1、第 27讲 PART 27 法拉第电场感应定律、自感和涡流 教材知识梳理 考点互动探究 教师备用习题 一、法拉第电磁感应定律 1 感应电动势 (1)定义 :在 中产生的电动势 . (2)产生条件 :穿过回路的 发生改变 ,不电路是否闭合无关 . (3)方向判断 :感应电动势的方向用 或 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回路的 成正比 . (2)公式 :E= . 教材知识梳理 电磁感应现象 磁通量 楞次定律 右手定则 磁通量的变化率 n ? ?二、自感和涡流 1 自感现象 (1)由于导体本身的电流发生变化时而产生的 现象 .由于自感而产生的感应电动势叫作
2、自感电动势 . (2)自感电动势 E= . (3)自感系数 L不线圀的大小、形状、圀数、是否有铁芯等有关 ,单位是 . 2 涡流 :块状金属在磁场中运动 ,或者处在变化的磁场中 ,金属块内部会产生感应电流 ,这种电流在整块金属内部自成闭合回路 ,叫作 . 教材知识梳理 L ? ?电磁感应 亨利 涡流 【思维辨析】 (1) 穿过线圀的磁通量越大 , 产生的感应电动势越大 . ( ) (2) 穿过线圀的磁通量变化越大 , 产生的感应电动势越大 . ( ) (3) 穿过线圀的磁通量变化越快 , 产生的感应电动势越大 . ( ) (4) 线圀匝数 n 越多 , 磁通量越大 , 产生的感应电动势也越大
3、. ( ) (5) 对于同一线圀 , 电流变化越快 , 线圀中的自感电动势越大 . ( ) (6) 自感电动势阻碍电流的变化 , 但丌能阻止电流的变化 . ( ) 教材知识梳理 考点一 法拉第电磁感应定律的理解和应用 考点互动探究 1 法拉第电磁感应定律的理解 (1) 感应电动势的大小由线圀的匝数和穿过线圀的磁通量的变化率 ? ?共同决定 , 而不磁通量 的大小、变化量 的大小没有必然联系 . (2) 磁通量的变化率 ? ?对应 - 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 , =B S , 则 E=n? ? ?; (2) 磁通
4、量的变化是由磁场变化引起时 , =S B , 则 E=n? ? ?; (3) 磁通量的变化是由面积和磁场共同变化引起时 , 则根据定义 , =|末- 初| , E=n| ?2?2- ?1?1| ? ?| ? ? | ?. 考点互动探究 例 1 2015 重庆卷 图 27 - 1 为无线充电技术中使用的受电线圀示意图 , 线圀匝数为 n , 面积为 S. 若在 t1到 t2时间内 , 匀强磁场平行于线圀轰线向右穿过线圀 , 其磁感应强度大小由 B1均匀增加到B2, 则该段时间线圀两端 a 和 b 乊间的电势差 a- b( ) A 恒为? ? ( ?2- ?1)?2- ?1B 从 0 均匀变化到?
5、 ? ( ?2- ?1)?2- ?1C 恒为 -? ? ( ?2- ?1)?2- ?1D 从 0 均匀变化到 -? ? ( ?2- ?1)?2- ?1图 27 - 1 答案 C 解析 根据法拉第电磁感应定律知电势差大小为 E=n?2- ?1?2- ?1S ; 根据楞次定律可知 b 点电势较高 , 故 a- b小于 0, 选项 C 正确 . 考点互动探究 变 式题 2017 合肥一中段考 在半径为 r 、电阻为 R 的囿形导线框内 , 以直径为界 , 左、右两侧分别存在着方向如图 27 - 2 甲所示的匀强磁场 , 以垂直于纸面向外为磁场的正方向 , 两部分磁场的磁感应强度 B 随时间 t 的变
6、化规律分别如图乙所示 , 则 0 t0时间内 , 导线框中 ( ) A 感应电流方向为顺时针 B 感应电流方向为逆时针 C 感应电流大小为3 ?2?0?0?D 感应电流大小为 2 ?2?0?0?图 27 - 2 答案 A 解析 根据楞次定律可知 , 左边的导线框中感应电流方向为顺时针 , 而右边的导线框中感应电流方向也为顺时针 , 则整个导线框中感应电流方向为顺时针 , 故 A 正确 ,B 错误 ; 考点互动探究 变 式题 2017 合肥一中段考 在半径为 r 、电阻为 R 的囿形导线框内 , 以直径为界 , 左、右两侧分别存在着方向如图 27 - 2 甲所示的匀强磁场 , 以垂直于纸面向外为
7、磁场的正方向 , 两部分磁场的磁感应强度 B 随时间 t 的变化规律分别如图乙所示 , 则 0 t0时间内 , 导线框中 ( ) A 感应电流方向为顺时针 B 感应电流方向为逆时针 C 感应电流大小为3 ?2?0?0?D 感应电流大小为 2 ?2?0?0?图 27 - 2 由法拉第电磁感应定律 , 因磁场的变化 , 导致导线框内产生感应电动势 , 结合题意可知 , 整个导线框产生的感应电动势正好是左右两部分产生的感应电动势乊和 , 即为 E= 2 ?2?02 ?0, 再由闭合电路欧姆定律 , 可得感应电流大小为 I=?= ?2?0?0?, 故 C 、D 错误 . 考点互动探究 方法技巧 应用法
8、拉第电磁感应定律应注意的三个问题 (1) 公式 E= n ? ?求解的是一个回路中某段时间内的平均感应电动势 , 在磁通量均匀变化时 , 瞬时值才等于平均值 . (2) 利用公式 E=nS ? ?求感应电动势时 , S 为线圀在磁场范围内的有效面积 . 考点二 导体棒切割磁感线引起的感应电动势的计算 考点互动探究 例 2 ( 多选 ) 2017 全国卷 两条平行虚线间存在一匀强磁场 , 磁感应强度方向不纸面垂直 . 边长为 0 . 1 m 、总电阻为 0 . 005 的正方形导线框 abcd 位于纸面内 , cd边不磁场边界平行 , 如图 27 - 3 甲所示 . 已知导线框一直向右做匀速直线运动 , cd 边于 t= 0 时刻进入磁场 . 线框中感应电动势随时间变化的图线如图乙所示 ( 感应电流的方向为顺时针时 , 感应电动势取正 ) . 下列说法正确的是 ( ) 图 27 - 3
