第28講法拉第電磁感應(yīng)定律自感,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,法拉第電磁感應(yīng)定律的理解與應(yīng)用 核心知識(shí)整合,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,4.通過回路截面的電荷量q僅與n、和回路電阻R有關(guān),與時(shí)間長(zhǎng)短無關(guān)。推導(dǎo)如下:q=It=。,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,關(guān)鍵能力提升 命題點(diǎn)一磁通量變化率中面積的理解,答案,解析,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,命題點(diǎn)二B-t圖象的理解 【例2】 (多選)矩形導(dǎo)線框abcd放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感線方向與線圈平面垂直,磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化的圖象如圖所示,t=0時(shí)刻,磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直紙面向里。若規(guī)定導(dǎo)線框中感應(yīng)電流逆時(shí)針方向?yàn)檎?安培力方向取向上為正。則在04 s時(shí)間內(nèi),線框中的感應(yīng)電流I、ab邊所受安培力F隨時(shí)間變化的圖象正確的是(),考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,答案,解析,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,核心知識(shí)整合 1.導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) (1)當(dāng)B、l、v三者相互垂直時(shí),部分導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的公式:E=。式中l(wèi)為導(dǎo)體切割磁感線的有效長(zhǎng)度。 (2)導(dǎo)體棒在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),導(dǎo)體棒以端點(diǎn)為軸,在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中垂直于磁感線方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=Blv= Bl2(速度等于中點(diǎn)位置的線速度 l)。,Blv,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,(5)相對(duì)性:E=Blv中的速度v是相對(duì)于磁場(chǎng)的速度,若磁場(chǎng)也運(yùn)動(dòng)時(shí),應(yīng)注意速度間的相對(duì)關(guān)系。,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,關(guān)鍵能力提升 命題點(diǎn)一有效長(zhǎng)度的理解,答案,解析,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,命題點(diǎn)二線框切割 【例4】 如圖所示,由均勻?qū)Ь€制成的,半徑為R的圓環(huán),以v的速度勻速進(jìn)入一磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。當(dāng)圓環(huán)運(yùn)動(dòng)到圖示位置(aOb=90)時(shí),a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)差為(),思路點(diǎn)撥當(dāng)線框在切割磁感線時(shí),要分清內(nèi)電路和外電路,切割磁感線的部分為等效電源,要結(jié)合閉合電路歐姆定律找到電源電動(dòng)勢(shì)和電勢(shì)差的區(qū)別。,答案,解析,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,【例5】 (多選)如圖所示,空間某區(qū)域內(nèi)存在沿水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng),一正方形閉合金屬線框自磁場(chǎng)上方某處釋放后穿過磁場(chǎng),整個(gè)過程線框平面始終豎直,線框邊長(zhǎng)小于磁場(chǎng)區(qū)域上下寬度。以線框剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)為計(jì)時(shí)起點(diǎn),下列描述線框所受安培力F 隨時(shí)間t變化關(guān)系的圖中,可能正確的是(),考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,答案,解析,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,易錯(cuò)警示當(dāng)導(dǎo)體框完全在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中時(shí),雖然在切割磁感線,但內(nèi)部磁通量保持不變,此時(shí)只有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)卻沒有感應(yīng)電流,導(dǎo)體框不受安培力作用。,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,自感現(xiàn)象與渦流 核心知識(shí)整合 1.互感現(xiàn)象 (1)定義:兩個(gè)相互靠近的線圈,當(dāng)一個(gè)線圈中的電流發(fā)生變化時(shí),它所產(chǎn)生的變化的磁場(chǎng)會(huì)在另一個(gè)線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),這種現(xiàn)象叫互感。 (2)作用:利用互感現(xiàn)象可以把由一個(gè)線圈傳遞到另一個(gè)線圈,如變壓器、收音機(jī)的磁性天線。,能量,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,2.自感現(xiàn)象 (1)概念:由于導(dǎo)體本身的變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象稱為自感。 (2)自感電動(dòng)勢(shì) 定義:在自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)叫作。 表達(dá)式:E=。 (3)自感系數(shù)L 相關(guān)因素:與線圈的、形狀、以及是否有鐵芯有關(guān)。 單位:亨利(H),1 mH= H,1 H= H。,電流,自感電動(dòng)勢(shì),大小,匝數(shù),10-3,10-6,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,3.渦流 (1)定義:當(dāng)線圈中的電流發(fā)生變化時(shí),在它附近的任何導(dǎo)體中都會(huì)產(chǎn)生,這種電流像水的漩渦所以叫渦流。 (2)應(yīng)用 渦流熱效應(yīng)的應(yīng)用,如。 渦流磁效應(yīng)的應(yīng)用,如。,感應(yīng)電流,真空冶煉爐,探雷器,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,關(guān)鍵能力提升 命題點(diǎn)一電感線圈對(duì)電路的影響 【例6】 (多選) 如圖甲所示的電路中,L為一個(gè)自感系數(shù)很大、直流電阻不計(jì)的線圈,D1、D2是兩個(gè)完全相同的燈泡,E是一內(nèi)阻不計(jì)的電源。t=0時(shí)刻,閉合開關(guān)S,經(jīng)過一段時(shí)間后,電路達(dá)到穩(wěn)定,t1時(shí)刻斷開開關(guān)S。I1、I2分別表示通過燈泡D1和D2的電流,規(guī)定圖中箭頭所示的方向?yàn)殡娏髡较?則圖乙中能定性描述電流I隨時(shí)間t變化關(guān)系的是(),考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,答案,解析,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,【例7】 (多選)如圖所示是研究通電自感實(shí)驗(yàn)的電路圖,L1、L2是兩個(gè)規(guī)格相同的小燈泡,閉合開關(guān)調(diào)節(jié)電阻R,使兩燈泡的亮度相同。調(diào)節(jié)可變電阻R1,使它們都正常發(fā)光,然后斷開開關(guān)S。重新閉合開關(guān)S,則() A.閉合瞬間,L1立刻變亮,L2逐漸變亮 B.閉合瞬間,L2立刻變亮,L1逐漸變亮 C.穩(wěn)定后,L和R兩端電勢(shì)差一定相同 D.穩(wěn)定后,L1和L2兩端電勢(shì)差不相同,答案,解析,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,思路點(diǎn)撥自感現(xiàn)象的四大特點(diǎn) 1.自感電動(dòng)勢(shì)總是阻礙導(dǎo)體中原電流的變化。 2.通過線圈中的電流不能發(fā)生突變,只能緩慢變化。 3.電流穩(wěn)定時(shí),自感線圈就相當(dāng)于普通導(dǎo)體。 4.線圈的自感系數(shù)越大,自感現(xiàn)象越明顯,自感電動(dòng)勢(shì)只是延緩了過程的進(jìn)行,但它不能使過程停止,更不能使過程反向。,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,命題點(diǎn)二自感互感渦流現(xiàn)象的應(yīng)用 【例8】 (多選)右圖為新一代炊具電磁爐,無煙、無明火、無污染、不產(chǎn)生有害氣體、無微波輻射、高效節(jié)能等是電磁爐的優(yōu)勢(shì)所在。電磁爐是利用電流通過線圈產(chǎn)生磁場(chǎng),當(dāng)磁場(chǎng)的磁感線通過含鐵質(zhì)鍋底部時(shí),即會(huì)產(chǎn)生渦流,使鍋體本身自行高速發(fā)熱,然后再加熱鍋內(nèi)食物。下列相關(guān)說法正確的是() A.鍋體中的渦流是由恒定的磁場(chǎng)產(chǎn)生的 B.恒定磁場(chǎng)越強(qiáng),電磁爐的加熱效果越好 C.鍋體中的渦流是由變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生的 D.提高磁場(chǎng)變化的頻率,可提高電磁爐的加熱效果,答案,解析,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,【例9】 金屬探測(cè)器是用來探測(cè)金屬的儀器,關(guān)于其工作原理,下列說法中正確的是() A.探測(cè)器內(nèi)的探測(cè)線圈會(huì)產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng) B.只有有磁性的金屬物才會(huì)被探測(cè)器探測(cè)到 C.探測(cè)到金屬物是因?yàn)榻饘傥镏挟a(chǎn)生了渦流 D.探測(cè)到金屬物是因?yàn)樘綔y(cè)器中產(chǎn)生了渦流,答案,解析,1,2,3,4,5,1.1823年,科拉頓做了這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn),他將一個(gè)磁鐵捅入連有靈敏電流計(jì)的螺旋線圈,來觀察在線圈中是否有電流產(chǎn)生。在實(shí)驗(yàn)時(shí),科拉頓為了排除磁鐵移動(dòng)時(shí)對(duì)靈敏電流計(jì)的影響,他通過很長(zhǎng)的導(dǎo)線把連在螺旋線圈上的靈敏電流計(jì)放到另一間房里。他想,反正產(chǎn)生的電流應(yīng)該是“穩(wěn)定”的(當(dāng)時(shí)科學(xué)界都認(rèn)為利用磁場(chǎng)產(chǎn)生的電流應(yīng)該是“穩(wěn)定”的),插入磁鐵后,如果有電流,跑到另一間房里觀察也來得及。就這樣,科拉頓開始了實(shí)驗(yàn),然而,無論他跑得多快,他看到的電流計(jì)指針都是指在“0”刻度的位置,科拉頓失敗了,以下關(guān)于科拉頓實(shí)驗(yàn)的說法正確的是() A.螺旋線圈中磁通量沒有改變 B.實(shí)驗(yàn)中沒有感應(yīng)電流 C.科拉頓的實(shí)驗(yàn)裝置是錯(cuò)誤的 D.科拉頓實(shí)驗(yàn)沒有觀察到感應(yīng)電流是因?yàn)榕艿搅硪婚g房觀察時(shí),電磁感應(yīng)過程已結(jié)束,答案,解析,1,2,3,4,5,2.如圖所示,勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有兩個(gè)導(dǎo)體圓環(huán)a、b,磁場(chǎng)方向與圓環(huán)所在平面垂直。磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間均勻增大。兩圓環(huán)半徑之比為21,圓環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)分別為Ea和Eb。不考慮兩圓環(huán)間的相互影響。下列說法正確的是() A.EaEb=41,感應(yīng)電流均沿逆時(shí)針方向 B.EaEb=41,感應(yīng)電流均沿順時(shí)針方向 C.EaEb=21,感應(yīng)電流均沿逆時(shí)針方向 D.EaEb=21,感應(yīng)電流均沿順時(shí)針方向,答案,解析,1,2,3,4,5,3.用相同導(dǎo)線繞制的邊長(zhǎng)為L(zhǎng)或2L的四個(gè)閉合導(dǎo)體框,以相同的速度勻速進(jìn)入右側(cè)勻強(qiáng)磁場(chǎng),如圖所示。在每個(gè)線框進(jìn)入磁場(chǎng)的過程中,M、N兩點(diǎn)間的電壓分別為Ua、Ub、Uc、Ud。下列判斷正確的是() A.Ua<Ub<Uc<Ud B.Ua<Ub<Ud<Uc C.Ua=Ub<Uc=Ud D.Ub<Ua<Ud<Uc,答案,解析,1,2,3,4,5,4.如圖所示,線圈L的自感系數(shù)很大,且其直流電阻可以忽略不計(jì),電源電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻不計(jì),L1、L2是兩個(gè)完全相同的小燈泡,定值電阻R,開關(guān)S閉合和斷開的過程中,燈泡L1、L2的亮度變化情況是(燈絲不會(huì)斷)() A.S斷開,L1閃亮一下逐漸熄滅,L2逐漸熄滅 B.S斷開,L1立即熄滅,L2亮一下才逐漸熄滅 C.S閉合,L1先亮且亮度不變,L2后亮且亮度逐漸變亮 D.S閉合,L1先亮后逐漸變暗,L2后亮且亮度逐漸變亮,答案,解析,1,2,3,4,5,5.電磁爐熱效率高達(dá)90%,爐面無明火,無煙無廢氣,“火力”強(qiáng)勁,安全可靠。圖示是描述電磁爐工作原理的示意圖,下列說法正確的是() A.當(dāng)恒定電流通過線圈時(shí),會(huì)產(chǎn)生恒定磁場(chǎng),恒定磁場(chǎng)越強(qiáng),電磁爐加熱效果越好 B.電磁爐通電線圈加交流電后,在鍋底產(chǎn)生渦流,進(jìn)而發(fā)熱工作 C.在鍋和電磁爐中間放一紙板,則電磁爐不能起到加熱作用 D.電磁爐的鍋不能用陶瓷鍋或耐熱玻璃鍋,主要原因是這些材料的導(dǎo)熱性能較差,答案,解析,