高考物理一轮复习第九章电磁感应第二节法拉第电磁感应定律自感现象探析.docVIP

法拉第电磁感应定律 自感现象 知识梳理 一、法拉第电磁感应定律 1．法拉第电磁感应定律 (1)定律内容：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的______________成正比。 (2)公式：__________。 2．导体切割磁感线的情形 (1)一般情况：若运动速度v和磁感线方向的夹角为θ，则E＝__________。当运动速度v和磁感线方向垂直时，则E＝______。 (2)导体棒在磁场中转动 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＝Bleq \x\to(v)＝________(平均速度等于中点位置的线速度eq \f(1,2)lω)。 二、自感和涡流 1．自感现象 当一个线圈中的电流变化时，它产生的变化的磁场不仅在邻近的电路中激发出感应电动势，同样也在它本身激发出感应电动势，这种由于导体本身电流发生变化而产生的电磁感应现象叫自感现象。 2．自感电动势 (1)定义：在________中产???的感应电动势。 (2)表达式________。 (3)自感系数L ①相关因素：与线圈的______、形状、______以及是否有铁芯有关。 ②单位：亨利(H,1 mH＝______H,1 μH＝______H)。 3．涡流 当线圈中的电流发生变化时，由于电磁感应，附近的任何导体中都会产生________，这种电流像水的旋涡，所以叫涡流。 基础自测 1．穿过闭合回路的磁通量Φ随时间t变化的图象分别如图甲、乙、丙、丁所示，下列关于回路中产生的感应电动势的论述，正确的是( ) A．图甲回路中产生的感应电动势恒定不变 B．图乙回路中产生的感应电动势一直在变大 C．图丙回路中在0～t0时间内产生的感应电动势大于在t0～2t0时间内产生的感应电动势 D．图丁回路中产生的感应电动势可能恒定不变 2．关于E＝Leq \f(ΔI,Δt)的说法，正确的是( ) A．自感电动势与电流的变化量成正比 B．自感电动势与自感系数成正比 C．自感电动势与自感系数、电流的变化量无关 D．对同一导体，自感电动势与电流的变化率成正比 3.如图所示，平行金属导轨间距为L，一端跨接电阻R，匀强磁场磁感应强度为B，方向垂直平行导轨平面，一根长金属棒与导轨成θ角放置，棒与导轨的电阻不计，当棒沿如图所示的方向以恒定速度v在导轨上滑行时，通过电阻的电流是( ) A．Beq \f(d,Rsin θ)v B.eq \f(Bdv,R) C.eq \f(Bdvsin θ,R) D.eq \f(Bdvcos θ,R)[来源:学§科§网] 4．易错辨析：请你判断下列表述正确与否，对不正确的，请予以更正。 (1)穿过线圈的磁通量越大，则线圈中产生的感应电动势越大。 (2)电磁感应现象中通过导体的电荷量q＝neq \f(ΔΦ,R)，仅与磁通量的变化量及电阻有关。 (3)只要闭合电路的部分导体切割磁感线，则闭合电路中一定有感应电流产生。 (4)公式E＝Blv中的l就是导体的长度。 (5)在断电自感中的灯泡都是先闪亮一下再逐渐熄灭。 深化理解 一、对法拉第电磁感应定律的理解 自主探究1一矩形线框置于匀强磁场中，线框平面与磁场方向垂直，先保持线框的面积不变，将磁感应强度在1 s时间内均匀地增大到原来的两倍，接着保持增大后的磁感应强度不变，在1 s时间内，再将线框的面积均匀地减小到原来的一半，先后两个过程中，线框中感应电动势的比值为( ) A．1/2 B．1 C．2 D．4 思考：什么情况下必须用法拉第电磁感应定律计算感应电动势？ 归纳要点 1．感应电动势的产生条件：穿过回路的磁通量发生变化与电路是否闭合无关。 2．E＝neq \f(ΔΦ,Δt)的两种常见的表达形式： (1)E＝nBeq \f(ΔS,Δt) (2)E＝neq \f(ΔB,Δt)·S，其中eq \f(ΔB,Δt)是B-t图象的斜率。 3．感应电动势的本质： 变化的磁场产生感生电场，感生电场使自由电荷发生定向移动而产生感应电动势。 二、导体棒切割磁感线产生感应电动势的计算 自主探究2在以下几种情况下，计算导体棒切割磁感线产生的感应电动势的大小。 思考1：导体平动切割磁感线产生感应电动势的常见情况有哪些？如何计算感应电动势的大小？ 思考2：请利用法拉第电磁感应定律推导导体棒转动切割磁感线产生的感应电动势的大小。 思考3：如何判断感应电动势的方向？ 归纳要点 1．公式E＝neq \f(ΔΦ,Δt)与E＝Blvsin θ的比较 2.理解E＝Blv的“四性” (1)正交性