第10章 第2讲 法拉第电磁感应定律 自感和涡流（课件PPT）-【新高考方案】2024高考物理一轮复习（老教材 新高考）

第2讲　法拉第电磁感应定律 自感和涡流 一、法拉第电磁感应定律 1．感应电动势 (1)定义：在______________中产生的电动势。 (2)产生：穿过回路的________发生改变，与电路是否闭合______。 (3)方向：感应电动势的方向判断可用：①楞次定律；②__________。 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______成正比。 电磁感应现象 磁通量 无关 右手定则 变化率 (3)感应电流与感应电动势的关系： ①有感应电动势，不一定有___________ (电路不闭合)； ②有感应电流，一定有____________ (电路闭合)。 3．导体切割磁感线的情形 (1)若B、l、v相互垂直，则E＝_____。 (2)v∥B时，E＝____。 二、自感、涡流 1．自感现象 (1)定义：由于导体本身的______变化而产生的电磁感应现象称为自感。 感应电流 感应电动势 Blv 0 电流 2 自感电动势 大小 匝数 10－3 10－6 磁通量 情境创设　 1．如图甲所示，线圈两端a、b与一电阻R相连，线圈内有垂直于线圈平面向里的磁场，t＝0时刻起，穿过线圈的磁通量按图乙所示的规律变化。 2．如图丙、丁是研究通电自感和断电自感现象的电路。 微点判断　 (1)图乙中t0时刻线圈磁通量最大，产生的电动势最大。 ( ) (2)图乙中t0～2t0时间内线圈磁通量变化快，产生的电动势大。 ( ) (3)图乙中t0～2t0时间内线圈产生的感应电动势大小是0～t0时间内的2倍。 ( ) (4)图丙中K闭合瞬间，LA、LB一起亮起来。 ( ) (5)图丙中K断开时，LA、LB一起逐渐熄灭。 ( ) (6)图丁中K闭合时，LC立即亮起来。 ( ) (7)图丁中K断开时，LC一定闪亮一下再熄灭。 ( ) × √ √ × √ √ × 答案：BC　 答案：BD 答案：(1)0.12 V　(2)0.2 A，电流方向见解析图 (3)0.1 C 答案：AC　 (二) 导体棒切割磁感线产生感应电动势(精研点) 1．平动切割 (1)公式E＝Blv的理解 [考法全析] 考法(一)　垂直切割情形 [例1]　(2021·河北高考)如图，两光滑导轨水平放置 在竖直向 下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。导轨间距最窄处为一狭缝， 取狭缝所在处O点为坐标原点。狭缝右侧两导轨与x轴夹角均为θ，一电容为C的电容器与导轨左端相连。导轨上的金属棒与x轴垂直，在外力F作用下从O点开始以速度v向右匀速运动，忽略所有电阻。下列说法正确的是 (　 ) A．通过金属棒的电流为2BCv2tan θ B．金属棒到达x0时，电容器极板上的电荷量为BCvx0tan θ C．金属棒运动过程中，电容器的上极板带负电 D．金属棒运动过程中，外力F做功的功率恒定 [答案]　A [答案]　B 考法(三)　转动切割情形 [例3]　 (多选)如图是金属圆盘发电机的原理图。匀强磁场垂 直于金属圆盘，电阻R通过导线与两块铜片电刷D、C连接，D、C 分别与转动轴和圆盘的边缘良好接触。圆盘绕通过圆心O的固定转 动轴按图示顺时针方向转动，电阻R中就有电流通过。则 (　 ) A．电流方向由D经过电阻R流向C B．通过电阻R的电流大小与铜盘的半径成正比 C．通过电阻R的电流大小与磁感应强度成正比 D．通过电阻R的电流大小与圆盘转动的角速度成正比 [答案]　CD (三) 自感和涡流 电磁阻尼与电磁驱动(释疑点) 考法(一)　自感现象分析 [例1]　 (2023·西安模拟)如图，L是自感系数很大、电阻不计的 线圈，a、b是两个相同的小灯泡，在开关S由断开到闭合的过程中， 下列说法正确的是 (　 ) A．a先亮b后亮，然后b逐渐变亮 B．b先亮a后亮，然后a逐渐变亮 C．a、b同时亮后b逐渐变暗至熄灭 D．a、b同时亮后a逐渐变暗至熄灭 [解析]　当S闭合瞬间，两灯同时获得电压，同时发光，随着线圈L电流的增加，b逐渐变暗直到熄灭，同时，a电流逐渐增大，变得更亮。故C正确，A、B、D错误。 [答案]　C [例2]　 (多选)如图所示的电路中，L是一个自感系数很大、直流 电阻不计的线圈，D1、D2和D3是三个完全相同的灯泡，E是内阻不计 的电源。在t＝0时刻，闭合开关S，电路稳定后在t1时刻断开开关S。 规定电路稳定时流过D1、D2的电流方向为正方向，分别用I1、I2表示流过D1和D2的电流，则四个选项中能定性描述电流I随时间t变化关系的图像是 (　 ) [解析]　闭合开关S，D1缓慢变亮，D2和D3立即变亮，稳定后流过D1的电流比D2和D3大。在t1时刻断开开关S后，由于