精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上專心---專注---專業(yè)專心---專注---專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上專心---專注---專業(yè)法拉第電磁感應定律互感自感一．考點整理基本概念1．感應電動勢：在電磁感應現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢叫做感應電動；⑴產(chǎn)生條件：穿過回路的磁通量發(fā)生，與電路是否閉合無關．⑵方向判斷：感應電動勢的方向用或右手定則判斷．2．法拉第電磁感應定律：感應電動勢的大小跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比；E=，其中n為線圈匝數(shù)．⑴感應電流與感應電動勢的關系：遵守閉合電路歐姆定律，即I=．⑵導體切割磁感線時的感應電動勢：①導體垂直切割磁感線時，感應電動勢可用E=求出，式中l(wèi)為導體切割磁感線的；②導體棒在磁場中轉(zhuǎn)動時，導體棒以端點為軸，在勻強磁場中垂直于磁感線方向勻速轉(zhuǎn)動產(chǎn)生感應電動勢E==Blv中點（棒中點位置的線速度lω/2）．3．互感現(xiàn)象：兩個相互靠近的線圈，當一個線圈中的電流變化時，它所產(chǎn)生的變化的磁場會在另一個線圈中產(chǎn)生，這種現(xiàn)象叫互感．⑴應用；利用互感現(xiàn)象可以把由一個線圈傳遞到另一個線圈，如變壓器、收音機的磁性天線．⑵危害；互感現(xiàn)象能發(fā)生在任何兩個相互靠近的電路之間，電力工程和電子電路中，有時會影響電路正常工作．4．自感現(xiàn)象：由于導體本身的變化而產(chǎn)生的電磁感應現(xiàn)象稱為自感．自感電動勢：在自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的感應電動勢叫做自感電動勢；E=（其中L叫做自感系數(shù)，L與線圈的、、匝數(shù)以及有關，單位：亨利H，1mH=H，1μH=H）．自感電動勢的方向：自感電動勢總是______原來導體中電流的變化．當回路中的電流增加時，自感電動勢和原來電流的方向_______；當回路中的電流減小時，自感電動勢和原來電流的方向_______．自感對電路中的電流變化有____________作用，使電流不能________．⑴自感現(xiàn)象的應用：如日光燈電路中的鎮(zhèn)流器，無線電設備中和電容器一起組成的振蕩電路等．日光燈電路是由啟動器、鎮(zhèn)流器和燈管組成的．______在日光燈啟動時起到開關作用，正常工作時斷開；鎮(zhèn)流器的作用是在燈開始點亮時起___________的作用，在日光燈正常發(fā)光時起__________作用．⑵防止：制作精密電阻時，采用________繞法，防止自感現(xiàn)象的發(fā)生，減小因自感而造成的誤差．5．渦流：塊狀金屬在磁場中運動，或者處在變化的磁場中，金屬塊內(nèi)部會產(chǎn)生感應電流，這種電流在整塊金屬內(nèi)部自成閉合回路，叫做________．二．思考與練習思維啟動1．將閉合多匝線圈置于僅隨時間變化的磁場中，線圈平面與磁場方向垂直，關于線圈中產(chǎn)生的感應電動勢和感應電流，下列表述正確的是（）A．感應電動勢的大小與線圈的匝數(shù)無關B．穿過線圈的磁通量越大，感應電動勢越大C．穿過線圈的磁通量變化越快，感應電動勢越大D．感應電流產(chǎn)生的磁場方向與原磁場方向始終相同2．在如圖所示的電路中，A1和A2是兩個相同的燈泡，線圈L的自感系數(shù)足夠大，電阻可以忽略不計．下列說法中正確的是（）A．合上開關S時，A2先亮，A1后亮，最后一樣亮B．斷開開關S時，A1和A2都要過一會兒才熄滅C．斷開開關S時，A2閃亮一下再熄滅D．斷開開關S時，流過A2的電流方向向右3．如圖所示，A、B為大小、形狀均相同且內(nèi)壁光滑，但用不同材料制成的圓管，豎直固定在相同高度．兩個相同的磁性小球，同時從A、B管上端的管口無初速度釋放，穿過A管的小球比穿過B管的小球先落到地面，下面對于兩管的描述中可能正確的是（）A．A管是用塑料制成的，B管是用銅制成的B．A管是用鋁制成的，B管是用膠木制成的C．A管是用膠木制成的，B管是用塑料制成的D．A管是用膠木制成的，B管是用鋁制成的三．考點分類探討典型問題〖考點1〗法拉第電磁感應定律的應用【例1】如圖所示，均勻磁場中有一由半圓弧及其直徑構成的導線框，半圓直徑與磁場邊緣重合；磁場方向垂直于半圓面（紙面）向里，磁感應強度大小為B0．使該線框從靜止開始繞過圓心O、垂直于半圓面的軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動半周，在線框中產(chǎn)生感應電流．現(xiàn)使線框保持圖中所示位置，磁感應強度大小隨時間線性變化．為了產(chǎn)生與線框轉(zhuǎn)動半周過程中同樣大小的電流，磁感應強度隨時間的變化率ΔB/Δt的大小應為（）A．4ωB0/πB．2ωB0/πC．ωB0/πD．ωB0/2π【變式跟蹤1】一矩形線框置于勻強磁場中，線框平面與磁場方向垂直．先保持線框的面積不變，將磁感應強度在1s時間內(nèi)均勻地增大到原來的兩倍．接著保持增大后的磁感應強度不變，在1s時間內(nèi)，再將線框的面積均勻地減小到原來的一半．先后兩個過程中，線框中感應電動勢的比值為（）A．0.5B．1C．2D〖考點2〗導體切割磁感線產(chǎn)生感應電動勢的計算【例2】半徑為a右端開小口的導體圓環(huán)和長為2a的導體直桿，單位長度電阻均為R0．圓環(huán)水平固定放置，整個內(nèi)部區(qū)域分布著豎直向下的勻強磁場，磁感應強度為B．桿在圓環(huán)上以速度v平行于直徑CD向右做勻速直線運動，桿始終有兩點與圓環(huán)良好接觸，從圓環(huán)中心O開始，桿的位置由θ確定，如圖所示．則（）A．θ=0時，桿產(chǎn)生的電動勢為2BavB．θ=eq\f(π,3)時，桿產(chǎn)生的電動勢為eq\r(3)BavC．θ=0時，桿受的安培力大小為2B2av/[(π+2)R0]D．θ=eq\f(π,3)時，桿受的安培力大小為3B2av/[(5π+3)R0]【變式跟蹤2】如圖所示，水平放置的U形框架上接一個阻值為R0的電阻，放在垂直紙面向里的、磁感應強度大小為B的勻強磁場中，一個半徑為L、質(zhì)量為m的半圓形硬導體AC在水平向右的恒定拉力F作用下，由靜止開始運動距離d后速度達到v，半圓形硬導體AC的電阻為r，其余電阻不計．下列說法正確的是（）A．此時AC兩端電壓為UAC=2BLvB．此時AC兩端電壓為UAC=2BLvR0/(R0+r)C．此過程中電路產(chǎn)生的電熱為Q=Fd–mv2/2D．此過程中通過電阻R0的電荷量為q=2BLd/(R0+r)〖考點3〗自感和渦流【例3】如圖所示的電路中，L1、L2為完全相同的燈泡，線圈L的電阻忽略不計．下列說法中正確的是（）A．合上開關S接通電路時，L2先亮L1后亮，最后一樣亮B．合上開關S接通電路時，L1和L2始終一樣亮C．斷開開關S切斷電路時，L2立即熄滅，L1過一會兒才熄滅D．斷開開關S切斷電路時，L1、L2同時立即熄滅【變式跟蹤3】如圖所示的電路，D1和D2是兩個相同的小電珠，L是一個自感系數(shù)相當大的線圈，其電阻與R相同，由于存在自感現(xiàn)象，在開關S接通和斷開時，燈泡D1和D2先后亮暗的次序是（）A．接通時D1先達最亮，斷開時D1后暗B．接通時D2先達最亮，斷開時D2后暗C．接通時D1先達最亮，斷開時D1先暗D．接通時D2先達最亮，斷開時D2先暗四．考題再練高考試題1．【2012·課標全國卷】如圖所示，一載流長直導線和一矩形導線框固定在同一平面內(nèi)，線框在長直導線右側(cè)，且其長邊與長直導線平行．已知在t=0到t=t1的時間間隔內(nèi)，直導線中電流i發(fā)生某種變化，而線框中的感應電流總是沿順時針方向；線框受到的安培力的合力先水平向左、后水平向右．設電流i正方向與圖中箭頭所示方向相同，則i隨時間t變化的圖線可能是（）【預測1】如圖所示，一帶鐵芯線圈置于豎直懸掛的閉合鋁框右側(cè)，與線圈相連的導線abcd內(nèi)有水平向里變化的磁場．下列哪種變化磁場可使鋁框向左偏離（）ABCDv0000ttttvvvvdl2．【2013·新課標全國卷Ⅱ】如圖，在光滑水平桌面上有一邊長為l、電阻為R的正方形導線框；在導線框右側(cè)有一寬度為d（d>lABCDv0000ttttvvvvdlTDTTAtttt0000Bi2i2i2i2TTC【預測2】某學生設計了一個驗證法拉第電磁感應定律的實驗，實驗裝置如圖甲所示．在大線圈Ⅰ中放置一個小線圈Ⅱ，大線圈Ⅰ與多功能電源連接．多功能電源輸入到大線圈Ⅰ的電流i1的周期為T，且按圖乙所示的規(guī)律變化，電流i1將在大線圈Ⅰ的內(nèi)部產(chǎn)生變化的磁場，該磁場磁感應強度B與線圈中電流i1的關系為B=ki1（其中k為常數(shù)）．小線圈Ⅱ與電流傳感器連接，并可通過計算機處理數(shù)據(jù)后繪制出小線圈Ⅱ中感應電流iTDTTAtttt0000Bi2i2i2i2TTC五．課堂演練自我提升1．某同學為了驗證斷電自感現(xiàn)象，自己找來帶鐵心的線圈L、小燈泡A、開關S和電池組E，用導線將它們連接成如圖所示的電路．檢查電路后，閉合開關S，小燈泡發(fā)光；再斷開開關S，小燈泡僅有不顯著的延時熄滅現(xiàn)象．雖經(jīng)多次重復，仍未見老師演示時出現(xiàn)的小燈泡閃亮現(xiàn)象，他冥思苦想找不出原因．你認為最有可能造成小燈泡未閃亮的原因是（）A．電源的內(nèi)阻較大B．小燈泡電阻偏大C．線圈電阻偏大D．線圈的自感系數(shù)較大2．有一根橫截面積為S、電阻率為ρ的硬質(zhì)導線做成一個半徑為r的圓環(huán)，ab為圓環(huán)的一條直徑．如圖所示，在ab的左側(cè)存在一個均勻變化的勻強磁場，磁場垂直圓環(huán)所在平面，方向如圖所示．磁感應強度大小隨時間的變化率為ΔB/Δt=k（k<0）．則下列判斷中正確的是（）A．圓環(huán)中產(chǎn)生逆時針方向的感應電流B．圓環(huán)具有擴張趨勢C．圓環(huán)中感應電流大小為krS/2ρD．圖中a、b兩點的電勢差Uab=∣kπr2/4∣3．如圖所示，一由均勻電阻絲折成的正方形閉合線框abcd，置于磁感應強度方向垂直紙面向外的有界勻強磁場中，線框平面與磁場垂直，線框bc邊與磁場左右邊界平行．若將該線框以不同的速率從圖示位置分別從磁場左、右邊界勻速拉出直至全部離開磁場，在此過程中（）A．流過ab邊的電流方向相反B．a(chǎn)b邊所受安培力的大小相等C．線框中產(chǎn)生的焦耳熱相等D．通過電阻絲某橫截面的電荷量相等4．一導線彎成如圖所示的閉合線圈，圖甲中線圈以速度v向左勻速進入磁感應強度為B的勻強磁場，從線圈進入磁場開始到完全進入磁場為止．圖乙中線圈以OO′為軸從圖示位置（線圈平面與磁場平行）在磁感應強度為B的勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動．則（）A．圖甲中，感應電動勢先增大后減小B．圖甲中，感應電動勢的最大值E=BrvC．圖乙中，線圈開始轉(zhuǎn)動時感應電動勢最大D．圖乙中，線圈開始轉(zhuǎn)動時由于穿過線圈的磁通量為零，故感應電動勢最小5．如圖所示，一圓形閉合銅環(huán)由高處從靜止開始下落，穿過一根豎直懸掛的條形磁鐵，銅環(huán)的中心軸線與條形磁鐵的中軸線始終保持重合．若取磁鐵中心O為坐標原點，建立豎直向下為正方向的x軸，則下圖中最能正確反映環(huán)中感應電流i隨環(huán)心位置坐標x變化的關系圖象是（）6．如圖所示，A是一邊長為L的正方形導線框．虛線框內(nèi)有垂直紙面向里的勻強磁場，磁場寬度為3L.線框的bc邊與磁場左右邊界平行且與磁場左邊界的距離為L．現(xiàn)維持線框以恒定的速度v沿x軸正方向運動．規(guī)定磁場對線框作用力沿x軸正方向為正，且在圖示位置時為計時起點，則在線框穿過磁場的過程中，磁場對線框的作用力隨時間變化的圖象正確的是參考答案：一．考點整理基本概念1．改變楞次定律2．nΔφ/ΔtE/(R+r)Blv有效長度Bl2ω/23．感應電動勢能量4．電流LΔI/Δt大小形狀是否有鐵芯10－310－6阻礙相反相同延遲突變啟動器產(chǎn)生瞬時高壓降壓限流雙線5．渦流二．思考與練習思維啟動1．C；由法拉第電磁感應定律E=nΔφ/Δt知，感應電動勢的大小與線圈匝數(shù)有關，A錯．感應電動勢正比于Δφ/Δt，與磁通量的大小無直接關系，B錯誤、C正確．根據(jù)楞次定律知，感應電流的磁場總是阻礙引起感應電流的磁通量的變化，即“增反減同”，D錯誤．2．AB；合上開關S時，線圈L中產(chǎn)生的自感電動勢阻礙電流增大，并且阻礙作用逐漸變小直至為零，故A2先亮，A1后亮，最后一樣亮．選項A正確．斷開開關S時，線圈L中產(chǎn)生的自感電動勢阻礙電流減小，因電路穩(wěn)定時通過A1和A2的電流大小相等，故斷開開關S時，A1和A2都逐漸熄滅，流過A2的電流方向向左．選項B正確，C、D錯誤．3．AD；磁性小球穿過銅管或鋁管時，管中產(chǎn)生感應電流，又據(jù)楞次定律可知，感應電流產(chǎn)生的磁場阻礙小球的下落；而當小球穿過塑料管或膠木管時，管中不產(chǎn)生感應電流，小球做自由落體運動．故選項A、D正確．三．考點分類探討典型問題例1C；當線框繞過圓心O的轉(zhuǎn)動軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動時，由于面積的變化產(chǎn)生感應電動勢，從而產(chǎn)生感應電流．設半圓的半徑為r，導線框的電阻為R，即I1=E/R=(Δφ/Δt)/R=B0ΔS/RΔt=(πr2/2)B0/(Rπ/ω)=B0r2ω/2R．當線圈不動，磁感應強度變化時，I2=E/R=Δφ/RΔt=ΔBS/RΔt=(ΔB/Δt)(πr2/2R)，因I1=I2，可得ΔB/Δt=ωB0/π，C選項正確．變式1B；設原磁感應強度是B，線框面積是S，第1s內(nèi)Δφ1=2BS–BS=BS，第2s內(nèi)Δφ2=2B·(S/2)–2BS=–BS．因為E=nΔφ/Δt，所以兩次電動勢大小相等，B正確．例2AD；當θ=0時，桿切割磁感線的有效長度l1=2a，所以桿產(chǎn)生的電動勢E1=Bl1v=2Bav，選項A正確．此時桿上的電流I1=E1/[(πa+2a)R0]=2Bv/[(π+2)R0]，桿受的安培力大小F1=BI1l1=4B2av/[(π+2)R0]，選項C錯誤．當θ=π/3時，桿切割磁感線的有效長度l2=2acosπ/3=a，桿產(chǎn)生的電動勢E2=Bl2v=Bav，選項B錯誤．此時桿上的電流I2=E2/[(2πa–2πa/6+a)R0]=3Bv/[(5π+3)R0]，桿受的安培力大小F2=BI2l2=3B2av/[(5π+3)R0]，選項D變式2BD；AC的感應電動勢為E=2BLv，兩端電壓為UAC=ER0/(R0+r)=2BLvR0/(R0+r)，A錯、B對；由功能關系得Fd=mv2/2+Q＋Qμ，C錯；此過程中平均感應電流為I平均=2BLd/(R0+r)Δt，通過電阻R0的電荷量為q=I平均Δt=2BLd/(R0+r)，D對．例3A；接通電路時，由于線圈的自感作用，L1支路相當于斷路，電流增大得慢，L1后亮；穩(wěn)定后，線圈的作用消失，又相當于短路，L1、L2并聯(lián)，亮度一樣；斷開開關，都過一會兒才熄滅．變式3A；當開關S接通時，D1和D2應該同時亮，但由于自感現(xiàn)象的存在，流過線圈的電流由零變大時，線圈上產(chǎn)生自感電動勢的方向是左邊正極，右邊負極，使通過線圈的電流從零開始慢慢增加，所以開始瞬時電流幾乎全部從D1通過，而該電流又將同時分路通過D2和R，所以D1先達最亮，經(jīng)過一段時間電路穩(wěn)定后，D1和D2達到一樣亮．當開關S斷開時，電源電流立即為零，因此D2立刻熄滅，而對D1，由于通過線圈的電流突然減弱，線圈中產(chǎn)生自感電動勢（右端為正極，左端為負極），使線圈L和D1組成的閉合電路中有感應電流，所以D1后滅四．考題再練高考試題1．A；因通電導線周圍的磁場離導線越近磁場越強，而線框中左右兩邊的電流大小相等，方向相反，所以受到的安培力方向相反，導線框的左邊受到的安培力大于導線框的右邊受到的安培力，所以合力與左邊框受力的方向相同．因為線框受到的安培力的合力先水平向左，后水平向右，根據(jù)左手定則，導線框處的磁場方向先垂直紙面向里，后垂直紙面向外，根據(jù)安培定則，導線中的電流先為正，后為負，所以選項A正確，選項B、C、D錯誤．預測1A；鋁框向左運動，是為了阻礙本身磁通量的增加，由楞次定律可知：帶鐵芯線圈產(chǎn)生的電流增加，其產(chǎn)生的磁場增強．為使線圈產(chǎn)生的電流變大，由法拉第電磁感應定律可知：線框abcd中的磁場的eq\f(ΔB,Δt)逐漸增加，選項A正確，B、C、D錯誤．2．D；由于線框在進入磁場過程要切割磁感線而產(chǎn)生感應電流，故線框受到安培力的作用做減速運動，A錯誤；安培力F安=B2l2v/R，因v在減小，故F安在減小，加速度a=F安/m在減小，即線框進入磁場過程做加速度減小的變減速運動，B錯誤；由于d>l，若線框完全進入磁場中仍有速度，則線框?qū)诖艌鲋凶鰟蛩龠\動直至右邊滑出磁場，線框出磁場過程仍做加速度減小的減速運動，C錯誤，D正確預測2D；由題圖乙知電流i1隨時間線性變化，再由B=ki1知磁場也隨時間線性變化，則通過線圈Ⅱ的磁通量也隨時間線性變化，線圈Ⅱ中產(chǎn)生恒定的電動勢與感應電流，A、B皆錯誤．當頻率加大后，磁通量變化率加大，產(chǎn)生的感應電動勢與感應電流加大，C錯誤，D正確．五．課堂演練自我提升1．C；從實物連接圖中可以看出，線圈L與小燈泡并聯(lián)，斷開開關S時，小燈泡A中原來的電流立即消失，線圈L與小燈泡組成閉合電路，由于自感，線圈中的電流逐漸變小，使小燈泡中的電流變?yōu)榉聪蚯遗c線圈中電流相同，小燈泡未閃亮說明斷開S前，流過線圈的電流較小，原因可能是線圈電阻偏大，故選項C正確．2．BD；由于磁場減弱，在線圈中產(chǎn)生順時針的感應電流，故A錯；根據(jù)電磁感應規(guī)律的推論：要阻礙磁通量減小