高考物理一輪復(fù)習(xí)學(xué)案：法拉第電磁感應(yīng)定律　自感和渦流

編號:53高三物理(理)第=page1*2-11頁(共4頁)高三物理(理)第=page1*22頁(共4頁)選擇性必修第二冊第二章電磁感應(yīng)10.2法拉第電磁感應(yīng)定律自感和渦流學(xué)案53學(xué)案姓名_______班級_______學(xué)號_______【復(fù)習(xí)目標(biāo)】1、識記法拉第電磁感應(yīng)定律。2、識記導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的各種情況。3、說出自感和渦流的概念和發(fā)生的原理。4、再認(rèn)法拉第電磁感應(yīng)定律的決定因素和應(yīng)用。5、再認(rèn)導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的計(jì)算方式。6、再認(rèn)自感現(xiàn)象的應(yīng)用【復(fù)習(xí)重點(diǎn)】法拉第電磁感應(yīng)定律的決定因素和應(yīng)用；2、導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的計(jì)算方式；【復(fù)習(xí)難點(diǎn)】1、法拉第電磁感應(yīng)定律的決定因素和應(yīng)用；2、導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的計(jì)算方式；易錯(cuò)易混點(diǎn)：1．注意公式E＝neq\f(ΔΦ,Δt)求解的是一個(gè)回路中某段時(shí)間內(nèi)的平均電動勢，在磁通量均勻變化時(shí)，瞬時(shí)值才等于平均值。2．注意利用公式E＝nSeq\f(ΔB,Δt)求感應(yīng)電動勢時(shí)，S為線圈在磁場范圍內(nèi)的有效面積。3．通過回路截面的電荷量q僅與n、ΔΦ和回路電阻R有關(guān)，與時(shí)間長短無關(guān)。【知識點(diǎn)歸納】一．感應(yīng)電動勢(1)概念：在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的。①感生電動勢：由于而激發(fā)出感生電場，由感生電場而產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢。②動生電動勢：由于而產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢。(2)條件：無論電路是否閉合，只要穿過電路的發(fā)生變化，電路中就一定有感應(yīng)電動勢。(3)與感應(yīng)電流的關(guān)系：遵守閉合電路歐姆定律，即I＝eq\f(E,R＋r)。二．法拉第電磁感應(yīng)定律(1)定律內(nèi)容：電路中感應(yīng)電動勢的大小，跟穿過這一電路的成正比。(2)公式：E=。其中n為線圈的匝數(shù)。三、自感和渦流1．自感現(xiàn)象(1)概念：由于導(dǎo)體本身的變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象稱為自感，由于自感而產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢叫作。(2)表達(dá)式：E＝Leq\f(ΔI,Δt)。(3)自感系數(shù)L①相關(guān)因素：與線圈的、形狀、以及是否有有關(guān)。②單位：亨利H(1mH＝10－3H,1μH＝10－6H)。2．渦流當(dāng)線圈中的電流發(fā)生變化時(shí)，在它附近的任何導(dǎo)體中eq\a\vs4\al(都會)產(chǎn)生，這種電流像水的旋渦所以叫作eq\a\vs4\al(渦流)。(1)電磁阻尼：當(dāng)導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動時(shí)，感應(yīng)電流會使導(dǎo)體受到，安培力的方向總是導(dǎo)體的運(yùn)動。(2)電磁驅(qū)動：如果磁場相對于導(dǎo)體運(yùn)動，在導(dǎo)體中會產(chǎn)生使導(dǎo)體受到安培力的作用，安培力使導(dǎo)體運(yùn)動起來。交流感應(yīng)電動機(jī)就是利用的原理工作的。(3)電磁阻尼和電磁驅(qū)動的原理體現(xiàn)了的推廣應(yīng)用。(判斷正誤，正確的畫“√”，錯(cuò)誤的畫“×”)1．線圈中的磁通量越大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢越大。()2．線圈的匝數(shù)越多，磁通量越大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢也越大。()3．導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動速度越大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢越大。()4．對于同一線圈，當(dāng)電流變化越快時(shí)，線圈中的自感電動勢越大。()5．自感電動勢阻礙電流的變化，但不能阻止電流的變化。()【典型例題】考點(diǎn)一、法拉第電磁感應(yīng)定律的理解和應(yīng)用學(xué)法指導(dǎo)：磁通量的公式，歐姆定律。例題1、(多選)如圖甲所示，abcd是匝數(shù)為100匝、邊長為10cm、總電阻為0.1Ω的正方形閉合導(dǎo)線圈，放在與線圈平面垂直的勻強(qiáng)磁場中(如圖)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖乙所示，則以下說法正確的是()A．導(dǎo)線圈中產(chǎn)生的是交變電流B．在t＝2.5s時(shí)導(dǎo)線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為1VC．在0～2s內(nèi)通過導(dǎo)線橫截面的電荷量為20CD．在t＝1s時(shí)，導(dǎo)線圈內(nèi)電流的瞬時(shí)功率為10W考點(diǎn)二、導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的計(jì)算學(xué)法指導(dǎo)：動生電動勢、左手定則、受力分析例題2、如圖所示，光滑的平行水平金屬導(dǎo)軌MN、PQ相距l(xiāng)，在M點(diǎn)和P點(diǎn)間連接一個(gè)阻值為R的電阻，在兩導(dǎo)軌間cdfe矩形區(qū)域內(nèi)有垂直導(dǎo)軌平面豎直向上、寬為d的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。一質(zhì)量為m、電阻為r、長度也剛好為l的導(dǎo)體棒ab垂直擱在導(dǎo)軌上，與磁場左邊界相距d0?，F(xiàn)用一個(gè)水平向右的力F拉棒ab，使它由靜止開始運(yùn)動，棒ab離開磁場前已做勻速直線運(yùn)動，棒ab與導(dǎo)軌始終保持良好接觸，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，F(xiàn)隨ab與初始位置的距離x變化的情況如圖，F(xiàn)0已知。求：(1)棒ab離開磁場右邊界時(shí)的速度；(2)棒ab通過磁場區(qū)域的過程中整個(gè)回路所消耗的電能；(3)d0滿足什么條件時(shí)，棒ab進(jìn)入磁場后一直做勻速運(yùn)動?？键c(diǎn)三、自感現(xiàn)象的理解和應(yīng)用學(xué)法指導(dǎo)：自感與互感現(xiàn)象。例題3、如圖所示，圖甲和圖乙是教材中演示自感現(xiàn)象的兩個(gè)電路圖，L1和L2為電感線圈．實(shí)驗(yàn)時(shí)，斷開開關(guān)S1瞬間，燈A1突然閃亮，隨后逐漸變暗；閉合開關(guān)S2，燈A2逐漸變亮．而另一個(gè)相同的燈A3立即變亮，最終A2與A3的亮度相同．下列說法正確的是()A．圖甲中，A1與L1的電阻值相同B．圖甲中，閉合S1，電路穩(wěn)定后，A1中電流大于L1中電流C．圖乙中，變阻器R與L2的電阻值相同D．圖乙中，閉合S2瞬間，L2中電流與變阻器R中電流相等知識結(jié)構(gòu)構(gòu)建自感中“閃亮”與“不閃亮”問題與線圈串聯(lián)的燈泡與線圈并聯(lián)的燈泡電路圖通電時(shí)電流逐漸增大，燈泡逐漸變亮電流突然增大，然后逐漸減小達(dá)到穩(wěn)定斷電時(shí)電流逐漸減小，燈泡逐漸變暗，電流方向不變電路中穩(wěn)態(tài)電流為I1、I2：①若I2≤I1，燈泡逐漸變暗；②若I2＞I1，燈泡閃亮后逐漸變暗。兩種情況下燈泡中電流方向均改變【訓(xùn)練檢測】1．(多選)如圖所示，S和P是半徑為a的環(huán)形導(dǎo)線的兩端點(diǎn)，OP間電阻為R，其余電阻不計(jì)，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直環(huán)面，金屬棒OQ與環(huán)形導(dǎo)線接觸，以角速度ω繞O點(diǎn)無摩擦勻速轉(zhuǎn)動時(shí)，則()A．電阻R兩端的電壓為eq\f(Bωa2,2)B．電阻R消耗的功率為eq\f(B2ω2a4,4R)C．金屬棒受的安培力為eq\f(B2ωa2,2R)D．外力對OQ做功的功率為eq\f(B2ω2a4,2R)2、(多選)如圖所示，長為L的細(xì)金屬棒OP固定在頂角為2θ的塑料圓錐體的側(cè)面上，當(dāng)圓錐體繞其軸OO′以角速度ω在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向水平向右的勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動時(shí)，下列說法中正確的是()A．OP旋轉(zhuǎn)經(jīng)過a或c位置時(shí)，兩端電勢差為零B．OP旋轉(zhuǎn)經(jīng)過b或d位置時(shí)，兩端電勢差為零C．OP旋轉(zhuǎn)經(jīng)過a或c位置時(shí)，兩端電勢差最大，最大值為eq\f(1,2)BωL2sinθcosθD．OP旋轉(zhuǎn)經(jīng)過a或c位置時(shí)，兩端電勢差最大，最大值為eq\f(1,2)BωL2cos2θ3.(多選)如圖所示的電路中，L為一個(gè)自感系數(shù)很大、直流電阻不計(jì)的線圈，D1、D2是兩個(gè)完全相同的電燈，E是內(nèi)阻不計(jì)的電源。t＝0時(shí)刻，閉合開關(guān)S。經(jīng)過一段時(shí)間后，電路達(dá)到穩(wěn)定，t1時(shí)刻斷開開關(guān)S。I1、I2分別表示通過電燈D1和D2的電流，規(guī)定圖中箭頭所示方向?yàn)殡娏髡较?，以下各圖中能定性描述電流I隨時(shí)間t變化關(guān)系的是()4.(多選)空間存在一方向與紙面垂直、大小隨時(shí)間變化的勻強(qiáng)磁場，其邊界如圖甲中虛線MN所示。一硬質(zhì)細(xì)導(dǎo)線的電阻率為ρ、橫截面積為S，將該導(dǎo)線做成半徑為r的圓環(huán)固定在紙面內(nèi)，圓心O在MN上。t＝0時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向如圖甲所示；磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖乙所示。則在t＝0到t＝t