2.4 互感和自感（学案）-【新课程学案】新教材2022-2023学年高中物理 选择性必修第二册（粤教版2019）

(3)当加速度a=0,即B”=mgsin9时，ab杆达到最大速：2.解析：1)金属框的总电阻为 R R=4=4×0.40×5.0×10-82=0.0082 mgRsin 0 度，nx 金属框中产生的感应电动势为 B229 2 [答案]1)见解析图(2) R gsin -Bu mR E=△Φ △BX2 △t△t =0.1×2×0.4V=0.008V (3)mgRsin 0 E B212 金属框中的电流为I=尺=1A [针对训练] t=2.0s时磁感应强度B2=(0.3一0.1X2)T=0.1T 1.选BC根据法拉第电磁感应定律有E=AΦ=0.5V,则回 金属框处于磁场中的有效长度为L=√21 △t 此时金属框所受安培力大小为 路中的电流为I= E =8A,A错误；所受安培力的大小为：F F=B2IL=0.1×1×2×0.4N=0.04√2N。 =BIl=8N,B正确；根据牛顿第二定律有：F一F=(M十 (2)0~2.0s内金属框产生的焦耳热为Q=Rt=12X m)a,F=(M十m)g,代入数据解得a=3m/s2,C正确，D】 0.008×2J=0.016J. 错误。 答案：(1)0.04√2N(2)0.016J 2.选AB两线圈的质量相等，线圈所用材料相同，则体积相 同，甲线圈的匝数是乙线圈的2倍，则甲的横截面积是乙的 第四节 互感和自感 一半，长度是乙的2倍，由电阻定律可知，甲的电阻是乙的电 阻的4倍；两线圈从同一高度同时由静止开始下落，则到达 落实必备知识 磁场上边界时两线圈的速度相同，设乙线圈的匝数为，两 ；[预读教材] 线圈的边长均为，两线圈进入磁场后，乙受到的安培力F, =nBIl=口”，甲受到的安培力Fp=4nB-1.感应电动势 R 4R 二、 ””,可见，甲，乙受到的安培力大小相同，重力也相同，1，线圈本身2.自感感应3.自感 电感亨利亨 R 4.形状长短匝数铁芯 则运动情况相同，A、B正确 综合提能（四） [情境创设] [典例]解析：(1)磁场区域足够大，金属棒由静止开始先做变 !1.提示：两个线圈发生互感现象。 加速运动，当重力沿导轨向下的分力与安培力平衡时，金属 2.(1)×(2)√(3)/ 棒在磁场中运动的速度最大，产生的感应电动势也最大。设 3.提示：断开开关S,线圈中电流变小，线圈L中产生自感电流 在磁场中达到的最大速度为飞m,有Em=BLvm,根据闭合电 以阻碍电路中原电流的减小，所以人会受到电击。 略欧好定律有1。一员 强化关键能力 新知学习（一） 根据平衡条件有mgsin 0-=BImL [任务驱动] 解得En-③mgR 提示：冲击钻的两个线圈发生互感现象，根据楞次定律，当线圈 2BL 中的磁通量增大时，M向右运动，故可能原因是开关S突然闭 (2)根据能量守恒定律，金属棒下滑过程中电阻R上产生的！合或滑片P向左滑动。 1 热量等于金属棒损失的机械能，所以有Q=mgH-2m :[典例]选Bt,时刻感应电流为0，故两环间作用力为0，A 错误；2和t3时刻，A环中电流在减小，则B环中产生与A 解得Q=mg(H一3r)。 环中同向的电流，故两环相互吸引，B正确、C错误；4时刻， (3)假设金属棒能通过圆形轨道的最高，点D,则金属棒由C A环中电流为0，两环无相互作用，D错误。 点运动到D,点机械能守恒，根据机械能守恒定律有 :[针对训练] 2me2=2mw2+mg·2r 1.选D当线圈α输入正弦交变电流时，线圈b输出同频率的 正弦交变电流，A错误；当线圈a输入恒定电流时，线圈a产 解得vD=√2gr 生稳定的磁场，通过线圈b的磁通量不变，但不为0，B错误； 金属棒通过圆形轨道最高点D时，根据牛顿第二定律及向 由于互感现象的存在，每个线圈中的交变电流都会对另外一 心力公式有Fw十mg=m 个线圈的磁场产生影响，C错误；当线圈的磁场变化时，通 解得FD=mg,所以金属棒能通过最高点。 过线圈b的磁通量发生变化，一定产生感应电动势，D正确。 由牛顿第三定律可知，金属棒通过圆形轨道最高点D时对！2，选D左侧门框中某段时间通电线圈中存在（由左向右看） 轨道的压力FND'=FD=mg,方向竖直向上。 顺时针方向均匀减小的电流，无金属片通过时，右侧接收线 答案：(1)3mgR 圈中磁通量均匀减小，根据楞次定律，右侧线圈中产生的感 2BL (2)mg(H-3r）(3)能大小为mg,方 应电流方向为顺时针，大小恒定，A、B错误：有金属片通过 向竖直向上 时，金属片中产生涡流，使右侧接收线圈中的感应电流大小 [针对训练] 发生变化，方向仍为顺时针，C错误，D正确。 1.选Cab棒切割磁感线产生的电动势为E=BLo,ab棒相当新知学习（二） 于电源，由于电源有内阻，所以ab棒两端电势差小于BL), :[典例]选ABC自感作用