课时2法拉第电磁感应定律自感涡流1.法拉第电磁感应定律(1)感应电动势①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。②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=nΔΦΔt,其中n为线圈匝数。(3)导体切割磁感线的情形①若B、l、v相互垂直,则E=Blv。②v∥B时,E=0。2.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a.定义:在自感现象中产生的感应电动势叫作自感电动势。b.表达式:E=LΔIΔt。③自感系数La.相关因素:与线圈的大小、形状、圈数,以及是否有铁芯等因素有关。b.单位:亨利(H),1mH=1×10-3H,1μH=1×10-6H。(2)涡流当线圈中的电流随时间变化时,在它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,所以叫作涡流。1.(2018河北检测)如图所示,虚线MN表示甲、乙、丙三个相同正方形金属框的一条对称轴,金属框内均匀分布有界匀强磁场,磁感应强度随时间变化的规律都满足B=kt。金属框按照图示方式放在磁场中,测得金属框甲、乙、丙中的感应电流分别为I甲、I乙、I丙。则下列判断正确的是()。甲乙丙A.I乙=2I甲,I丙=2I甲B.I乙=2I甲,I丙=0C.I乙=0,I丙=0D.I乙=I甲,I丙=I甲答案B2.(2019山西调研)如图所示,两根相距为l的平行直导轨ab、cd间连有一固定电阻R,导轨电阻可忽略不计。导体杆MN放在ab和cd上,与ab垂直,其电阻也为R。整个装置处于匀强磁场中,磁感应强度的大小为B,磁场方向垂直于导轨所在平面(垂直纸面向里)。现对MN施力使它沿导轨方向以速度v(如图所示)做匀速运动。令U表示MN两端电压的大小,则()。A.U=12Blv,流过固定电阻R的感应电流由b到dB.U=12Blv,流过固定电阻R的感应电流由d到bC.U=Blv,流过固定电阻R的感应电流由b到dD.U=Blv,流过固定电阻R的感应电流由d到b答案A3.(2018海南月考)如图所示,线圈L的自感系数很大,且其直流电阻可以忽略不计,L1、L2是两个完全相同的小灯泡,开关S闭合和断开的过程中,灯L1、L2的亮度变化情况是(灯丝不会断)()。A.S闭合,L1亮度不变,L2亮度逐渐变亮,最后两灯一样亮;S断开,L2立即熄灭,L1逐渐变亮B.S闭合,L1亮度不变,L2很亮;S断开,L1、L2立即熄灭C.S闭合,L1、L2同时亮,而后L1逐渐熄灭,L2亮度不变;S断开,L2立即熄灭,L1亮一下再熄灭D.S闭合,L1、L2同时亮,而后L1逐渐熄灭,L2则逐渐变得更亮;S断开,L2立即熄灭,L1亮一下再熄灭答案D1.(2018全国卷Ⅰ,17)如图,导体轨道OPQS固定,其中PQS是半圆弧,Q为半圆弧的中心,O为圆心。轨道的电阻忽略不计。OM是有一定电阻、可绕O转动的金属杆,M端位于PQS上,OM与轨道接触良好。空间存在与半圆所在平面垂直的匀强磁场,磁感应强度的大小为B,现使OM从OQ位置以恒定的角速度逆时针转到OS位置并固定(过程Ⅰ);再使磁感应强度的大小以一定的变化率从B增加到B'(过程Ⅱ)。在过程Ⅰ、Ⅱ中,流过OM的电荷量相等,则B'B等于()。A.54B.32C.74D.2解析过程Ⅰ回路中磁通量变化量ΔΦ1=14BπR2,设OM的电阻为R,流过OM的电荷量Q1=ΔΦ1R。过程Ⅱ回路中磁通量变化量ΔΦ2=12(B'-B)πR2,流过OM的电荷量Q2=ΔΦ2R。Q2=Q1,联立解得B'B=32,所以B项正确。答案B2.(2018全国卷Ⅲ,20)(多选)如图甲,在同一平面内固定有一长直导线PQ和一导线框R,R在PQ的右侧。导线PQ中通有正弦交流电i,i的变化如图乙所示,规定从Q到P为电流正方向。导线框R中的感应电动势()。A.在t=T4时为零B.在t=T2时改变方向C.在t=T2时最大,且沿顺时针方向D.在t=T时最大,且沿顺时针方向解析由图乙可知,导线PQ中电流在t=T4时刻最大,变化率为0,导线框R中磁通量的变化率为0,应用法拉第电磁感应定律可知此时R中的感应电动势为0,A项正确;在t=T2前后时刻导线PQ中电流图象的斜率均为负值,根据楞次定律可知此时感应电动势方向不变,B项错误;在t=T2时,导线PQ中电流图象的斜率最大,R中磁通量的变化率最大,应用法拉第电磁感应定律可知此时R中的感应电动势最大,再由楞次定律可知感应电动势沿顺时针方向,C项正确;由楞次定律可判断出在t=T时刻感应电动势沿逆时针方向,D项错误。答案AC见《自学听讲》P188一法拉第电磁感应定律的应用1.求...
