2012物理高三复习课件：9.2 法拉第电磁感应定律 自感.ppt

1、2012物理高三复习课件：9.2 法拉第电磁感应定律 自感1.感应电动势的大小决定于穿过回路的磁通量的变化率/t，而与磁通量、磁通量的变化量的大小没有必然联系。2.磁通量的变化率/t是-t图象上某点切线的斜率。3.若/t恒定，则E不变。用E=n/t所求的感应电动势为整个回路的感应电动势，而不是回路中某部分导体的电动势。4.磁通量的变化常由B的变化或S的变化两种情况引起(1)当仅由B的变化引起时，E=nSB/t。(2)当仅由S的变化引起时，E=nBS/t。5.由E=n/t计算出的是t时间内的平均感应电动势。要点一对法拉第电磁感应定律的理解3.对l的理解：E=Blvsin中的l为有效切割长度，即导

2、体在与v垂直的方向上的投影长度，如图9-2-1中有效长度l分别为：(甲)图：l=cdsin(容易错算成l=absin)；(乙)图：沿v1方向运动时，l=MN沿v2方向运动时，l=0。(丙)图：沿v1方向运动时，l=R沿v2方向运动时，l=0沿v3方向运动时，l=R。要点二 对公式E=Blvsin的理解图9-2-11.适用范围：该公式只适用于导体切割磁感线运动的情况。2.对“”的理解：公式中的“”为B与v方向间的夹角，当=90(即Bv)时，E=Blv。4.E=Blvsin中的v若为瞬时速度，则E为瞬时电动势；当v为平均速度，E为平均电动势。5.特例：(1)导体绕一端点在垂直于磁场的平面内以角速度

3、转动时，E=1/2Bl2。(2)线框绕垂直于匀强磁场方向的一条轴以角速度转动，如果从中性面开始计时，E=nBSsint，n为匝数，S为线框面积。要点三通电自感与断电自感的比较通电自感断电自感电路图器材要求A1、A2同规格：R=RL；L较大L很大(有铁芯)；RLRA现象在S闭合瞬间，A2灯立即亮起来，A1灯逐渐变亮，最终一样亮在S断开瞬间，A灯突然闪亮一下后再渐渐熄灭原因由于开关闭合时，流过自感线圈的电流迅速增大，使线圈产生自感电动势，阻碍了电流的增大，使流过A1灯的电流比流过A2灯的电流增加得慢断开开关S时，流过线圈L的电流迅速减小，产生自感电动势，阻碍了电流的减小，使电流继续存在一段时间，在

4、S断开时，通过L的电流反向通过A灯，且由于RLRA，使得流过A灯的电流在开关断开瞬间突然增大，从而使A灯的发光功率突然变大能量转化情况电能转化为磁场能磁场能转化为电能【例1】2009年高考广东物理卷如图9-2-2(a)所示，一个电阻值为R，匝数为n的圆形金属线圈与阻值为2R的电阻R1连接成闭合回路，线圈的半径为r1，在线圈中半径为r2的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图9-2-2(b)所示，图线与横、纵轴的截距分别为t0和B0。导线的电阻不计，求0至t1时间内(1)通过电阻R1上的电流大小和方向；(2)通过电阻R1上的电荷量q及电阻R1上产生的热

5、量。热点一 公式E=n/t的应用【名师支招】闭合电路中因磁通量发生变化而产生感应电流时,通过导线横截面的电荷量,其中n为线圈的匝数。【解析】本题将电磁感应与电路知识相结合，既考查了电磁感应定律，又考查了电流、电量、电功率的求法，要解答本题既要牢固掌握相关知识又要具备综合分析能力。(1)由图象分析可知，0至t1时间内 B/t=B0/t0由法拉第电磁感应定律有 E=n/t=n(B/t)S而S=r22由闭合电路欧姆定律有I1=E/(R1+R)联立以上各式解得通过电阻R1上的电流大小为I1=nB0r22/(3Rt0)由楞次定律可判断通过电阻R1上的电流方向为从b到a (2)通过电阻R1上的电荷量q=I

6、1t1=nB0r22t1/(3Rt0)通过电阻R1上产生的热量Q=I12R1t1=2n2B022r24t1/(9Rt02)。【答案】(1)nB0r22/(3Rt0)从b到a (2)nB0r22t1/(3Rt0)2n2B022r24t1/(9Rt02)图9-2-212009年高考山东理综卷如图9-2-3所示，一导线弯成半径为a的半圆形闭合回路。虚线MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直于回路所在的平面。回路以速度v向右匀速进入磁场，直径CD始终与MN垂直。从D点到达边界开始到C点进入磁场为止，下列结论正确的是()A.感应电流方向不变B.CD段直导线始终不受安培力C.感应电动势最大值Em=B

7、avD.感应电动势平均值E=1/4BavA C D图9-2-3【例2】如图9-2-4所示，水平放置的两根平行金属导轨，间距L=0.3 m，导轨左端连接R=0.6 的电阻。区域abcd内存在垂直于导轨平面B=0.6 T的匀强磁场，磁场区域宽D=0.2 m。细金属棒A1和A2用长为2D=0.4 m的轻质绝缘杆连接，放置在导轨平面上，并与导轨垂直。每根金属棒在导轨间的电阻均为r=0.3，导轨电阻不计。使金属棒以恒定速度v=1.0 m/s沿导轨向右穿越磁场。计算从金属棒A1进入磁场(t=0)到A2离开磁场的时间内，不同时间段通过电阻R的电流强度，并在图9-2-5中画出。热点二公式E=Blv的应用【解析

8、】0t1(00.2 s)A1产生的感应电动势：E=BLv=0.60.31.0 V=0.18 V电阻R与A2并联的阻值：R并=Rr/(R+r)=0.2 所以电阻R两端电压U=R并/(R并+r)E=0.2/(0.2+0.3)0.18 V=0.072 V通过电阻R的电流：I1=U/R=0.072/0.6 A=0.12 A t1t2(0.20.4 s)E=0,I2=0t2t3(0.40.6 s)同理I3=0.12 A如图9-2-6图9-2-5图9-2-4图9-2-62两根足够长的光滑导轨竖直放置，间距为L，底端接阻值为R的电阻。将质量为m的金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧下端，金属棒和导轨接触良好，导轨所

9、在平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，如图9-2-7所示。除电阻R外其余电阻不计。现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放，则()A.释放瞬间金属棒的加速度等于重力加速度gB.金属棒向下运动时，流过电阻R的电流方向为abC.金属棒的速度为v时，所受的安培力大小为F=B2L2v/RD.电阻R上产生的总热量等于金属棒重力势能的减少A C图9-2-7【例3】在如图9-2-8所示的电路中，a、b为两个完全相同的灯泡，L为自感线圈，E为电源，S为开关。关于两灯泡点亮和熄灭的先后次序，下列说法正确的是()A.合上开关，a先亮，b后亮；断开开关，a、b同时熄灭B.合上开关，b先亮，a后亮；断开开关，a先熄灭，b后

10、熄灭C.合上开关，b先亮，a后亮；断开开关，a、b同时熄灭D.合上开关，a、b同时亮；断开开关，b先熄灭，a后熄灭热点三自感现象【名师支招】(1)流过线圈的电流由于自感电动势的作用，而不能突变，只能逐渐变化。(2)电路达到稳定后，电感线圈不再产生自感电动势，只相当于直流电阻。【解析】合上开关后，由于a灯和线圈相连后接在电路中，当电路中电流变化时，线圈对电流有阻碍作用，所以闭合开关后，b先亮，a后亮；断开开关后，a、b都要过一会儿再灭。C图9-2-83如图9-2-9所示的电路中，三个相同的灯泡a、b、c和电感L1、L2与直流电源连接电感的电阻忽略不计，开关S从闭合状态突然断开时，下列判断正确的有()A.a先变亮，然后逐渐变暗B.b先变亮，然后逐渐变暗C.c先变亮，然后逐渐变暗D.b、c都逐渐变暗A D图9-2-9