第9章第2講 法拉第電磁感應定律、自感和渦流

1、第九章第九章 電磁感應電磁感應第2講法拉第電磁感應定律、自感和渦流考綱解讀考點一考點一考點二考點二考點三考點三限時自測限時自測練出高分練出高分 考點一 法拉第電磁感應定律的理解及應用電磁感應現(xiàn)象磁通量楞次定律右手定則磁通量的變化率歐姆無關【考點逐項排查】答案 考點一 法拉第電磁感應定律的理解及應用斜率思維深化答案 考點一 法拉第電磁感應定律的理解及應用1.將閉合多匝線圈置于僅隨時間變化的磁場中，關于線圈中產(chǎn)生的感應電動勢和感應電流，下列表述正確的是()A.感應電動勢的大小與線圈的匝數(shù)無關B.穿過線圈的磁通量越大，感應電動勢越大C.穿過線圈的磁通量變化越快，感應電動勢越大D.感應電流產(chǎn)生的磁場方

2、向與原磁場方向始終相同【題組階梯突破】解析答案2134 考點一 法拉第電磁感應定律的理解及應用2.圖為無線充電技術中使用的受電線圈示意圖，線圈匝數(shù)為n，面積為S.若在t1到t2時間內(nèi)，勻強磁場平行于線圈軸線向右穿過線圈，其磁感應強度大小由B1均勻增加到B2，則該段時間線圈兩端a和b之間的電勢差ab()BI_+解析答案2134 考點一 法拉第電磁感應定律的理解及應用3. 如圖所示，一正方形線圈的匝數(shù)為n，邊長為a，線圈平面與勻強磁場垂直，且一半處在磁場中在t時間內(nèi)，磁感應強度的方向不變，大小由B均勻地增大到2B.在此過程中，線圈中產(chǎn)生的感應電動勢為()解析 線圈中產(chǎn)生的感應電動勢22222BBB

3、 anBaEnnSntttt解析答案2134 考點一 法拉第電磁感應定律的理解及應用4.在半徑為r、電阻為R的圓形導線框內(nèi)，以直徑為界，左、右兩側分別存在著方向如圖甲所示的勻強磁場.以垂直紙面向外的磁場為正，兩部分磁場的磁感應強度B隨時間t的變化規(guī)律分別如圖乙所示.則0t0時間內(nèi)，導線框中()解析答案2134 考點一 法拉第電磁感應定律的理解及應用誤區(qū)警示返回內(nèi)容呈現(xiàn) 考點二 導體切割磁感線產(chǎn)生感應電動勢的計算1.公式EBlv的使用條件(1) 磁場. (2)B、l、v三者相互 .2.“瞬時性”的理解(1)若v為瞬時速度，則E為 感應電動勢.(2)若v為平均速度，則E為 感應電動勢.勻強垂直瞬時

4、平均【考點逐項排查】答案 考點二 導體切割磁感線產(chǎn)生感應電動勢的計算0R相對于相對0答案 考點二 導體切割磁感線產(chǎn)生感應電動勢的計算思維深化平均平均值瞬時值Blv答案 考點二 導體切割磁感線產(chǎn)生感應電動勢的計算5. (多選)半徑為a、右端開小口的導體圓環(huán)和長為2a的導體直桿，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)域分布著垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應強度為B.直桿在圓環(huán)上以速度v平行于直徑CD向右做勻速直線運動，直桿始終有兩點與圓環(huán)良好接觸，從圓環(huán)中心O開始，直桿的位置由確定，如圖所示.則()【題組階梯突破】解析答案6578 考點二 導體切割磁感線產(chǎn)生感應電動勢的計算答案AD657

5、8 考點二 導體切割磁感線產(chǎn)生感應電動勢的計算解析答案6578 考點二 導體切割磁感線產(chǎn)生感應電動勢的計算7.如圖所示，abcd為水平放置的平行“ ”形光滑金屬導軌，間距為l，導軌間有垂直于導軌平面的勻強磁場，磁感應強度大小為B，導軌電阻不計.已知金屬桿MN傾斜放置，與導軌成角，單位長度的電阻為r，保持金屬桿以速度v沿平行于cd的方向滑動(金屬桿滑動過程中與導軌接觸良好).則()6578 考點二 導體切割磁感線產(chǎn)生感應電動勢的計算F解析答案6578 考點二 導體切割磁感線產(chǎn)生感應電動勢的計算E1E2金屬框中無電流解析答案6578 考點二 導體切割磁感線產(chǎn)生感應電動勢的計算規(guī)律總結感應電動勢的計

6、算及電勢高低的感應電動勢的計算及電勢高低的判斷判斷1.計算：切割方式感應電動勢的表達式垂直切割EBlv傾斜切割EBlvsin ，其中為v與B的夾角旋轉切割(以一端為軸)說明：導體與磁場方向垂直；磁場為勻強磁場. 考點二 導體切割磁感線產(chǎn)生感應電動勢的計算2.判斷：把產(chǎn)生感應電動勢的那部分電路或導體當作電源的內(nèi)電路，那部分導體相當于電源.若電路是不閉合的，則先假設有電流通過，然后應用楞次定律或右手定則判斷出電流的方向.電源內(nèi)部電流的方向是由負極(低電勢)流向正極(高電勢)，外電路順著電流方向每經(jīng)過一個電阻電勢都要降低.返回 考點三 自感現(xiàn)象和渦流現(xiàn)象電流自感電動勢大小匝數(shù)變化磁通量強大的渦流【考

7、點逐項排查】答案 考點三 自感現(xiàn)象和渦流現(xiàn)象思維深化1.自感現(xiàn)象“阻礙”作用的理解：(1)流過線圈的電流增加時，線圈中產(chǎn)生的自感電動勢與電流方向 ，阻礙電流的 ，使其緩慢地增加.(2)流過線圈的電流減小時，線圈中產(chǎn)生的自感電動勢與電流方向 ，阻礙電流的 ，使其緩慢地減小.線圈就相當于電源，它提供的電流從原來的IL逐漸變小.2.判斷下列說法是否正確.(1)線圈中的電流越大，自感系數(shù)也越大.()(2)對于同一線圈，當電流變化越快時，線圈中的自感電動勢越大.()相反增加相同減小答案 考點三 自感現(xiàn)象和渦流現(xiàn)象9.如圖所示，A、B、C是3個完全相同的燈泡，L是一個自感系數(shù)較大的線圈(直流電阻可忽略不計

8、).則()A.S閉合時，A燈立即亮，然后逐漸熄滅B.S閉合時，B燈立即亮，然后逐漸熄滅C.電路接通穩(wěn)定后，三個燈亮度相同D.電路接通穩(wěn)定后，S斷開時，C燈立即熄滅S閉合時，L相當于斷路A、B、C 燈同時亮電路接通穩(wěn)定后，L相當于短路A燈逐漸熄滅電路接通穩(wěn)定后，S斷開時A、B、C 逐漸熄滅【題組階梯突破】解析答案10911 考點三 自感現(xiàn)象和渦流現(xiàn)象10. (多選)如圖所示的電路中，L為一個自感系數(shù)很大、直流電阻不計的線圈，D1、D2是兩個完全相同的燈泡，E是一內(nèi)阻不計的電源.t0時刻，閉合開關S，經(jīng)過一段時間后，電路達到穩(wěn)定，t1時刻斷開開關S.I1、I2分別表示通過燈泡D1和D2的電流，規(guī)定

9、圖中箭頭所示的方向為電流正方向，以下各圖中能定性描述電流I隨時間t變化關系的是()10911 考點三 自感現(xiàn)象和渦流現(xiàn)象解析 當S閉合時，L的自感作用會阻礙其中的電流變大，電流從D1流過；當L的阻礙作用變小時，L中的電流變大，D1中的電流變小至零；D2中的電流為電路總電流，電流流過D1時，電路總電阻較大，電流較小，當D1中電流為零時，電流流過L與D2，總電阻變小，電流變大至穩(wěn)定.當S再斷開時，D2馬上熄滅，D1與L組成回路，由于L的自感作用，D1先變亮再慢慢熄滅，電流反向.解析答案10911 考點三 自感現(xiàn)象和渦流現(xiàn)象11. (多選)1824年，法國科學家阿拉果完成了著名的“圓盤實驗”.實驗中

10、將一銅圓盤水平放置，在其中心正上方用柔軟細線懸掛一枚可以自由旋轉的磁針，如圖所示.實驗中發(fā)現(xiàn)，當圓盤在磁針的磁場中繞過圓盤中心的豎直軸旋轉時，磁針也隨著一起轉動起來，但略有滯后.下列說法正確的是()A.圓盤上產(chǎn)生了感應電動勢B.圓盤內(nèi)的渦電流產(chǎn)生的磁場導致磁針轉動C.在圓盤轉動的過程中，磁針的磁場穿過整個圓盤的磁通量發(fā)生了變化D.圓盤中的自由電子隨圓盤一起運動形成電流，此電流產(chǎn)生的磁場導致磁針轉動解析答案10911 考點三 自感現(xiàn)象和渦流現(xiàn)象解析當圓盤轉動時，圓盤的半徑切割磁針產(chǎn)生的磁場的磁感線，產(chǎn)生感應電動勢，選項A正確.如圖所示，銅圓盤上存在許多小的閉合回路，當圓盤轉動時，穿過小的閉合回路

11、的磁通量發(fā)生變化，回路中產(chǎn)生感應電流，根據(jù)楞次定律，感應電流阻礙其相對運動，但抗拒不了相對運動，故磁針會隨圓盤一起轉動，但略有滯后，選項B正確；在圓盤轉動過程中，磁針的磁場穿過整個圓盤的磁通量始終為零，選項C錯誤；圓盤中的自由電子隨圓盤一起運動形成的電流的磁場方向沿圓盤軸線方向，會使磁針沿軸線方向偏轉，選項D錯誤.答案AB10911 考點三 自感現(xiàn)象和渦流現(xiàn)象分析自感現(xiàn)象的兩點注意分析自感現(xiàn)象的兩點注意1.通過自感線圈中的電流不能發(fā)生突變，即通電過程中，電流是逐漸變大，斷電過程中，電流是逐漸變小，此時線圈可等效為“電源”，該“電源”與其他電路元件形成回路.2.斷電自感現(xiàn)象中燈泡是否“閃亮”問題

12、的判斷，在于對電流大小的分析，若斷電后通過燈泡的電流比原來強，則燈泡先閃亮后再慢慢熄滅.技巧點撥返回內(nèi)容呈現(xiàn) 限時自測1.(多選)如圖所示，閉合金屬導線框放置在豎直向上的勻強磁場中，勻強磁場的磁感應強度隨時間變化.下列說法正確的是()A.當磁感應強度增加時，線框中的感應電流可能減小B.當磁感應強度增加時，線框中的感應電流一定增大C.當磁感應強度減小時，線框中的感應電流一定增大D.當磁感應強度減小時，線框中的感應電流可能不變AD解析答案21345 限時自測解析答案21345 限時自測3.如圖，由某種粗細均勻的總電阻為3R的金屬條制成的矩形線框abcd，固定在水平面內(nèi)且處于方向豎直向下的勻強磁場B

13、中.一接入電路電阻為R的導體棒PQ，在水平拉力作用下沿ab、dc以速度v勻速滑動，滑動過程PQ始終與ab垂直，且與線框接觸良好，不計摩擦.在PQ從靠近ad處向bc滑動的過程中()A.PQ中電流先增大后減小B.PQ兩端電壓先減小后增大C.PQ上拉力的功率先減小后增大D.線框消耗的電功率先減小后增大RadRbc當Rad=Rbc時，R外最大I先減后增，U外先增后減PF=EI=BLvI先減小后增大P外先減小后增大R外=R時P外最大解析答案21345 限時自測4. (多選)如圖所示，在線圈上端放置一盛有冷水的金屬杯，現(xiàn)接通交流電源，過了幾分鐘，杯內(nèi)的水沸騰起來.若要縮短上述加熱時間，下列措施可行的有()

14、A.增加線圈的匝數(shù)B.提高交流電源的頻率C.將金屬杯換為瓷杯D.取走線圈中的鐵芯解析當電磁鐵接通交流電源時，金屬杯處在變化的磁場中產(chǎn)生渦電流發(fā)熱，使水溫升高.要縮短加熱時間，需增大渦電流，即增大感應電動勢或減小電阻.增加線圈匝數(shù)、提高交變電流的頻率都是為了增大感應電動勢，瓷杯不能產(chǎn)生渦電流，取走鐵芯會導致磁性減弱.所以選項A、B正確，選項C、D錯誤.AB解析答案21345 限時自測5.在研究自感現(xiàn)象的實驗中，用兩個完全相同的燈泡A、B與自感系數(shù)很大的線圈L和定值電阻R組成如圖所示的電路(線圈的直流電阻可忽略，電源的內(nèi)阻不能忽略)，關于這個實驗下面說法中正確的是()A.閉合開關的瞬間，A、B一起

15、亮，然后A熄滅B.閉合開關的瞬間，B比A先亮，然后B逐漸變暗C.閉合開關，待電路穩(wěn)定后斷開開關，B逐漸變暗，A閃亮一下然后逐漸變暗D.閉合開關，待電路穩(wěn)定后斷開開關，A、B燈中的電流方向均為從左向右IBILS閉合穩(wěn)定時ILIBS斷開時ILA逐漸變暗，B閃亮一下然后逐漸變暗返回解析答案21345 練出高分1234567891011解析答案 練出高分答案B1234567891011 練出高分1234567891011解析答案 練出高分答案A1234567891011 練出高分3.如圖甲所示，光滑導軌水平放置在斜向下且與水平方向夾角為60的勻強磁場中，勻強磁場的磁感應強度B隨時間t的變化規(guī)律如圖乙所

16、示(規(guī)定斜向下為B的正方向)，導體棒ab垂直導軌放置且與導軌接觸良好，除導體棒電阻R的阻值外，其余電阻不計，導體棒ab在水平外力作用下始終處于靜止狀態(tài).規(guī)定ab的方向為電流的正方向，水平向右的方向為外力的正方向，則在0t1時間內(nèi)，能正確反映流過導體棒ab的電流I和導體棒ab所受水平外力F隨時間t變化的圖象是()1234567891011解析答案 練出高分解析由楞次定律可判定回路中的電流方向始終為ba，由法拉第電磁感應定律可判定回路中的電流大小恒定，故A、B兩項錯；由F安BIl可得F安隨B的變化而變化，在0t0時間內(nèi)，F(xiàn)安方向水平向右，故外力F與F安等值反向，方向水平向左，為負值；在t0t1時間

17、內(nèi)，F(xiàn)安方向改變，故外力F方向也改變，為正值，綜上所述，D項正確.答案D1234567891011 練出高分4.(多選)某地的地磁場磁感應強度的豎直分量方向向下，大小為4.5105 T.一靈敏電壓表連接在當?shù)厝牒：佣蔚膬砂?，河?00 m，該河段漲潮和落潮時有海水(視為導體)流過.設落潮時，海水自西向東流，流速為2 m/s.下列說法正確的是()A.河北岸的電勢較高 B.河南岸的電勢較高C.電壓表記錄的電壓為9 mV D.電壓表記錄的電壓為5 mV解析從上往下看，水流切割磁感線示意圖如圖所示，據(jù)右手定則可知河北岸電勢高，A項正確，B項錯誤；由EBlv4.51051002 V9103 V9 mV，

18、可知電壓表記錄的電壓為9 mV，C項正確，D項錯誤.AC1234567891011解析答案 練出高分5.(多選)如圖所示，粗細均勻的導線繞成匝數(shù)為n、半徑為r的圓形閉合線圈.線圈放在磁場中，磁場的磁感應強度隨時間均勻增大，線圈中產(chǎn)生的電流為I，下列說法正確的是()A.電流I與匝數(shù)n成正比B.電流I與線圈半徑r成正比C.電流I與線圈面積S成正比D.電流I與導線橫截面積S0成正比BD1234567891011解析答案 練出高分6.(多選)如圖所示是研究通電自感實驗的電路圖，A1、A2是兩個規(guī)格相同的小燈泡，閉合開關S，調(diào)節(jié)電阻R，使兩個燈泡的亮度相同，調(diào)節(jié)可變電阻R1，使它們都正常發(fā)光，然后斷開開

19、關S，再重新閉合開關S，則()A.閉合瞬間，A1立刻變亮，A2逐漸變亮B.閉合瞬間，A2立刻變亮，A1逐漸變亮C.穩(wěn)定后，L和R兩端電勢差一定相同D.穩(wěn)定后，A1和A2兩端電勢差不相同解析根據(jù)題設條件可知，閉合開關S，調(diào)節(jié)電阻R，使兩個燈泡的亮度相同，說明此時電阻R接入電路的阻值與線圈L的電阻一樣大，斷開開關S，再重新閉合開關S的瞬間，根據(jù)自感原理，可判斷A2立刻變亮，而A1逐漸變亮，B正確，A錯誤；穩(wěn)定后，自感現(xiàn)象消失，根據(jù)題設條件，可判斷線圈L和R兩端的電勢差一定相同，A1和A2兩端電勢差也相同，所以，C正確，D錯誤.BC1234567891011解析答案 練出高分7.(多選)如圖所示，金

20、屬三角形導軌COD上放有一根金屬棒MN，拉動MN使它以速度v在勻強磁場中向右勻速平動，若導軌和金屬棒都是粗細相同的均勻導體，它們的電阻率相同，則在MN運動過程中閉合電路的()A.感應電動勢逐漸增大B.感應電流逐漸增大C.感應電流將保持不變D.感應電流逐漸減小1234567891011解析答案 練出高分答案AC1234567891011解析拉動MN使它以速度v在勻強磁場中向右勻速平動，t時刻，導體棒切割磁感線的有效長度lvttan ，產(chǎn)生的感應電動勢EBlvBv2ttan ，感應電動勢逐漸增大，選項A正確； 練出高分8.(多選)如圖所示，不計電阻的光滑U形金屬框水平放置，光滑、豎直玻璃擋板H、P

21、固定在框上，H、P的間距很小.質(zhì)量為0.2 kg的細金屬桿CD恰好無擠壓地放在兩擋板之間，與金屬框接觸良好并圍成邊長為1 m的正方形，其有效電阻為0.1 .此時在整個空間加方向與水平面成30角且與金屬桿垂直的勻強磁場，磁感應強度隨時間變化規(guī)律是B(0.40.2t) T，圖示磁場方向為正方向.框、擋板和桿不計形變.則()A.t1 s時，金屬桿中感應電流方向從C到DB.t3 s時，金屬桿中感應電流方向從D到CC.t1 s時，金屬桿對擋板P的壓力大小為0.1 ND.t3 s時，金屬桿對擋板H的壓力大小為0.2 N1234567891011解析答案 練出高分答案AC1234567891011解析根據(jù)楞次定律可判斷感應電流的方向總是從C到D，故A正確，B錯誤； 練出高分9.(多選)如圖所示，一均勻金屬圓盤繞通過其圓心且與盤面垂直的軸逆時針勻速轉動.現(xiàn)施加一垂直穿過圓盤的有界勻強磁場，圓盤開始減速.在圓盤減速過程中，以下說法正確的是( )A.處于磁場中的圓盤部分，靠近圓心處電勢高B.所加磁場越強越易使圓盤停止轉動C.若所加磁場反向，圓盤