2024届高考物理二轮复习导学案：专题11－电磁感应第01讲 楞次定律和法拉第电磁感应定律

HKA　　　 　　 　　　 高三物理二轮复习导学案 编号 ER－031 微专题11 电磁感应 第1讲 楞次定律和法拉第电磁感应定律 2024 .03. 31 1. 理解楞次定律和法拉第电磁感应定律的内容。 2. 学会用楞次定律和法拉第电磁感应定律分析和计算有关问题。 考向1 楞次定律的应用 1．感应电流方向的判断 (1)线圈面积不变、磁感应强度发生变化的情形，往往用楞次定律。 (2)导体棒切割磁感线的情形往往用右手定则。 2．楞次定律中“阻碍”的主要表现形式 (1)阻碍原磁通量的变化——“增反减同”； (2)阻碍物体间的相对运动——“来拒去留”； (3)使线圈面积有扩大或缩小的趋势——一般情况下为“增缩减扩”； (4)阻碍原电流的变化(自感现象)——一般情况下为“增反减同”。 [例1] 如图所示，一种延时继电器的示意图，铁芯上有两个线圈A和B。线圈A跟电源连接，线圈B两端连在一起构成一个闭合回路。在断开开关S的时候，弹簧K并不会立刻将衔铁D拉起使触头C离开，而是过一小段时间才执行这个动作。下列说法正确的是(　　) A．线圈B不闭合，仍会产生延时效应 B．将衔铁D换成铜片，延时效果更好 C．保持开关S闭合，线圈B中磁通量为零 D．断开开关S的瞬间，线圈B中的电流从上往下看为顺时针方向 考向2 法拉第电磁感应定律的应用 1．求感应电动势的方法： （1）法拉第电磁感应定律： E＝n （2）导体棒垂直切割磁感线：E＝Blv。 （3）导体棒以一端为圆心在垂直匀强磁场的平面内匀速转动：E＝Bl2ω。 （4）线圈绕与磁场垂直的轴匀速转动(从线圈位于中性面开始计时)：e＝nBSωsin ωt。 2．通过回路横截面的电荷量q＝Δt＝Δt＝。q仅与n、ΔΦ和回路总电阻R总有关，与时间长短无关，与Φ是否均匀变化无关。 [例2] 某个兴趣小组为了研究圆柱体铁芯的涡流热功率，构建了如图所示的分析模型，电阻率为ρ的硅钢薄片绕成一个内径为r、高度为h的圆柱面，其厚度为d<<r。平行于圆柱面轴线方向存在磁感应强度B（t）=Bmsinωt随时间变化的磁场。则关于此硅钢薄片，下列说法不正确的是（ ） A．硅钢薄片中感应电动势瞬时表达式为sinωt B．硅钢薄片中感应电动势的有效值为 C．硅钢薄片的电阻为 D．硅钢薄片发热功率P为 考向3 自感现象 1．自感现象的四大特点 (1)自感电动势总是阻碍导体中原电流的变化． (2)通过线圈中的电流不能发生突变，只能缓慢变化． (3)电流稳定时，自感线圈就相当于普通导体． (4)线圈的自感系数越大，自感现象越明显，自感电动势只是延缓了过程的进行，但它不能使过程停止，更不能使过程反向． 2．自感中“闪亮”与“不闪亮”问题 电路图 器材要求 A1、A2同规格，R＝RL，L较大 L很大(有铁芯) 通电时 在S闭合瞬间，灯A2立即亮起来，灯A1逐渐变亮，最终一样亮 灯A立即亮，然后逐渐变暗达到稳定 断电时 回路电流减小，灯泡逐渐变暗，A1电流方向不变，A2电流反向 ①若I2≤I1，灯泡逐渐变暗； ②若I2＞I1，灯泡闪亮后逐渐变暗． 两种情况下灯泡中电流方向均改变 总结 自感电动势总是阻碍原电流的变化 [例3] （2023·北京·高考真题）如图所示，L是自感系数很大、电阻很小的线圈，P、Q是两个相同的小灯泡，开始时，开关S处于闭合状态，P灯微亮，Q灯正常发光，断开开关（   ） A．P与Q同时熄灭 B．P比Q先熄灭 C．Q闪亮后再熄灭 D．P闪亮后再熄灭 1．2023年10月26日11时14分，搭载神舟十七号载人飞船的长征二号F遥十七运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射，飞船入轨后，将按照预定程序与空间站组合体进行自主快速交会对接，航天器对接时存在一定的相对速度，由于航天器的质量大，对接时产生的动能比较大，为了减少对接过程中产生的震动和撞击，对接机构内部采用了电磁阻尼器消耗对接能量．如图为某电磁阻尼器的简化原理图，当质量块上下移动时会带动磁心一起运动，磁心下方为N极，下列说法正确的是（　　） A．当质量块带动磁心从线圈上方向下移时，线圈有收缩趋势 B．当质量块带动磁心下移时，通过电阻R的电流向下 C．整个过程对应的是动能向磁场能转换 D．减小线圈匝数，阻尼效果增强 2．如图所示，匀强磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框，半圆直径与磁场边缘重合；磁场方向垂直于半圆面(纸面)向里，磁感应强度大小为B0。使该线框从静止开始绕过圆心O、垂直于半圆面的轴以角速度ω匀速转动半周，线框中产生感应电流。现使线框保持图中所示位置静止，磁感应强度大小随时间线性变化。为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流，磁感应强度随时间的变化率的大小应为(　　)