专题19电磁感应-2022年高考物理一轮复习讲重点（人教版2019）

学科网（北京）股份有限公司 专题19电磁感应 1.了解互感现象及其应用. 2.理解右手定则，会用右手定则判断感应电流的方向． 3.理解并掌握法拉第电磁感应定律. 3.了解动生电动势的概念，知道导线切割磁感线， 4.理解电磁阻尼和电磁驱动的原理.学习目标 知识链接 互感现象 1．互感和互感电动势：两个相互靠近但导线不相连的线圈，当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的磁场会在另一个线圈中产生感应电动势，这种现象叫作互感，这种感应电动势叫作互感电动势． 2．应用：利用互感现象可以把能量由一个线圈传递到另一个线圈，如变压器就是利用互感现象制成的． 3．危害：互感现象能发生在任何两个相互靠近的电路之间．在电力工程和电子电路中，互感现象有时会影响电路的正常工作． 自感现象 当一个线圈中的电流变化时，它产生的变化的磁场不仅在邻近的电路中激发出感应电动势，同样也在线圈本身激发出感应电动势，这种现象称为自感．由于自感而产生的感应电动势叫作自感电动势． 磁场的能量 1．线圈中电流从无到有时，磁场从无到有，电源把能量输送给磁场，储存在磁场中． 2．线圈中电流减小时，磁场中的能量释放出来转化为电能． 楞次定律 感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化． 右手定则 伸开右手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心进入，并使拇指指向导线运动的方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方向． 电磁感应定律 1．感应电动势 在电磁感应现象中产生的电动势叫作感应电动势，产生感应电动势的那部分导体相当于电源． 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，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比． (2)公式：E＝n，其中n为线圈的匝数． 涡流 1．涡流：当线圈中的电流随时间变化时，线圈附近的任何导体中都会产生感应电流，用图表示这样的感应电流，就像水中的旋涡，所以把它叫作涡电流，简称涡流． 2．涡流大小的决定因素：磁场变化越快(越大)，导体的横截面积S越大，导体材料的电阻率越小，形成的涡流就越大． 专项训练 1．A、B两个闭合线圈用同样的导线制成，匝数均为10匝，半径rA＝2rB，分别按图甲、乙两种方式放入匀强磁场中，且磁感应强度随时间均匀减小，则下列说法正确的是（　　） A．甲图中，A、B两线圈中电动势之比为4∶1 B．甲图中，A、B两线圈中电流之比为2∶1 C．乙图中，A、B两线圈中电动势之比为4∶1 D．乙图中，A、B两线圈中电流之比为4∶1 【答案】C 【解析】AB．由法拉第电磁感应定律可知， E＝n＝nS 其中S为有效面积。甲图中，A、B两线圈的有效面积相等，所以感应电动势之比就是匝数比，为1∶1，由电阻定律 可知，电阻之比为两线圈周长之比，也就是2∶1，所以甲图中，A、B两线圈中电流之比为1∶2，AB错误。 CD．同理，乙图中，A、B两线圈中电动势之比为4∶1，电流之比为2∶1，C正确，D错误。 故选C。 2．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ω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．Ua>Uc，金属框中无电流 B．Ub>Uc，金属框中电流方向沿a－b－c－a C．Ubc＝－Bl2ω，金属框中无电流 D．Uac＝Bl2ω，金属框中电流方向沿a－c－b－a 【答案】C 【解析】ABD在三角形金属框内，有两边切割磁感线，其一为bc边，根据 可得：电动势大小为；其二为ac边，ac边有效的切割长度为l，根据 可得：电动势大小也为；由右手定则可知：金属框内无电流，且 Uc>Ub＝Ua 故C正确，A、B、D错误。 故选C。 3．如图所示，CDEF是金属框，框内存在着垂直纸面向里的匀强磁场。当导体AB向右移动时，金属框中CD、EF边的感应电流的方向为（　　） A．C→D，E→F B．D→C，E→F C．C→D，F→E D．D→C，F→E 【答案】C 【解析】根据右手定则可以判断，AB中感应电流的方向为A→B，则在ABCD回路中，CD的感应电流方向为C→D，在ABFE回路中，EF的感应电流方向为F→E，C正确。 故选C． 4．某实验小组制作一个金属安检仪可简化为图示模型。正方形均匀金属线圈 abcd 平放在粗糙水平 传送带上，被电动机带动一起以速度 v 匀速运动，线圈边长为 L，电阻为 R，质量为 m，有一边界宽度也为 L 的矩形磁场垂直于传送带，磁感应强度为 B，且边界与线圈 bc 边平行。已知线圈穿过磁场区域的过程中速度不变，线框运动过程中 bc 边始终与磁场边界平行，下列说法错误的是（　　） A．线圈进入磁场时回路中感应电流的方向