【精品】2018版高考物理(江苏专用)大一轮复习讲义(课件)第九章 电磁感应 第2讲(可编辑).ppt
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1、2018版高考物理(江苏专用)大一轮复习讲义(课件)第九章 电磁感应 第2讲内容索引基础知识梳理命题点一法拉第电磁感应定律的理解及应用命题点二导体切割磁感线产生感应电动势命题点三自感和涡流盘查拓展点课时作业基础知识梳理1一、法拉第电磁感应定律一、法拉第电磁感应定律1.感应电动势(1)感应电动势:在电磁感应现象中产生的电动势.(2)产生条件:穿过回路的 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 或右手定则判断.2.法拉第电磁感应定律(1)内容:闭合电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路的_ 成正比.磁通量楞次定律磁通量的变化率二、导体切割磁感线产生的感应电动势二、导体切割
2、磁感线产生的感应电动势1.公式EBlv的使用条件(1)匀强磁场.(2)B、l、v三者相互 .2.“瞬时性”的理解(1)若v为瞬时速度,则E为 感应电动势.(2)若v为平均速度,则E为 感应电动势.垂直瞬时平均3.切割的“有效长度”公式中的l为有效切割长度,即导体在与v垂直的方向上的投影长度.图中有效长度分别为:甲图:沿v1方向运动时,l ;沿v2方向运动时,l ;乙图:沿v1方向运动时,l ;沿v2方向运动时,l ;丙图:沿v1方向运动时,l;沿v2方向运动时,l ;沿v3方向运动时,l.4.“相对性”的理解EBlv中的速度v是 磁场的速度,若磁场也运动,应注意速度间的 关系.00R相对于相对
3、三、自感和涡流现象三、自感和涡流现象1.自感现象(1)概念:由于导体本身的 变化而产生的电磁感应现象称为自感,由于自感而产生的感应电动势叫做自感电动势.(3)自感系数L的影响因素:与线圈的 、形状、以及是否有铁芯有关.大小匝数电流(4)自感现象“阻碍”作用的理解:流过线圈的电流增加时,线圈中产生的自感电动势与电流方向 ,阻碍电流的 ,使其缓慢地增加.流过线圈的电流减小时,线圈中产生的自感电动势与电流方向 ,阻碍电流的 ,使其缓慢地减小.线圈就相当于电源,它提供的电流从原来的IL逐渐变小.2.涡流现象(1)涡流:块状金属放在 磁场中,或者让它在磁场中运动时,金属块内产生的旋涡状感应电流.相反增加
4、相同减小变化(2)产生原因:金属块内 变化感应电动势感应电流.(3)涡流的利用:冶炼金属的高频感应炉利用 产生焦耳热使金属熔化;家用电磁炉也是利用涡流原理制成的.(4)涡流的减少:各种电机和变压器中,用涂有绝缘漆的硅钢片叠加成的铁芯,以减少涡流.强大的涡流磁通量1.判断下列说法是否正确.(1)线圈中磁通量越大,产生的感应电动势越大.()(2)线圈中磁通量变化越大,产生的感应电动势越大.()(3)线圈中磁通量变化越快,产生的感应电动势越大.()(4)线圈中的电流越大,自感系数也越大.()(5)对于同一线圈,当电流变化越快时,线圈中的自感电动势越大.()基础题组自测基础题组自测2.(人教版选修32
5、P17第1题改编)将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中,关于线圈中产生的感应电动势和感应电流,下列表述正确的是A.感应电动势的大小与线圈的匝数无关B.穿过线圈的磁通量越大,感应电动势越大C.穿过线圈的磁通量变化越快,感应电动势越大D.感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同答案3.(人教版选修32P21第4题改编)如图所示,纸面内有一矩形导体闭合线框abcd,ab边长大于bc边长,置于垂直纸面向里、边界为MN的匀强磁场外,线框两次匀速地完全进入磁场,两次速度大小相同,方向均垂直于MN.第一次ab边平行MN进入磁场,线框上产生的热量为Q1,通过线框导体横截面的电荷量为q1;第二次bc边平行M
6、N进入磁场,线框上产生的热量为Q2,通过线框导体横截面的电荷量为q2,则A.Q1Q2,q1q2 B.Q1Q2,q1q2C.Q1Q2,q1q2 D.Q1Q2,q1q2答案解析4.(多选)(2016江苏单科6)电吉他中电拾音器的基本结构如图所示,磁体附近的金属弦被磁化,因此弦振动时,在线圈中产生感应电流,电流经电路放大后传送到音箱发出声音,下列说法正确的有A.选用铜质弦,电吉他仍能正常工作B.取走磁体,电吉他将不能正常工作C.增加线圈匝数可以增大线圈中的感应电动势D.弦振动过程中,线圈中的电流方向不断变化答案解析2命题点一 法拉第电磁感应定律的理解及应用1.求解感应电动势常见情况情景图研究对象 回
7、路(不一定 闭合)一段直导 线(或等效 成直导线)绕一端转动的 一段导体棒 绕与B垂直的轴 转动的导线框表达式EnEBLvsin E BL2ENBSsin t 轻质细线吊着一质量为m0.42 kg、边长为L1 m、匝数n10的正方形线圈,其总电阻为r1.在线圈的中间位置以下区域分布着磁场,如图甲所示.磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度大小随时间变化关系如图乙所示.(g10 m/s2)(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t4 s时轻质细线的拉力大小.【例1】答案解析逆时针0.25 W1.2 N答案答案分析(1)在例1中磁感应强度为多少时,细线的拉
8、力刚好为0?答案解析【拓展延伸】细线的拉力刚好为0时满足:F安mgF安nBIL联立解得:B0.84 T0.84 T(2)在例1中求在t6 s内通过导线横截面的电荷量?由qIt得:q0.56 C3 C.答案解析3 C题组阶梯突破1.如图所示,匀强磁场中有两个导体圆环a、b,磁场方向与圆环所在平面垂直.磁感应强度B随时间均匀增大.两圆环半径之比为21,圆环中产生的感应电动势分别为Ea和Eb,不考虑两圆环间的相互影响.下列说法正确的是A.EaEb41,感应电流均沿逆时针方向B.EaEb41,感应电流均沿顺时针方向C.EaEb21,感应电流均沿逆时针方向D.EaEb21,感应电流均沿顺时针方向答案解析
9、2.(2014江苏单科1)如图所示,一正方形线圈的匝数为n,边长为a,线圈平面与匀强磁场垂直,且一半处在磁场中.在t时间内,磁感应强度的方向不变,大小由B均匀地增大到2B.在此过程中,线圈中产生的感应电动势为答案分析题眼3.(2016浙江理综16)如图所示,a、b两个闭合正方形线圈用同样的导线制成,匝数均为7匝,边长la3lb,图示区域内有垂直纸面向里的匀强磁场,且磁感应强度随时间均匀增大,不考虑线圈之间的相互影响,则A.两线圈内产生顺时针方向的感应电流B.a、b线圈中感应电动势之比为91C.a、b线圈中感应电流之比为34D.a、b线圈中电功率之比为31答案解析3命题点二 导体切割磁感线产生感
10、应电动势1.计算切割方式感应电动势的表达式垂直切割EBlv倾斜切割EBlvsin,其中为v与B的夹角旋转切割(以一端为轴)E Bl2说明 (1)导体与磁场方向垂直;(2)磁场为匀强磁场.2.判断(1)把产生感应电动势的那部分电路或导体当作电源的内电路,那部分导体相当于电源.(2)若电路是不闭合的,则先假设有电流通过,然后应用楞次定律或右手定则判断出电流的方向.(3)电源内部电流的方向是由负极(低电势)流向正极(高电势),外电路顺着电流方向每经过一个电阻电势都要降低.(多选)法拉第圆盘发电机的示意图如图所示.铜圆盘安装在竖直的铜轴上,两铜片P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触.圆盘处于方向竖直向上的
11、匀强磁场B中.圆盘旋转时,关于流过电阻R的电流,下列说法正确的是A.若圆盘转动的角速度恒定,则电流大小恒定B.若从上向下看,圆盘顺时针转动,则电流沿a到b的 方向流动C.若圆盘转动方向不变,角速度大小发生变化,则电流方向可能发生变化D.若圆盘转动的角速度变为原来的2倍,则电流在R上的热功率也变为原 来的2倍【例2】答案解析vii右手定则分析求感应电动势大小的五种类型及对应解法求感应电动势大小的五种类型及对应解法4.平动切割型:EBlvsin(1)为l与v的夹角.方法感悟方法感悟(2)l为导体切割磁感线的有效长度:首尾相连在垂直速度方向的分量.(3)v为导体相对磁场的速度.5.转动切割型:EBl
12、v Bl2题组阶梯突破4.如图,直角三角形金属框abc放置在匀强磁场中,磁感应强度大小为B,方向平行于ab边向上.当金属框绕ab边以角速度逆时针转动时,a、b、c三点的电势分别为Ua、Ub、Uc.已知bc边的长度为l.下列判断正确的是A.UaUc,金属框中无电流B.UbUc,金属框中电流方向沿abcaC.Ubc Bl2,金属框中无电流D.Ubc Bl2,金属框中电流方向沿acba答案解析E1E2金属框中无电流5.(多选)半径为a、右端开小口的导体圆环和长为2a的导体直杆,单位长度电阻均为R0.圆环水平固定放置,整个内部区域分布着垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B.直杆在圆环上以速度v平行于
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