《法拉第电磁感应定律自感.docVIP

第2讲 法拉第电磁感应定律 自感 ★一、考情直播 1．考纲解读 考纲内容 能力要求 考向定位 3．法拉第电磁感应定律 4．自感 5．涡流 1、理解法拉第电磁感应定律并能运用该定律求感应电动势的大小。 2．知道自感现象及其自感的原理。 3．知道涡流现象 法拉第电磁感应定律在高考中具有举足轻重的地位，考纲对电磁感应定律作了Ⅱ级要求．对于本讲内容，不仅要理解电磁感应定律的内容和实质，还要关注社会与生活中的实际问题．自感及涡流在考纲中为Ⅰ级要求，把握住其概念及特点，会分析简单的现象即可．在高考中该定律常与力学中的牛顿定律、动能定理、能的转化与守恒以及电学中的闭合电路的欧姆定律结合起来共同考查。 2．考点整合 考点一 法拉第电磁感应定律 1. （1）法拉第电磁感应定律: 电路中感应电动势的大小 ,表达式为E= 。 （2）当导体在匀强磁场中做切割磁感线的相对运动时产生的感应电动势E= ，θ是B与v之间的夹角。 （3）导体棒绕某一固定转轴旋转切割磁感线，虽然棒上各点的切割速度并不相同，但可用棒上 等效替代切割速度。常用公式E= 。 2.应用法拉第电磁感应定律时应注意： （1）E= 适用于一般回路。若磁通量不随时间均匀变化，则ΔΦ/Δt为Δt时间内通过该回路的磁通量的 。 (2)E= ，适用于导体各部分以相同的速度切割磁感线的情况，式中L为导线的有效切割长度，θ为运动方向和磁感线方向的夹角。若v为瞬时速度,则E为 。若v为平均速度，则E为 。 （3）.若磁感应强度B不变，回路的面积S发生变化，则E= ； 若回路的面积S不变，磁感应强度B发生变化，则E= ； 若磁感应强度B、回路的面积S都发生变化，则E= 。 3.要注意严格区分Φ、ΔΦ、ΔΦ/Δt的物理意义 Φ是指 。 ΔΦ是指 。 ΔΦ/Δt是指 。 [例1] （2007广东高考）如图12-2-11（a）所示，一端封闭的两条平行光滑导轨相距L，距左端L处的中间一段被弯成半径为H的1/4圆弧，导轨左右两段处于高度相差H的水平面上．圆弧导轨所在区域无磁场，右段区域存在磁场B0，左段区域存在均匀分布但随时间线性变化的磁场B（t），如图12-2-11（b）所示，两磁场方向均竖直向上．在圆弧顶端，放置一质量为m的金属棒ab，与导轨左段形成闭合回路，从金属棒下滑开始计时，经过时间t0滑到圆弧底端．设金属棒在回路中的电阻为R，导轨电阻不计，重力加速度为g． （1）问金属棒在圆弧内滑动时，回路中感应电流的大小和方向是否发生改变？为什么？ （2）求0到时间t0内，回路中感应电流产生的焦耳热量． （3）探讨在金属棒滑到圆弧底端进入匀强磁场B0的一瞬间，回路中感应电流的大小和方向． [剖析]（1）感应电流的大小和方向均不发生改变．因为金属棒滑到圆弧任意位置时，回路中磁通量的变化率相同．① （2）0—t0时间内，设回路中感应电动势大小为E0，感应电流为I，感应电流产生的焦耳热为Q，由法拉第电磁感应定律：②根据闭合电路的欧姆定律：③ 由焦定律及②③有： ④ （3）设金属棒进入磁场B0一瞬间的速度为v，金属棒在圆弧区域下滑的过程中，机械能守恒：⑤ 在很短的时间内，根据法拉第电磁感应定律，金属棒进入磁场B0区域瞬间的感应电动势为E，则：，而 ⑥ 由闭合电路欧姆定律及⑤⑥，求得感应电流： ⑦ 根据⑦讨论：I．当时，I=0；II．当时，，方向为；III．当时，，方向为． [规律总结]电磁感应定律在应用过程中出现错误的原因主要可归结为如下几种情况： 1．对感应电动势的来源认识不到位导致错误．导体棒切割磁感线会产生“动生电动势”、磁场变化会产生“感生电动势”，要注意两种情况同时存在时不要忽略其一． 2．对于相对运动认识不到位导致错误．公式中的v指的是导体棒垂直切割磁感线的速度．当磁场也在运动时，导体棒垂直切割磁感线的速度也就是导体棒相对于磁场运动的相对速度．如易错题1-3． 3．对电磁感应中的平均值与瞬