1、电磁感应,第 十 章,第二讲法拉第电磁感应定律自感涡流,栏,目,导,航,1感应电动势(1)概念：在_现象中产生的电动势(2)产生条件：穿过回路的磁通量发生_，与电路是否_无关(3)方向：用_定律或_定则判断,电磁感应,变化,闭合,楞次,右手,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(2)公式：E_，其中n为线圈匝数(3)感应电流与感应电动势的关系：遵循闭合电路的欧姆定律，即I_.,磁通量的变化率,1如图所示电路，闭合电路一部分导体ab处于匀强磁场中，磁感应强度为B，ab的长度为L，以速度v匀速切割磁感线，试证明导体ab产生的感应电动势EBLv.,2如
2、下图几种情况中，金属导体中产生的感应电动势是：,3如图所示，长度为l的金属杆ab，a端为周定转轴，在磁感应强度为B的匀强磁场中，在垂直于B的平面内按顺时针方向以角速度做匀速圆周运动，试求金属杆中产生的感应电动势的大小,电流,大小,匝数,(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,相反,增加,相同,减小,(5)对照教材实验：如图所示，先闭合开关使灯泡发光然后断开开关,开关闭合时，a、b
3、两点哪点电势高_.开关断开时，产生感应电动势的线圈相当于_，线圈提供的感应电流的方向是_，此时a、b两点哪点电势高_.设闭合开关电路稳定时两支路的电流分别为IA和IL，若ILIA，断开开关时看到的现象是灯泡_.若ILIA，断开开关时看到的现象是灯泡_.,a,电源,逆时针,b,逐渐熄灭,闪亮一下然后熄灭,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，金属块内产生的漩涡状感应电流(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
4、钢片叠加成的铁芯，以减少涡流,变化,磁通量,强大涡流,1判断正误(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()答案：(1)(2)(3)(4)(5),2(人教版选修32P17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
5、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：C,3(人教版选修32P21第4题改编)如图2所示，纸面内有一矩形导体线框abcd，置于垂直纸面向里、边界为MN的匀强磁场外，线框的ab边平行磁场边界MN，线框以垂直于MN的速度匀速地完全进入磁场，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，现将线框进入磁场的速度变为原来的两倍，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，则有()AQ2Q，q2q1BQ22Q1，q22q1CQ22Q1，q2q1DQ24Q1，q22q1答案：A,4(人教32例题改变)(多选)如图是电子感应加速器的示意图，上、下为电磁铁的两个磁极
6、，磁极之间有一个环形真空室，电子在真空室中做圆周运动上图为侧视图，下图为真空室的俯视图，电子从电子枪右端逸出(不计初速度)，当电磁铁线圈电流的方向与图示方向一致时，使电子在真空室中沿虚线加速击中电子枪左端的靶，下列说法中正确的是()A真空室中磁场方向竖直向上B真空室中磁场方向竖直向下C电流应逐渐减小D电流应逐渐增大答案：AD,5如图所示，在一个光滑金属框架上垂直放置一根长L0.4 m的金属棒ab，其电阻r0.1 .框架左端的电阻R0.4 .垂直框面的匀强磁场的磁感应强度B0.1 T当用外力使棒ab以速度v5 m/s向右匀速运动时，ab棒中产生的感应电动势E_，通过ab棒的电流I_.外力的大小F
7、_.ab棒两端的电势差Uab_，在电阻R上消耗的功率PR_，在ab棒上消耗的发热功率Pr_，切割运动中产生的电功率P_.答案：0.2 V0.4 A0.016 N0.16 V0.064 W0.016 W0.08 W,1求解感应电动势方法,(2017天津卷)如图所示，两根平行金属导轨置于水平面内，导轨之间接有电阻R.金属棒ab与两导轨垂直并保持良好接触，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下现使磁感应强度随时间均匀减小，ab始终保持静止，下列说法正确的是()Aab中的感应电流方向由b到aBab中的感应电流逐渐减小Cab所受的安培力保持不变Dab所受的静摩擦力逐渐减小,D,应用法拉第电磁
8、感应定律解题的一般步骤(1)分析穿过闭合电路的磁场方向及磁通量的变化情况；(2)利用楞次定律确定感应电流的方向；(3)灵活选择法拉第电磁感应定律的不同表达形式列方程求解,(2018河北唐山摸底)如图甲所示，水平放置的平行金属导轨连接一个平行板电容器C和电阻R，导体棒MN放在导轨上且接触良好，整个装置放于垂直导轨平面的磁场中，磁感应强度B的变化情况如图乙所示(图示磁感应强度方向为正)，MN始终保持静止，则0t2时间内()A电容器C的电荷量大小始终不变B电容器C的a板先带正电后带负电CMN所受安培力的大小始终不变DMN所受安培力的方向先向右后向左,AD,解析：磁感应强度均匀变化，产生恒定电动势，电
9、容器C的电荷量大小始终没变，选项A正确，B错误；由于磁感应强度变化，根据楞次定律和左手定则可知，MN所受安培力的方向先向右后向左，选项C错误，D正确,1(多选)如图所示，闭合金属导线框放置在竖直向上的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度随时间变化下列说法正确的是()A当磁感应强度增加时，线框中的感应电流可能减小B当磁感应强度增加时，线框中的感应电流一定增大C当磁感应强度减小时，线框中的感应电流一定增大D当磁感应强度减小时，线框中的感应电流可能不变,AD,2(2016浙江卷)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10匝，边长la3lb，图示区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感
10、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Ba、b线圈中感应电动势之比为91Ca、b线圈中感应电流之比为34Da、b线圈中电功率之比为31,B,1计算：,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,C,C,3(2018广东“四校”第一次联考)如图所示，在一磁感应强度B0.5 T的匀强磁场中，垂直于磁场方向水平放置着两
11、根相距为L0.1 m的平行金属导轨MN和PQ，导轨电阻忽略不计，在两根导轨的端点N、Q之间连接一阻值R0.3 的电阻导轨上正交放置着金属捧ab，其电阻r0.2 .当金属棒在水平拉力作用下以速度v4.0 m/s向左做匀速运动时()Aab棒所受安培力大小为0.02 NBN、Q间电压为0.2 VCa端电势比b端电势低D回路中感应电流大小为1 A,A,B,1自感现象的四大特点(1)自感电动势总是阻碍导体中原电流的变化(2)通过线圈中的电流不能发生突变，只能缓慢变化(3)电流稳定时，自感线圈就相当于普通导体(4)线圈的自感系数越大，自感现象越明显，自感电动势只是延缓了过程的进行但它不能使过程停止，更不能
12、使过程反向,2自感中“闪亮”与“不闪亮”问题,(2018河南洛阳模拟)(多选)如图所示，电路中A、B是规格相同的灯泡，L是电阻可忽略不计的电感线圈，那么下列判断正确的是()A闭合开关S时，A、B一起亮，然后A变暗后熄灭B闭合开关S时，B先亮，A逐渐变亮，最后A、B一样亮C断开开关S时，A立即熄灭，B由亮变暗后熄灭D断开开关S时，B立即熄灭，A闪亮一下后熄灭,AD,解析：闭合开关S时，A、B一起亮，稳定后，A灯熄灭，B灯更亮，A正确，B错误；断开开关S时，B灯立即熄灭，A灯闪亮一下后熄灭，C错误，D正确,分析自感现象的两点注意(1)通过自感线圈中的电流不能发生突变，即通电过程，线圈中电流逐渐变大
13、，断电过程，线圈中电流逐渐变小，方向不变此时线圈可等效为“电源”，该“电源”与其他电路元件形成回路(2)断电自感现象中灯泡是否“闪亮”问题的判断，在于对电流大小的分析，若断电后通过灯泡的电流比原来强，则灯泡先闪亮后再慢慢熄灭,(多选)如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，线圈L的电阻不计，以下判断正确的是()A闭合S，稳定后，电容器的a极板带正电B闭合S，稳定后，电容器两端电压小于EC断开S的瞬间，通过R1的电流方向向右D断开S的瞬间，通过R2的电流方向向右,BC,解析：闭合S，稳定后，R2的电压是路端电压，而电容器两端的电压等于R2两端的电压，小于E，电容器的b板带正电，A错误，B正确；断开S的瞬间，线圈L与R1组成闭合回路，通过R1
