《2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第九章 電磁感應(yīng) 第2單元 法拉第電磁感應(yīng)定律 自感教案》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第九章 電磁感應(yīng) 第2單元 法拉第電磁感應(yīng)定律 自感教案（4頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第九章 電磁感應(yīng) 第2單元 法拉第電磁感應(yīng)定律 自感教案 一．區(qū)分物理量 1、磁通量Φ――穿過(guò)某一面積的磁感線的條數(shù) 2、磁通量的變化量△Φ ＝ Φ2 － Φ1 3、磁通量的變化率――單位時(shí)間內(nèi)的磁通量的變化 1、 反映磁通量變化的快慢 2、 電動(dòng)勢(shì)的平均值 二．法拉第電磁感應(yīng)定律——電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，跟穿過(guò)這一電路的磁通量的變化率成正比。這就是法拉第電磁感應(yīng)定律。 3、△Φ的產(chǎn)生方式：①改變B，②改變S，③、改變B和S的夾角 三、推論 R A B 把AB向右移動(dòng)一段距離，AB長(zhǎng)L，速度v，勻強(qiáng)磁場(chǎng)B

2、 當(dāng)B⊥L，L⊥v，B⊥v時(shí)有 （電動(dòng)勢(shì)的平均值和瞬時(shí)值） 推廣：已知：B，L，ω 求：E＝？ 例題舉例： 【例1】如圖所示，長(zhǎng)L1寬L2的矩形線圈電阻為R，處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)邊緣，線圈與磁感線垂直。求：將線圈以向右的速度v勻速拉出磁場(chǎng)的過(guò)程中，⑴拉力F大??； ⑵拉力的功率P； ⑶拉力做的功W； ⑷線圈中產(chǎn)生的電熱Q ；⑸通過(guò)線圈某一截面的電荷量q 。 解：⑴ ⑵ F L1 L2 B v ⑶ ⑷ ⑸ 與v無(wú)關(guān) 注意電熱Q和電荷q的區(qū)別，其中與速度無(wú)關(guān)！（這個(gè)結(jié)論以后經(jīng)常會(huì)遇到）。 R a

3、 b m L 【例2】如圖，豎直放置的U形導(dǎo)軌寬為L(zhǎng)，上端串有電阻R（其余導(dǎo)體部分的電阻都忽略不計(jì)）。磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直于紙面向外。金屬棒ab的質(zhì)量為m，與導(dǎo)軌接觸良好，不計(jì)摩擦。從靜止釋放后ab保持水平而下滑。試求ab下滑的最大速度vm 解：釋放瞬間ab只受重力，開(kāi)始向下加速運(yùn)動(dòng)。隨著速度的增大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E、感應(yīng)電流I、安培力F都隨之增大，加速度隨之減小。當(dāng)F增大到F=mg時(shí)，加速度變?yōu)榱?，這時(shí)ab達(dá)到最大速度。 b a B L1 L2 由，可得 【例3】 如圖所示，U形導(dǎo)線框固定在水平面上，右端放有質(zhì)量為m的金屬棒ab，ab

4、與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，它們圍成的矩形邊長(zhǎng)分別為L(zhǎng)1、L2，回路的總電阻為R。從t=0時(shí)刻起，在豎直向上方向加一個(gè)隨時(shí)間均勻變化的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B=kt，（k>0）那么在t為多大時(shí)，金屬棒開(kāi)始移動(dòng)？ 解：由= kL1L2可知，回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是恒定的，電流大小也是恒定的，但由于安培力F=BIL∝B=kt∝t，隨時(shí)間的增大，安培力將隨之增大。當(dāng)安培力增大到等于最大靜摩擦力時(shí)，ab將開(kāi)始向左移動(dòng)。這時(shí)有： B a d b c 【例4】如圖所示，水平面上固定有平行導(dǎo)軌，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向豎直向下。同種合金做的導(dǎo)體棒ab、cd橫截面積之比為2∶1，長(zhǎng)度和導(dǎo)軌的寬均為L(zhǎng)，ab

5、的質(zhì)量為m ，電阻為r，開(kāi)始時(shí)ab、cd都垂直于導(dǎo)軌靜止，不計(jì)摩擦。給ab一個(gè)向右的瞬時(shí)沖量I，在以后的運(yùn)動(dòng)中，cd的最大速度vm、最大加速度am、產(chǎn)生的電熱各是多少？ 解：給ab沖量后，ab獲得速度向右運(yùn)動(dòng)，回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，cd受安培力作用而加速，ab受安培力而減速；當(dāng)兩者速度相等時(shí)，都開(kāi)始做勻速運(yùn)動(dòng)。所以開(kāi)始時(shí)cd的加速度最大，最終cd的速度最大。全過(guò)程系統(tǒng)動(dòng)能的損失都轉(zhuǎn)化為電能，電能又轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。由于ab、cd橫截面積之比為2∶1，所以電阻之比為1∶2，根據(jù)Q=I 2Rt∝R，所以cd上產(chǎn)生的電熱應(yīng)該是回路中產(chǎn)生的全部電熱的2/3。又根據(jù)已知得ab的初速度為v1=I/m，因此有：

6、，解得。最后的共同速度為vm=2I/3m，系統(tǒng)動(dòng)能損失為ΔEK=I 2/ 6m，其中cd上產(chǎn)生電熱Q=I 2/ 9m 【例5】如圖所示，空間存在垂直于紙面的均勻磁場(chǎng)，在半徑為的圓形區(qū)域內(nèi)部及外部，磁場(chǎng)方向相反，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小均為B。一半徑為，電阻為R的圓形導(dǎo)線環(huán)放置在紙面內(nèi)，其圓心與圓形區(qū)域的中心重合。當(dāng)內(nèi)、外磁場(chǎng)同時(shí)由B均勻地減小到零的過(guò)程中，通過(guò)導(dǎo)線截面的電量____________。 解析：由題意知： ， ， 由 【例6】如圖所示是一種測(cè)量通電螺線管中磁場(chǎng)的裝置，把一個(gè)很小的測(cè)量線圈A放在待測(cè)處，線圈與測(cè)量電量的沖擊電流計(jì)G串聯(lián)，當(dāng)用雙刀雙擲開(kāi)關(guān)S使螺線管的電流反向時(shí)，測(cè)量

7、線圈中就產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，從而引起電荷的遷移，由表G測(cè)出電量Q，就可以算出線圈所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B。已知測(cè)量線圈共有N匝，直徑為d，它和表G串聯(lián)電路的總電阻為R，則被測(cè)處的磁感強(qiáng)度B為多大？ 解析：當(dāng)雙刀雙擲開(kāi)關(guān)S使螺線管的電流反向時(shí)，測(cè)量線圈中就產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可得： 由歐姆定律得： 由上述二式可得： 四、自感現(xiàn)象 1、 自感——由于導(dǎo)體本身的電流變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象叫自感現(xiàn)象。 產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)叫自感電動(dòng)勢(shì)。電流I變化時(shí)，自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流的變化（當(dāng)I增加，自感電動(dòng)勢(shì)反抗I的增加，當(dāng)I減小，自感電動(dòng)勢(shì)補(bǔ)充I的減?。? 2、 原因——導(dǎo)體本身的電流變化，引

8、起磁通量的變化 3、自感電動(dòng)勢(shì)和自感系數(shù) ①反映電流變化的快慢 ②自感系數(shù)L決定于線圈的自身（長(zhǎng)度、截面積、匝數(shù)、鐵芯） ③自感電動(dòng)勢(shì)由L和I的變化率共同決定 ④單位：亨利 1H＝103 mH 1mH＝10 3μH 自感現(xiàn)象只有在通過(guò)電路電流發(fā)生變化才會(huì)產(chǎn)生．在判斷電路性質(zhì)時(shí)，一般分析方法是：當(dāng)流過(guò)線圈L的電流突然增大瞬間，我們可以把L看成一個(gè)阻值很大的電阻；當(dāng)流經(jīng)L的電流突然減小的瞬間，我們可以把L看作一個(gè)電源，它提供一個(gè)跟原電流同向的電流． 圖2電路中，當(dāng)S斷開(kāi)時(shí)，我們只看到A燈閃亮了一下后熄滅，那么S斷開(kāi)時(shí)圖1電路中就沒(méi)有自感電流？能否看到明顯的自感現(xiàn)象，

9、不僅僅取決于自感電動(dòng)勢(shì)的大小，還取決于電路的結(jié)構(gòu)．在圖2電路中，我們預(yù)先在電路設(shè)計(jì)時(shí)取線圈的阻值遠(yuǎn)小于燈A的阻值，使S斷開(kāi)前，并聯(lián)電路中的電流IL>>IR ，S斷開(kāi)瞬間，雖然L中電流在減小，但這一電流全部流過(guò)A燈，仍比S斷開(kāi)前A燈的電流大得多，且延滯了一段時(shí)間，所以我們看到A燈閃亮一下后熄滅，對(duì)圖1的電路，S斷開(kāi)瞬間也有自感電流，但它比斷開(kāi)前流過(guò)兩燈的電流還小，就不會(huì)出現(xiàn)閃亮一下的現(xiàn)象． 除線圈外，電路的其它部分是否存在自感現(xiàn)象？ 當(dāng)電路中的電流發(fā)生變化時(shí)，電路中每一個(gè)組成部分，甚至連導(dǎo)線，都會(huì)產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)去阻礙電流的變化，只不過(guò)是線圈中產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)比較大，其它部分產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)非

10、常小而已。 2、自感現(xiàn)象的應(yīng)用——日光燈 （1）啟動(dòng)器：利用氖管的輝光放電，起自動(dòng)把電路接通和斷開(kāi)的作用 （2）鎮(zhèn)流器：在日光燈點(diǎn)燃時(shí)，利用自感現(xiàn)象，產(chǎn)生瞬時(shí)高壓，在日光燈正常發(fā)光時(shí)，，利用自感現(xiàn)象，起降壓限流作用。 3、日光燈的工作原理圖如下： 圖中A鎮(zhèn)流器，其作用是在燈開(kāi)始點(diǎn)燃時(shí)起產(chǎn)生瞬時(shí)高壓的作用；在日光燈正常發(fā)光時(shí)起起降壓限流作用．B是日光燈管，它的內(nèi)壁涂有一層熒光粉，使其發(fā)出的光為柔和的白光；C是啟動(dòng)器，它是一個(gè)充有氖氣的小玻璃泡，里面裝上兩個(gè)電極，一個(gè)固定不動(dòng)的靜觸片和一個(gè)用雙金屬片制成的U形觸片組成． 【例7】如圖所示的電路中，A1和A2是完全相同的燈泡，線圈L的電阻

11、可以忽略不計(jì)，下列說(shuō)法中正確的是（ A、D ） A．合上開(kāi)關(guān)S接通電路時(shí)，A2先亮A1后亮，最后一樣亮 B．合上開(kāi)關(guān)S接通電路時(shí)，A1和A2始終一樣亮 C．?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)S切斷電路時(shí)，A2立即熄滅，A1過(guò)一會(huì)熄滅 D．?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)S切斷電路時(shí)，A1和A2都要過(guò)一會(huì)才熄滅 四、針對(duì)練習(xí) 1.穿過(guò)一個(gè)單匝線圈的磁通量始終保持每秒鐘減少2Wb，則（ ） A．線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)每秒增加2V B．線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)每秒減少2V C．線圈中無(wú)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) D．線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)保持不變 2. 如圖，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一接有電容器的導(dǎo)線回路，已知C=30μF，L1=5cm，L2=8cm

12、，磁場(chǎng)以5×10-2T/s的速率均勻增強(qiáng)，則電容器C所帶的電荷量 C 4. 如圖所示，平行金屬導(dǎo)軌間距為d，一端跨接電阻為R，勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感強(qiáng)度為B，方向垂直平行導(dǎo)軌平面，一根長(zhǎng)金屬棒與導(dǎo)軌成θ角放置，棒與導(dǎo)軌的電阻不計(jì)，當(dāng)棒沿垂直棒的方向以恒定速度v在導(dǎo)軌上滑行時(shí)，通過(guò)電阻的電流是 （ ） A．Bdv/(Rsinθ) B．Bdv/R C．Bdvsinθ/R D．Bdvcosθ/R 5. 如圖所示，圓環(huán)a和b的半徑之比R1∶R2=2∶1，且是粗細(xì)相同，用同樣材料的導(dǎo)線構(gòu)成，連接兩環(huán)導(dǎo)線的電阻不計(jì)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度始終以恒定的變化率變化，那么，當(dāng)只有a環(huán)置于磁場(chǎng)中與只有b環(huán)置于磁場(chǎng)中的兩種情況下，AB兩點(diǎn)的電勢(shì)差之比為多少？ 7. 如圖所示，電阻R和電感線圈L的值都較大，電感線圈的電阻不計(jì)，A、B是兩只完全相同的燈泡，當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)　，下面能發(fā)生的情況是 A．B比A先亮，然后B熄滅 B．A比B先亮，然后A熄滅　 C．A、B一起亮，然后A熄滅 D．A、B一起亮，然后B熄滅