【创新设计】2016高考物理一轮复习 9.2法拉第电磁感应定律 自感 涡流课件(选修

第2课时 法拉第电磁感应定律 自感 涡流

[知 识 梳 理 ]知识点一、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 右手定则 判断。 楞次定律 或

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。

ΔΦ (2)公式：E=n ,其中 n 为线圈匝数。 Δt (3)感应电流与感应电动势的关系：遵守闭合电路的

欧姆

E 定律，即 I= 。 R+ r

3.导体切割磁感线时的感应电动势 (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=Bl v 1 2 1 = Bl ω (平均速度等于中点位置的线速度 lω)。 2 2

知识点二、自感、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。 (2)自感电动势

自感电动势 。 ①定义：在自感现象中产生的感应电动势叫做ΔI ②表达式：E= L 。 Δt

(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。-3 -6 10 10 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 感应电流 ，这种电流像水的漩涡所以叫涡流。

思维深化判断正误，正确的画“√”,错误的画“×”。 (1)线圈中磁通量变化越大，产生的感应电动势越大。 ( (2)线圈中磁通量变化越快，产生的感应电动势越大。 )

((3)线圈中的电流越大，自感系数也越大。 (

)

)

(4)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。 ( 答案 (1)× (2)√ (3)× (4)√ )

[题 组 自 测 ]题组一 对法拉第电磁感应定律的理解及应用 1. 将 闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中，线圈平面 与磁场方向垂直，关于线圈中产生的感应电动势和感应 电流，下列表述正确的是

(A.感应电动势的大小与线圈的匝数无关 B.穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大 C.穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大 D.感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同

)

ΔΦ 解析 由法拉第电磁感应定律 E=n 知，感应电动势的大小 Δt ΔΦ 与线圈匝数有关，A 错；感应电动势正比于 ，与磁通量的大 Δt 小无直接关系，B 错误、C 正确；根据楞次定律知，感应电流 的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化，即 “ 增反减 同”,D 错误。 答案 C

2 . (2014·

江苏卷， 1) 如 图 1 所示，一正方形线圈的匝数为 n , 边长为 a ,线圈平面与匀强磁场垂直，且一半处在磁场

中。在 Δt 时间内，磁感应强度的方向不变，大小由 B 均匀地增大到2B。在此过程中，线圈中产生的感应电动势 为 ( )

Ba2 A. 2Δt

nBa2 B. 2Δt

图1 nBa2 C. Δt

2nBa2 D. Δt

解析

由法拉第电磁感应定律可知， 在 Δt 时间内线圈中产生的

a2 a2 2B -B 2 2 nBa2 ΔΦ 平均感应电动势为 E=n =n = , 选项 B 正确。 Δt Δt 2Δt 答案 B

题组二

公式E=Blv的应用

3.如图2所示，在磁感应强度为B、

方向垂直纸面向里的匀强磁场中，金属杆MN在平行金属导轨上以速 度v向右匀速滑动，MN中产生的感 应电动势为E1;若磁感应强度增为 图2 2B,其他条件不变，MN中产生的感应电动势变为E2。则

通过电阻R的电流方向及E1与E2之比E1∶E2分别为( A.c→a,2∶1 C.a→c,1∶2 B.a→c,2∶1 D.c→a,1∶2 )

解析

用右手定则判断出两次金属棒 MN 中的电流方向为

N→M, 所以电阻 R 中的电流方向 a→c。 由电动势公式 E=Blv E1 Blv 1 可知： = = ,故选项 C 正确。 E2 2Blv 2 答案 C

4.有一个匀强磁场边界是EF,在EF右侧无磁场，左侧是匀

强磁场区域，如图3甲所示。现有一个闭合的金属线框以恒定速度从 EF右侧水平进入匀强磁场区域。线框中的电 流随时间变化的i-t图象如图乙所示，则可能的线框是下 列四个选项中的 ( )

图3