高考物理總復(fù)習(xí) 第10章 第2課時(shí) 法拉第電磁感應(yīng)定律 自感 渦流課件.ppt

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第2課時(shí) 法拉第電磁感應(yīng)定律 自感 渦流,【導(dǎo)學(xué)目標(biāo)】 1.能用法拉第電磁感應(yīng)定律、公式E＝BLv計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢(shì).2.理解自感、渦流產(chǎn)生，并能分析實(shí)際應(yīng)用．,一、法拉第電磁感應(yīng)定律 [基礎(chǔ)導(dǎo)引] 1．關(guān)于電磁感應(yīng)，下述說(shuō)法正確的是( ) A．穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量越大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大 B．穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量為零，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一定為零 C．穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量變化越大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大 D．穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量變化越快，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大 【答案】D,(2)轉(zhuǎn)動(dòng)切割 如圖1(c)，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，長(zhǎng)為L(zhǎng)的導(dǎo)體棒繞一端為軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E＝________. (3)有效切割長(zhǎng)度：導(dǎo)體在與v垂直的方向上的投影長(zhǎng)度．試分析圖2中的有效切割長(zhǎng)度．,甲圖中的有效切割長(zhǎng)度為：________；乙圖中的有效切割長(zhǎng)度為：________；丙圖中的有效切割長(zhǎng)度：沿v1的方向運(yùn)動(dòng)時(shí)為_(kāi)_______；沿v2的方向運(yùn)動(dòng)時(shí)為_(kāi)_____．,[知識(shí)梳理] 1．感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) (1)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：在______________中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)．產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的那部分導(dǎo)體就相當(dāng)于________，導(dǎo)體的電阻相當(dāng)于____________． (2)感應(yīng)電流與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的關(guān)系：遵循________________定律，即I＝________.,電磁感應(yīng)現(xiàn)象,電源,電源內(nèi)阻,閉合電路歐姆,2．法拉第電磁感應(yīng)定律 (1)法拉第電磁感應(yīng)定律 ①內(nèi)容：電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，跟穿過(guò)這一電路的________________成正比． ②公式：E＝____________. (2)導(dǎo)體切割磁感線(xiàn)的情形 ①一般情況：運(yùn)動(dòng)速度v和磁感線(xiàn)方向夾角為θ，則E＝________. ②常用情況：運(yùn)動(dòng)速度v和磁感線(xiàn)方向垂直，則E＝____.,磁通量變化率,BLvsin θ,BLv,二、自感與渦流 [基礎(chǔ)導(dǎo)引] 判斷下列說(shuō)法的正誤 (1)線(xiàn)圈的自感系數(shù)跟線(xiàn)圈內(nèi)電流的變化率成正比．( ) (2)自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流的變化，但不能阻止電流的變化．( ) (3)當(dāng)導(dǎo)體中電流增大時(shí)，自感電動(dòng)勢(shì)的方向與原電流方向相反．( ) (4)線(xiàn)圈中電流變化的越快，穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量越大．( ) 【答案】(1) (2)√ (3)√ (4),[知識(shí)梳理] 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(chēng)為自感，由于自感而產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)叫作__________． (2)表達(dá)式：E＝________. (3)自感系數(shù)L ①相關(guān)因素：與線(xiàn)圈的________、形狀、________以及是否有鐵芯有關(guān)． ②單位：亨利(H,1 mH＝______ H,1 μH＝______ H)．,電流,自感電動(dòng)勢(shì),大小,匝數(shù),10－3,10－6,2．渦流 當(dāng)線(xiàn)圈中的電流發(fā)生變化時(shí)，在它附近的任何導(dǎo)體中都會(huì)產(chǎn)生____________，這種電流像水中的旋渦所以叫渦流． (1)電磁阻尼：當(dāng)導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，感應(yīng)電流會(huì)使導(dǎo)體受到________，安培力的方向總是________導(dǎo)體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)． (2)電磁驅(qū)動(dòng)：如果磁場(chǎng)相對(duì)于導(dǎo)體轉(zhuǎn)動(dòng)，在導(dǎo)體中會(huì)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(dòng)起來(lái)． (3)電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)的原理體現(xiàn)了____________的推廣應(yīng)用．,感應(yīng)電流,安培力,阻礙,感應(yīng)電流,楞次定律,考點(diǎn)一 法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用,【典例剖析】 例1 如圖3(a)所示，一個(gè)電阻值為R，匝數(shù)為n的圓形金屬線(xiàn)圈與阻值為2R的電阻R1連接成閉合回路．線(xiàn)圈的半徑為r1, 在線(xiàn)圈中半徑為r2的圓形區(qū)域存在垂直于線(xiàn)圈平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖線(xiàn)如圖3(b)所示．圖線(xiàn)與橫、縱軸的截距分別為t0和B0. 導(dǎo)線(xiàn)的電阻不計(jì)．求0至t1時(shí)間內(nèi)：,(1)通過(guò)電阻R1上的電流大小和方向； (2)通過(guò)電阻R1上的電荷量q及電阻R1上產(chǎn)生的熱量．,跟蹤訓(xùn)練1 穿過(guò)某線(xiàn)圈的磁通量隨時(shí)間的變化的關(guān)系如圖4所示，在線(xiàn)圈內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值的時(shí)間是( ) A．0～2 s B．2～4 s C．4～6 s D．6～8 s 【答案】C,例2 在范圍足夠大，方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，B＝0.2 T，有一水平放置的光滑框架，寬度為l＝0.4 m，如圖5所示，框架上放置一質(zhì)量為0.05 kg、電阻為1 Ω的金屬桿cd，框架電阻不計(jì)．若桿cd以恒定加速度a＝2 m/s2，由靜止開(kāi)始做勻變速運(yùn)動(dòng)，則： (1)在5 s內(nèi)平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是多少？ (2)第5 s末，回路中的電流多大？ (3)第5 s末，作用在cd桿上的水平外力多大？,考點(diǎn)二 導(dǎo)體切割磁感線(xiàn)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算,A．E1E2，a端為正 B．E1E2，b端為正 C．E1E2，a端為正 D．E1E2，b端為正 【答案】D,【考點(diǎn)解讀】 通電自感與斷電自感的比較,考點(diǎn)三 自感現(xiàn)象的分析,【典例剖析】 例3 如圖7所示的電路中，電源的電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r，電感L的電阻不計(jì)，電阻R的阻值大于燈泡D的阻值．在t＝0時(shí)刻閉合開(kāi)關(guān)S，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，在t＝t1時(shí)刻斷開(kāi)S.下列表示A、B兩點(diǎn)間電壓UAB隨時(shí)間t變化的圖象中，正確的是( ),方法提煉 自感現(xiàn)象中主要有兩種情況：即通電自感與斷電自感．在分析過(guò)程中，要注意：(1)通過(guò)自感線(xiàn)圈的電流不能發(fā)生突變，即通電過(guò)程中，電流是逐漸變大，斷電過(guò)程中，電流是逐漸變小，此時(shí)線(xiàn)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(wèn)題的判斷在于對(duì)電流大小的分析，若斷電后通過(guò)燈泡的電流比原來(lái)強(qiáng)，則燈泡先閃亮后再慢慢熄滅．,A．在電路(a)中，斷開(kāi)S，A將漸漸變暗 B．在電路(a)中，斷開(kāi)S，A將先變得更亮，然后漸漸變暗 C．在電路(b)中，斷開(kāi)S，A將漸漸變暗 D．在電路(b)中，斷開(kāi)S，A將先變得更亮，然后漸漸變暗 【答案】AD,【解析】在(a)電路中，燈A和線(xiàn)圈L串聯(lián)，它們的電流相同，斷開(kāi)S時(shí)，線(xiàn)圈上產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，阻礙原電流的減小，但流過(guò)燈A的電流仍逐漸減小，從而燈A只能漸漸變暗． 在(b)電路中，電阻R和燈A串聯(lián)，燈A的電阻大于線(xiàn)圈L的電阻，電流則小于線(xiàn)圈L中的電流，斷開(kāi)S時(shí)，電源不再給燈供電，而線(xiàn)圈產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流的減小，通過(guò)R、A形成回路，燈A中電流突然變大，燈A變得更亮，然后漸漸變暗，故A、D正確．,例4 半徑為r、電阻為R的n匝圓形線(xiàn)圈在邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形abcd外，勻強(qiáng)磁場(chǎng)充滿(mǎn)并垂直穿過(guò)該正方形區(qū)域，如圖9甲所示．當(dāng)磁場(chǎng)隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖9乙所示時(shí)，則穿過(guò)圓形線(xiàn)圈磁通量的變化率為_(kāi)_____，t0時(shí)刻線(xiàn)圈產(chǎn)生的感應(yīng)電流為_(kāi)_____．,例5 t＝0時(shí)，磁場(chǎng)在xOy平面內(nèi)的分布如圖10所示，其磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小均為B0，方向垂直于xOy平面，相鄰磁場(chǎng)區(qū)域的磁場(chǎng)方向相反，每個(gè)同向磁場(chǎng)區(qū)域的寬度均為L(zhǎng)0，整個(gè)磁場(chǎng)以速度v沿x軸正方向勻速運(yùn)動(dòng)．若在磁場(chǎng)所在區(qū)間內(nèi)放置一由n匝線(xiàn)圈組成的矩形線(xiàn)框abcd，線(xiàn)框的bc邊平行于x軸．bc＝LB、ab＝L，LB略大于L0，總電阻為R，線(xiàn)框始終保持靜止．求：,15.對(duì)雙桿切割磁感線(xiàn)問(wèn)題中的電動(dòng)勢(shì)和安培力計(jì)算錯(cuò)誤,方法提煉 對(duì)于雙桿切割磁感線(xiàn)或閉合導(dǎo)線(xiàn)框在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的情況，有可能線(xiàn)框的兩條邊均產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，要看兩電動(dòng)勢(shì)是同向還是反向；同樣求導(dǎo)線(xiàn)框所受安培力的時(shí)候，也要注意兩條邊是否均受安培力，還要注意匝數(shù)n的問(wèn)題.,跟蹤訓(xùn)練4 如圖11所示，一有界區(qū)域內(nèi)，存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，方向分別垂直于光滑水平桌面向下和向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)寬度均為L(zhǎng)，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形線(xiàn)框abcd的bc邊緊靠磁場(chǎng)邊緣置于桌面上，使線(xiàn)框從靜止開(kāi)始沿x軸正方向勻加速通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域，若以逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)殡娏鞯恼较?，能反映線(xiàn)框中感應(yīng)電流變化規(guī)律的是( ),【答案】AC,