法拉電磁感應(yīng)定律自感渦流.ppt

法拉第電磁感應(yīng)定律 自感 渦流,法拉第電磁感應(yīng)定律 (考綱要求),【思維驅(qū)動】(2011廣東卷，15)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) B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 D感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向與原磁場方向始終相同,答案 C,【知識存盤】 1感應(yīng)電動勢 (1)概念：在 中產(chǎn)生的電動勢； (2)產(chǎn)生條件：穿過回路的 發(fā)生改變，與電路是否閉合 (3)方向判斷：感應(yīng)電動勢的方向用 或 判斷,電磁感應(yīng)現(xiàn)象,磁通量,無關(guān),楞次定律,右手定則,磁通量的變化率,閉合電路歐姆,Blv,【思維驅(qū)動】 在如圖9-2-1所示的電路中，A1和A2是 兩個相同的燈泡，線圈L的自感系數(shù) 足夠大，電阻可以忽略不計下列說 法中正確的是 ( ) A合上開關(guān)S時，A2先亮，A1后亮，最后一樣亮 B斷開開關(guān)S時，A1和A2都要過一會兒才熄滅 C斷開開關(guān)S時，A2閃亮一下再熄滅 D斷開開關(guān)S時，流過A2的電流方向向右,自感、渦流 (考綱要求),圖9-2-1,解析 合上開關(guān)S時，線圈L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A2先亮，A1后亮，最后一樣亮選項A正確斷開開關(guān)S時，線圈L中產(chǎn)生的自感電動勢阻礙電流減小，因電路穩(wěn)定時通過A1和A2的電流大小相等，故斷開開關(guān)S時，A1和A2都逐漸熄滅，流過A2的電流方向向左選項B正確，C、D錯誤 答案 AB,電流,自感電動勢,(3)自感系數(shù)L 相關(guān)因素：與線圈的 、形狀、 以及是否有鐵芯有關(guān) 單位：亨利(H)，1 mH H,1 H H. 2渦流：當(dāng)線圈中的電流發(fā)生變化時，在它附近的任何導(dǎo)體中都會產(chǎn)生 ，這種電流像水的漩渦所以叫渦流,感應(yīng)電流,大小,匝數(shù),103,106,圖9-2-2,答案 C,答案 B,3應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律求解問題的一般步驟 (1)分析穿過閉合電路的磁場方向及磁通量的變化情況； (2)利用楞次定律確定感應(yīng)電流的方向； (3)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,考點二 導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的計算 【典例2】 (2012四川卷，20)半徑為a 右端開小口的導(dǎo)體圓環(huán)和長為2a的 導(dǎo)體直桿，單位長度電阻均為R0.圓 環(huán)水平固定放置，整個內(nèi)部區(qū)域分 布著豎直向下的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng) 強(qiáng)度為B.桿在圓環(huán)上以速度v平行 于直徑CD向右做勻速直線運動，桿始終有兩點與圓環(huán)良好接觸，從圓環(huán)中心O開始，桿的位置由確定，如圖9-2-3所示則 ( ),圖9-2-3,答案 AD,【變式跟蹤2】 如圖9-2-4所示，水平放置的U形框架上接一個阻值為R0的電阻，放在垂直紙面向里的、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場中，一個半徑為L、質(zhì)量為m的半圓形硬導(dǎo)體AC在水平向右的恒定拉力F作用下，由靜止開始運動距離d后速度達(dá)到v，半圓形硬導(dǎo)體AC的電阻為r，其余電阻不計下列說法正確的是 ( ),圖9-2-4,答案 BD,借題發(fā)揮 1理解EBlv的“四性” (1)正交性：本公式是在一定條件下得出的，除磁場為勻強(qiáng)磁場外，還需B、l、v三者互相垂直 (2)瞬時性：若v為瞬時速度，則E為相應(yīng)的瞬時感應(yīng)電動勢 (3)有效性：公式中的l為導(dǎo)體切割磁感線的有效長度 (4)相對性：EBlv中的速度v是導(dǎo)體相對磁場的速度，若磁場也在運動，應(yīng)注意速度間的相對關(guān)系,備課札記,命題熱點14 電磁感應(yīng)中的圖象問題 命題專家評述 考情分析 2012年，在全國各地高考試卷中電磁感應(yīng)中的圖象問題共考查了4處，其中圖象的選擇2處；給定圖象分析相關(guān)的物理量1處；由給定的電磁感應(yīng)過程畫圖象1處 高考題型：主要是選擇題，也有計算題，做圖題,?？碱愋?1由給定的電磁感應(yīng)過程選出或畫出正確的圖象； 2由給定的有關(guān)圖象分析電磁感應(yīng)過程，求解相應(yīng)的物理量,閱卷教師叮嚀 易失分點 1由于疏忽把物理量的正負(fù)判斷錯誤； 2把物理量的關(guān)系分析錯誤； 3忽視了圖象的橫軸表示的物理量而錯選答案，如有些題目橫軸表示位移x，仍當(dāng)作時間t導(dǎo)致出錯 應(yīng)對策略 1電磁感應(yīng)圖象問題的求解的關(guān)鍵 弄清初始條件，正、負(fù)方向的對應(yīng)，變化范圍，所研究物理量的函數(shù)表達(dá)式，進(jìn)出磁場的轉(zhuǎn)折點是解題的關(guān)鍵,2一般解題步驟 (1)明確圖象的種類，即是B-t圖還是-t圖，或者是E-t圖、I-t圖等 (2)分析電磁感應(yīng)的具體過程判斷對應(yīng)的圖象是否分段，共分幾段 (3)用右手定則或楞次定律確定感應(yīng)電流的方向 (4)結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、牛頓定律等規(guī)律寫出函數(shù)關(guān)系式 (5)根據(jù)函數(shù)關(guān)系式，進(jìn)行數(shù)學(xué)分析 (6)畫圖象或判斷圖象.,高考佐證 (2012福建卷，18)如圖9-2-5所示，一圓形閉合 銅環(huán)由高處從靜止開始下落，穿過一根豎直懸掛 的條形磁鐵，銅環(huán)的中心軸線與條形磁鐵的中軸 線始終保持重合若取磁鐵中心O為坐標(biāo)原點， 建立豎直向下為正方向的x軸，則下圖中最能正 確反映環(huán)中感應(yīng)電流i隨環(huán)心位置坐標(biāo)x變化的關(guān) 系圖象是 ( ),圖9-2-5,解析 閉合銅環(huán)在下落過程中穿過銅環(huán)的磁場方向始終向上，磁通量先增加后減少，由楞次定律可判斷感應(yīng)電流的方向要發(fā)生變化，D項錯誤；因穿過閉合銅環(huán)的磁通量的變化率不是均勻變化，所以感應(yīng)電流隨x的變化關(guān)系不可能是線性關(guān)系，A項錯誤；銅環(huán)由靜止開始下落，速度較小，所以穿過銅環(huán)的磁通量的變化率較小，產(chǎn)生的感應(yīng)電流的最大值較小，過O點后，銅環(huán)的速度增大，磁通量的變化率較大，所以感應(yīng)電流的反向最大值大于正向最大值，故B項正確，C項錯誤 答案 B,【預(yù)測1】 如圖9-2-6所示，一帶鐵芯線圈 置于豎直懸掛的閉合鋁框右側(cè)，與線 圈相連的導(dǎo)線abcd內(nèi)有水平向里變化 的磁場下列哪種變化磁場可使鋁框 向左偏離 ( ),圖9-2-6,答案 A,【預(yù)測2】 某學(xué)生設(shè)計了一個驗證法拉第電磁感應(yīng)定律的實驗，實驗裝置如圖9-2-7甲所示在大線圈中放置一個小線圈，大線圈與多功能電源連接多功能電源輸入到大線圈的電流i1的周期為T，且按圖乙所示的規(guī)律變化，電流i1將在大線圈的內(nèi)部產(chǎn)生變化的磁場，該,圖9-2-7,磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度B與線圈中電流i1的關(guān)系為Bki1(其中k為常數(shù))小線圈與電流傳感器連接，并可通過計算機(jī)處理數(shù)據(jù)后繪制出小線圈中感應(yīng)電流i2隨時間t變化的圖象若僅將多功能電源輸出電流變化的頻率適當(dāng)增大，則下圖所示各圖象中可能正確反映i2t變化的是(下圖中分別以實線和虛線表示調(diào)整前、后的i2t圖象) ( ),解析 由題圖乙知電流i1隨時間線性變化，再由Bki1知磁場也隨時間線性變化，則通過線圈的磁通量也隨時間線性變化，線圈中產(chǎn)生恒定的電動勢與感應(yīng)電流，A、B皆錯誤當(dāng)頻率加大后，磁通量變化率加大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢與感應(yīng)電流加大，C錯誤，D正確 答案 D,一、自感現(xiàn)象 1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A、開關(guān)S和電池組E，用導(dǎo)線將它們連接成如圖9-2-8所示的電路檢查電路后，閉合開關(guān)S，小燈泡發(fā)光；再斷開開關(guān)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(rèn)為最有可能造成小燈泡未閃亮的原因是 ( ),A電源的內(nèi)阻較大 B小燈泡電阻偏大 C線圈電阻偏大 D線圈的自感系數(shù)較大,圖9-2-8,解析 從實物連接圖中可以看出，線圈L與小燈泡并聯(lián)，斷開開關(guān)S時，小燈泡A中原來的電流立即消失，線圈L與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，小燈泡未閃亮說明斷開S前，流過線圈的電流較小，原因可能是線圈電阻偏大，故選項C正確 答案 C,圖9-2-9,答案 BD,3如圖9-2-10所示，一由均勻電阻 絲折成的正方形閉合線框abcd， 置于磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向 外的有界勻強(qiáng)磁場中，線框平面 與磁場垂直，線框bc邊與磁場左 右邊界平行若將該線框以不同 的速率從圖示位置分別從磁場左、右邊界勻速拉出直至全部離開磁場，在此過程中 ( ),圖9-2-10,A流過ab邊的電流方向相反 Bab邊所受安培力的大小相等 C線框中產(chǎn)生的焦耳熱相等 D通過電阻絲某橫截面的電荷量相等,答案 D,4一導(dǎo)線彎成如圖9-2-11所示的閉合線圈，圖甲中線圈以速度v向左勻速進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，從線圈進(jìn)入磁場開始到完全進(jìn)入磁場為止圖乙中線圈以O(shè)O為軸從圖示位置(線圈平面與磁場平行)在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動下列結(jié)論正確的是 ( ),圖9-2-11,A圖甲中，感應(yīng)電動勢先增大后減小 B圖甲中，感應(yīng)電動勢的最大值EBrv C圖乙中，線圈開始轉(zhuǎn)動時感應(yīng)電動勢最大 D圖乙中，線圈開始轉(zhuǎn)動時由于穿過線圈的磁通量為零，故感應(yīng)電動勢最小,答案 AC,三、電磁感應(yīng)中的圖象問題 5在豎直方向的勻強(qiáng)磁場中，水平放置一個面積不變的單匝金屬圓形線圈，規(guī)定線圈中感應(yīng)電流的正方向如圖9-2-12甲所示，取線圈中磁場方向向上為正，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t如圖乙變化時，下列選項中能正確表示線圈中感應(yīng)電流變化的是 ( ),圖9-2-12,答案 A