁通量的變化率磁通量的變化率閉合電路歐姆閉合電路歐姆(4)t注意：要清楚 、的物理意義， 明白三者沒有必然聯(lián)系。 物理意義物理意義與電磁感應(yīng)與電磁感應(yīng)關(guān)系關(guān)系磁通量磁通量穿過回路的磁感穿過回路的磁感線的條數(shù)線的條數(shù)多少多少沒有直接關(guān)系沒有直接關(guān)系磁通量變化磁通量變化穿過回路的磁通穿過回路的磁通量量變化變化了多少了多少產(chǎn)生產(chǎn)生感應(yīng)電動勢感應(yīng)電動勢的的條件條件磁通量變化率磁通量變化率/tt穿過回路的穿過回路的磁通磁通量量變化的快慢變化的快慢 決定決定感應(yīng)電動勢感應(yīng)電動勢的的大小大小 、/tt

4、的意義的意義后來后來磁通量磁通量減減開始開始磁通量磁通量 1. 1.磁感應(yīng)強度磁感應(yīng)強度B B不變不變, ,垂直于磁場的回路面積垂直于磁場的回路面積S S發(fā)生變化發(fā)生變化,S SS S2 2- -S S1 1, ,此時：此時： 2.2.垂直于磁場的回路面積垂直于磁場的回路面積S S不變不變, ,磁感應(yīng)強磁感應(yīng)強度度B B發(fā)生變化發(fā)生變化,B BB B2 2- -B B1 1, ,此時：此時：（5 5）應(yīng)用）應(yīng)用: :用公式用公式 求求E E的二種常見情的二種常見情況：況：tnEtSBnEtBSnE（感生電動勢）（感生電動勢）（動生電動勢）（動生電動勢） 匝數(shù)為匝數(shù)為n n200200的線圈回路

5、總電阻的線圈回路總電阻R R5050，整個，整個線圈平面均有垂直于線框平面的勻強磁場穿過，線圈平面均有垂直于線框平面的勻強磁場穿過，磁通量磁通量隨時間變化的規(guī)律如圖所示，求：線圈隨時間變化的規(guī)律如圖所示，求：線圈中的感應(yīng)電流的大小。中的感應(yīng)電流的大小。 練習(xí)練習(xí)VVt5 . 01 . 010. 015. 0VtnE100AREI2/10- -3Wbt/sA B D020.01單匝矩形線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)軸垂直于磁單匝矩形線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)軸垂直于磁場。若線圈所圍面積里磁通量隨時間變化的規(guī)律如圖場。若線圈所圍面積里磁通量隨時間變化的規(guī)律如圖所示，則：所示，則：( )( )A A

6、、線圈中、線圈中0 0時刻感應(yīng)電動勢最大時刻感應(yīng)電動勢最大 B B、線圈中、線圈中D D時刻感應(yīng)電動勢為零時刻感應(yīng)電動勢為零 C C、線圈中、線圈中D D時刻感應(yīng)電動勢最大時刻感應(yīng)電動勢最大 D D、線圈中、線圈中0 0到到D D時間內(nèi)平均感應(yīng)電動勢為時間內(nèi)平均感應(yīng)電動勢為0.4V0.4VABD斜率表示斜率表示的變化率的變化率練習(xí)練習(xí) 如圖所示，用絕緣導(dǎo)線繞制的閉合線圈，共如圖所示，用絕緣導(dǎo)線繞制的閉合線圈，共100100匝，線圈總電阻為匝，線圈總電阻為R=0.5R=0.5，單匝線圈的面積為，單匝線圈的面積為30cm30cm2 2。整個線圈放在垂直線圈平面的勻強磁場。整個線圈放在垂直線圈平面的

7、勻強磁場中，如果勻強磁場以如圖所示變化，求線圈中感中，如果勻強磁場以如圖所示變化，求線圈中感應(yīng)電流的大小。應(yīng)電流的大小。 STsTtB/005. 0/401. 003. 0VtBSt5105 . 1VtnE3105 . 1AREI3103練習(xí)練習(xí)3.3.導(dǎo)體切割磁感線時的感應(yīng)電動勢導(dǎo)體切割磁感線時的感應(yīng)電動勢（1 1）導(dǎo)體垂直切割磁感線時，感應(yīng)電動勢可用）導(dǎo)體垂直切割磁感線時，感應(yīng)電動勢可用_求出，式中求出，式中l(wèi)不是導(dǎo)體棒的實際長度，而是導(dǎo)體切割磁感不是導(dǎo)體棒的實際長度，而是導(dǎo)體切割磁感線的有效長度，所謂有效長度，就是線的有效長度，所謂有效長度，就是產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的導(dǎo)產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的導(dǎo)體兩端

8、點的連線在切割速度體兩端點的連線在切割速度v的垂直方向上投影的長度的垂直方向上投影的長度。E=Blv例：甲圖中的有效切割長度為例：甲圖中的有效切割長度為_；乙圖中的有效切割長；乙圖中的有效切割長度：沿度：沿v v1 1的方向運動時為的方向運動時為_；沿；沿v v2 2的方向運動時為的方向運動時為_；L2R0（2 2）若導(dǎo)體運動方向跟磁感應(yīng)強度方向有夾角）若導(dǎo)體運動方向跟磁感應(yīng)強度方向有夾角( (導(dǎo)體斜切導(dǎo)體斜切磁感線磁感線) )vB BV1V2sin1BLvBLvE為為v與與B夾角夾角sinvv 對切割有貢獻對切割有貢獻 cos/vv 對切割無貢獻對切割無貢獻 例題：長為例題：長為L L的金屬

9、棒的金屬棒abab，繞，繞b b端在垂直于端在垂直于勻強磁場的平面內(nèi)以角速度勻強磁場的平面內(nèi)以角速度勻速轉(zhuǎn)動，勻速轉(zhuǎn)動，磁感應(yīng)強度為磁感應(yīng)強度為B B，如圖所示，求，如圖所示，求abab兩端的電兩端的電勢差勢差練習(xí)練習(xí) 解析：解析：abab兩端電勢差等于金屬棒切割磁感線產(chǎn)兩端電勢差等于金屬棒切割磁感線產(chǎn)生的電動勢（因為沒有外電路），所以只要求出生的電動勢（因為沒有外電路），所以只要求出電動勢即可電動勢即可棒上各處速率不等，不能直接用棒上各處速率不等，不能直接用E=E=BLvBLv來求，但來求，但棒上各點的速度棒上各點的速度v=v= r r與半徑成正比，與半徑成正比，因此可用因此可用棒的棒的中點

10、速度中點速度作為平均切割速度代入公式計算作為平均切割速度代入公式計算: :21,22LVEBLVB L ABCRO例：如圖所示，在磁感應(yīng)強度為例：如圖所示，在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，的勻強磁場中，有半徑為有半徑為r的光滑半圓形導(dǎo)體框架。的光滑半圓形導(dǎo)體框架。OC為一端繞為一端繞O點在框架上滑動的導(dǎo)體棒，點在框架上滑動的導(dǎo)體棒，OA之間連一個阻值為之間連一個阻值為R的電阻（其余電阻都不計），若使的電阻（其余電阻都不計），若使OC以角速度以角速度勻速轉(zhuǎn)動。試求：勻速轉(zhuǎn)動。試求：（1）圖中哪部分相當(dāng)于電源？）圖中哪部分相當(dāng)于電源？（2）感應(yīng)電動勢）感應(yīng)電動勢E為多少？為多少？（3）流過電阻）流過

11、電阻R的電流的電流I為多少？為多少？練習(xí)練習(xí)4.4.感生電場與感生電動勢、動生電動勢感生電場與感生電動勢、動生電動勢(1)(1)感生電場：磁場變化時在周圍空間激發(fā)出的感生電場：磁場變化時在周圍空間激發(fā)出的 . .其其方向與方向與感應(yīng)電流感應(yīng)電流方向相同。方向相同。(2)(2)感生電動勢：由感生電動勢：由 產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢。產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢。(3)(3)動生電動勢：由于動生電動勢：由于 而產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢。而產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢。動生電動勢所對應(yīng)的非靜電力是洛倫茲力的分力。洛倫茲動生電動勢所對應(yīng)的非靜電力是洛倫茲力的分力。洛倫茲力并不做功。力并不做功。電場電場感生電場感生電場導(dǎo)體運動導(dǎo)體運動5.5.

12、反電動勢反電動勢(1)(1)定義：電動機轉(zhuǎn)動時，線圈中也會產(chǎn)生定義：電動機轉(zhuǎn)動時，線圈中也會產(chǎn)生 ， 這個感應(yīng)電動勢總要這個感應(yīng)電動勢總要 電源電動勢的作用我們把這電源電動勢的作用我們把這個電動勢稱為反電動勢個電動勢稱為反電動勢(2)(2)作用：作用： 線圈的轉(zhuǎn)動線圈的轉(zhuǎn)動感應(yīng)電動勢感應(yīng)電動勢削弱削弱阻礙阻礙(多選多選)在如圖在如圖921所示的電路中，所示的電路中，A1和和A2是兩個相同的燈泡，線圈是兩個相同的燈泡，線圈L的自感系數(shù)足夠的自感系數(shù)足夠大，電阻可以忽略不計下列說法中正確的大，電阻可以忽略不計下列說法中正確的是是 ()互感、自感互感、自感(考綱要求考綱要求)【思維驅(qū)動思維驅(qū)動】圖圖

13、921A合上開關(guān)合上開關(guān)S時，時，A2先亮，先亮，A1后亮，最后一樣亮后亮，最后一樣亮B斷開開關(guān)斷開開關(guān)S時，時，A1和和A2都要過一會兒才熄滅都要過一會兒才熄滅C斷開開關(guān)斷開開關(guān)S時，時，A2閃亮一下再熄滅閃亮一下再熄滅D斷開開關(guān)斷開開關(guān)S時，流過時，流過A2的電流方向向右的電流方向向右解析解析合上開關(guān)合上開關(guān)S時，線圈時，線圈L中產(chǎn)生的自感電動勢阻礙電流中產(chǎn)生的自感電動勢阻礙電流增大，并且阻礙作用逐漸變小直至為零，故增大，并且阻礙作用逐漸變小直至為零，故A2先亮，先亮，A1后后亮，最后一樣亮選項亮，最后一樣亮選項A正確斷開開關(guān)正確斷開開關(guān)S時，線圈時，線圈L中產(chǎn)中產(chǎn)生的自感電動勢阻礙電流減

14、小，因電路穩(wěn)定時通過生的自感電動勢阻礙電流減小，因電路穩(wěn)定時通過A1和和A2的電流大小相等，故斷開開關(guān)的電流大小相等，故斷開開關(guān)S時，時，A1和和A2都逐漸熄滅，都逐漸熄滅，流過流過A2的電流方向向左選項的電流方向向左選項B正確，正確，C、D錯誤錯誤答案答案AB(1)互感：兩個相互靠近的線圈，當(dāng)一個線圈中的電流變化互感：兩個相互靠近的線圈，當(dāng)一個線圈中的電流變化時，它所產(chǎn)生的變化的磁場會在另一個線圈中產(chǎn)生時，它所產(chǎn)生的變化的磁場會在另一個線圈中產(chǎn)生_，這種現(xiàn)象叫互感，這種現(xiàn)象叫互感(2)應(yīng)用；利用互感現(xiàn)象可以把能量由一個線圈傳遞到另一應(yīng)用；利用互感現(xiàn)象可以把能量由一個線圈傳遞到另一個線圈，如變

15、壓器、收音機的磁性天線個線圈，如變壓器、收音機的磁性天線(3)危害；互感現(xiàn)象能發(fā)生在任何兩個相互靠近的電路之危害；互感現(xiàn)象能發(fā)生在任何兩個相互靠近的電路之間，電力工程和電子電路中，有時會影響電路正常工作間，電力工程和電子電路中，有時會影響電路正常工作【知識存盤知識存盤】1互感現(xiàn)象互感現(xiàn)象感應(yīng)電動勢感應(yīng)電動勢(1)概念概念：由于導(dǎo)體本身的：由于導(dǎo)體本身的_變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象稱變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象稱為自感為自感(2)自感電動勢自感電動勢定義：在自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢叫做定義：在自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢叫做_ 2自感現(xiàn)象自感現(xiàn)象(3)自感系數(shù)自感系數(shù)L相關(guān)因素：與線圈的相關(guān)因素：與線

16、圈的_、形狀、形狀、 _以及是否有鐵芯有關(guān)以及是否有鐵芯有關(guān)單位：亨利單位：亨利(H)，1 mH_ H，1 H_H.電流電流自感電動勢自感電動勢大小大小匝數(shù)匝數(shù)103 106 自感作用延緩了電路中電流的變化，使得自感作用延緩了電路中電流的變化，使得在在 通電瞬間含電感的電路相當(dāng)于斷路；斷電時電感線圈相當(dāng)于通電瞬間含電感的電路相當(dāng)于斷路；斷電時電感線圈相當(dāng)于 一個電源，通過放電回路將儲存的能量釋放出來一個電源，通過放電回路將儲存的能量釋放出來7.7.如圖所示，如圖所示，L LA A、L LB B是兩個完全相同的小燈炮，燈泡電阻是兩個完全相同的小燈炮，燈泡電阻r r R R. . L L是一個自感

17、系數(shù)很大的線圈，它的電阻和是一個自感系數(shù)很大的線圈，它的電阻和R R相等相等由于自感現(xiàn)象，當(dāng)開關(guān)接通或斷開時，下列說法正確的是由于自感現(xiàn)象，當(dāng)開關(guān)接通或斷開時，下列說法正確的是( () )A AS S接通時，燈泡接通時，燈泡L LA A先亮先亮，L LB B后亮后亮B BS S接通時，接通時，I IA AI IB BC CS S斷開，斷開，L LB B先熄滅，先熄滅，L LA A則先閃亮一下再熄滅則先閃亮一下再熄滅D DS S斷開時，斷開時，I IA AI IB B練習(xí)練習(xí) (單選單選)某同學(xué)為了驗證斷電自感現(xiàn)象，自己找來帶鐵心的線圈某同學(xué)為了驗證斷電自感現(xiàn)象，自己找來帶鐵心的線圈L、小燈泡、

18、小燈泡A、開關(guān)、開關(guān)S和電池組和電池組E，用導(dǎo)線將它們連接成如圖所示，用導(dǎo)線將它們連接成如圖所示的電路檢查電路后，閉合開關(guān)的電路檢查電路后，閉合開關(guān)S，小燈泡發(fā)光；再斷開開關(guān)，小燈泡發(fā)光；再斷開開關(guān)S，小燈泡僅有不顯著的延時熄滅現(xiàn)象雖經(jīng)多次重復(fù)，仍未見，小燈泡僅有不顯著的延時熄滅現(xiàn)象雖經(jīng)多次重復(fù)，仍未見老師演示時出現(xiàn)的小燈泡閃亮現(xiàn)象，他冥思苦想找不出原老師演示時出現(xiàn)的小燈泡閃亮現(xiàn)象，他冥思苦想找不出原因你認為最有可能造成小燈泡未閃亮的原因是因你認為最有可能造成小燈泡未閃亮的原因是 ()練習(xí)練習(xí)A電源的內(nèi)阻較大電源的內(nèi)阻較大 B小燈泡電阻偏大小燈泡電阻偏大C線圈電阻偏大線圈電阻偏大 D線圈的自感

19、系數(shù)較大線圈的自感系數(shù)較大解析解析從實物連接圖中可以看出，線圈從實物連接圖中可以看出，線圈L與小燈泡并聯(lián)，與小燈泡并聯(lián)，斷開開關(guān)斷開開關(guān)S時，小燈泡時，小燈泡A中原來的電流立即消失，線圈中原來的電流立即消失，線圈L與與小燈泡組成閉合電路，由于自感，線圈中的電流逐漸變小燈泡組成閉合電路，由于自感，線圈中的電流逐漸變小，使小燈泡中的電流變?yōu)榉聪蚯遗c線圈中電流相同，小小，使小燈泡中的電流變?yōu)榉聪蚯遗c線圈中電流相同，小燈泡未閃亮說明斷開燈泡未閃亮說明斷開S前，流過線圈的電流較小，原因可前，流過線圈的電流較小，原因可能是線圈電阻偏大，故選項能是線圈電阻偏大，故選項C正確正確答案答案C (多選多選)如圖如圖924所示，水平放置的所示，水平放置的U形框架上接一個阻值為形框架上接一個阻值為R0的電阻，的電阻，放在垂直紙面向里的、磁感應(yīng)強度大放在垂直紙面向里的、磁感應(yīng)強度大小為小為B的勻強磁場中，一個半徑為的勻強磁場中，一個半徑為L、質(zhì)量為質(zhì)量為m的半圓形硬導(dǎo)體的半圓形硬導(dǎo)體AC在水平向在水平向右的恒定拉力右的恒定拉力F作用下，由靜止開始作用下，由靜止開始圖圖924運動距離運動距離d后速度達到后速度達到v，半圓形硬導(dǎo)體，半圓形硬導(dǎo)體AC的電阻為的電阻為r，其，其余電阻不計下列說法正確的是余電阻不計下列說法正確的是