（鲁京津琼）高考物理总复习 第十章 电磁感应 第2讲 法拉第电磁感应定律、自感和涡流教案-人教版高三全册物理教案VIP免费

第2讲法拉第电磁感应定律、自感和涡流知识排查法拉第电磁感应定律1.感应电动势(1)概念：在电磁感应现象中产生的电动势。(2)产生条件：穿过回路的磁通量发生改变，与电路是否闭合无关。(3)方向判断：感应电动势的方向用楞次定律或右手定则判断。2.法拉第电磁感应定律(1)内容：感应电动势的大小跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。(2)公式：E＝n，其中n为线圈匝数。(3)感应电流与感应电动势的关系：遵守闭合电路的欧姆定律，即I＝。3.导体棒切割磁感线常见的情况切割方式电动势表达式说明垂直切割E＝Blv①导体棒与磁场方向垂直②磁场为匀强磁场旋转切割(以一端为轴)E＝Bl2ω自感、涡流1.自感现象(1)概念：由于导体本身的电流变化而产生的电磁感应现象称为自感。(2)自感电动势①定义：在自感现象中产生的感应电动势叫做自感电动势。②表达式：E＝L。(3)自感系数L①相关因素：与线圈的大小、形状、匝数以及是否有铁芯有关。②单位：亨利(H)，1mH＝10－3H，1μH＝10－6H。2.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感应电流，这种电流像水的旋涡，所以叫涡流。小题速练1.思考判断(1)Φ＝0，不一定等于0。()(2)感应电动势E与线圈匝数n有关，所以Φ、ΔΦ、的大小均与线圈匝数有关。()(3)磁场相对导体棒运动时，导体棒中也能产生感应电动势。()(4)线圈匝数n越多，磁通量越大，产生的感应电动势越大。()(5)线圈中的电流越大，自感系数也越大。()(6)自感电动势阻碍电流的变化，但不能阻止电流的变化。()答案(1)√(2)×(3)√(4)×(5)×(6)√2.(多选)(2015·全国卷Ⅰ，19)1824年，法国科学家阿拉果完成了著名的“圆盘实验”。实验中将一铜圆盘水平放置，在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针，如图1所示。实验中发现，当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时，磁针也随着一起转动起来，但略有滞后。下列说法正确的是()图1A.圆盘上产生了感应电动势B.圆盘内的涡电流产生的磁场导致磁针转动C.在圆盘转动的过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变化D.圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成电流，此电流产生的磁场导致磁针转动解析圆盘运动过程中，半径方向的金属条在切割磁感线，在圆心和边缘之间产生了感应电动势，选项A正确；圆盘在径向的辐条切割磁感线过程中，内部形成涡流，产生的磁场又导致磁针转动，选项B正确；圆盘转动过程中，圆盘位置、圆盘面积和磁场都没有发生变化，所以没有磁通量的变化，选项C错误；圆盘本身呈现电中性，不会产生环形电流，选项D错误。答案AB法拉第电磁感应定律的理解和应用1.法拉第电磁感应定律的理解(1)感应电动势的大小由线圈的匝数和穿过线圈的磁通量的变化率共同决定，而与磁通量Φ的大小、变化量ΔΦ的大小没有必然联系。(2)磁通量的变化率对应Φ－t图线上某点切线的斜率。2.应用法拉第电磁感应定律的三种情况(1)磁通量的变化是由面积变化引起时，ΔΦ＝B·ΔS，则E＝n；(2)磁通量的变化是由磁场变化引起时，ΔΦ＝ΔB·S，则E＝n；(3)磁通量的变化是由面积和磁场变化共同引起时，则根据定义求，ΔΦ＝Φ末－Φ初，E＝n≠n。例1】轻质细线吊着一质量为m＝0.42kg、边长为L＝1m、匝数n＝10的正方形线圈，其总电阻为r＝1Ω。在线圈的中间位置以下区域分布着磁场，如图2甲所示。磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小随时间变化的关系如图乙所示。(取g＝10m/s2)图2(1)判断线圈中产生的感应电流的方向是顺时针还是逆时针；(2)求线圈的电功率；(3)求在t＝4s时轻质细线的拉力大小。解析(1)由楞次定律知感应电流的方向为逆时针方向。(2)由法拉第电磁感应定律得E＝n＝n·L2＝0.5V则P＝＝0.25W(3)由图可判断，t＝4s时磁感应强度B＝0.6TI＝＝0.5A，F安＝nBILF安＋F＝mg联立解得F＝1.2N。答案(1)逆时针(2)0.25W(3)1.2N拓展延伸】(1)在【例1】中磁感应强度为多少时，细线的拉力刚好为0?(2)在【例1】中求在t＝6s内通过导线横截面的电荷量？解析(1)细线的拉力刚好为0时满足：F安＝mg，F安＝nBIL联立解得B＝0.84T(2)由q＝It得q＝0.5×6C＝3C。答案(1)0.84T(2)3C法拉第电磁感应定律应用技巧(1)公式E＝n求解...