2016高考物理总复习第10章第2课时法拉第电磁感应定律自感涡流课件课程.ppt

第2课时　法拉第电磁感应定律 自感　涡流 【导学目标】 1.能用法拉第电磁感应定律、公式E＝BLv计算感应电动势.2.理解自感、涡流产生，并能分析实际应用． 一、法拉第电磁感应定律 [基础导引] 1．关于电磁感应，下述说法正确的是(　　) A．穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大 B．穿过线圈的磁通量为零，感应电动势一定为零 C．穿过线圈的磁通量变化越大，感应电动势越大 D．穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大 【答案】D (2)转动切割 如图1(c)，在磁感应强度为B的匀强磁场中，长为L的导体棒绕一端为轴以角速度ω匀速转动，此时产生的感应电动势E＝________. (3)有效切割长度：导体在与v垂直的方向上的投影长度．试分析图2中的有效切割长度． 甲图中的有效切割长度为：________；乙图中的有效切割长度为：________；丙图中的有效切割长度：沿v1的方向运动时为________；沿v2的方向运动时为______． [知识梳理] 1．感应电动势 (1)感应电动势：在______________中产生的电动势．产生感应电动势的那部分导体就相当于________，导体的电阻相当于____________． (2)感应电流与感应电动势的关系：遵循________________定律，即I＝________. 2．法拉第电磁感应定律 (1)法拉第电磁感应定律 ①内容：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的________________成正比． ②公式：E＝____________. (2)导体切割磁感线的情形 ①一般情况：运动速度v和磁感线方向夹角为θ，则E＝________. ②常用情况：运动速度v和磁感线方向垂直，则E＝____. 二、自感与涡流 [基础导引] 判断下列说法的正误 (1)线圈的自感系数跟线圈内电流的变化率成正比．(　　) (2)自感电动势阻碍电流的变化，但不能阻止电流的变化．(　　) (3)当导体中电流增大时，自感电动势的方向与原电流方向相反．(　　) (4)线圈中电流变化的越快，穿过线圈的磁通量越大．(　　) 【答案】(1)×　(2)√　(3)√　(4)× [知识梳理] 1．自感现象 (1)概念：由于导体本身的______变化而产生的电磁感应现象称为自感，由于自感而产生的感应电动势叫作__________． (2)表达式：E＝________. (3)自感系数L ①相关因素：与线圈的________、形状、________以及是否有铁芯有关． ②单位：亨利(H,1 mH＝______ H,1 μH＝______ H)． 2．涡流 当线圈中的电流发生变化时，在它附近的任何导体中都会产生____________，这种电流像水中的旋涡所以叫涡流． (1)电磁阻尼：当导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受到________，安培力的方向总是________导体的相对运动． (2)电磁驱动：如果磁场相对于导体转动，在导体中会产生________使导体受到安培力的作用，安培力使导体运动起来． (3)电磁阻尼和电磁驱动的原理体现了____________的推广应用． 【典例剖析】 例1　如图3(a)所示，一个电阻值为R，匝数为n的圆形金属线圈与阻值为2R的电阻R1连接成闭合回路．线圈的半径为r1, 在线圈中半径为r2的圆形区域存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图3(b)所示．图线与横、纵轴的截距分别为t0和B0. 导线的电阻不计．求0至t1时间内： (1)通过电阻R1上的电流大小和方向； (2)通过电阻R1上的电荷量q及电阻R1上产生的热量． 跟踪训练1　穿过某线圈的磁通量随时间的变化的关系如图4所示，在线圈内产生感应电动势最大值的时间是(　　) A．0～2 s　　 B．2～4 s C．4～6 s D．6～8 s 【答案】C 例2　在范围足够大，方向竖直向下的匀强磁场中，B＝0.2 T，有一水平放置的光滑框架，宽度为l＝0.4 m，如图5所示，框架上放置一质量为0.05 kg、电阻为1 Ω的金属杆cd，框架电阻不计．若杆cd以恒定加速度a＝2 m/s2，由静止开始做匀变速运动，则： (1)在5 s内平均感应电动势是多少？ (2)第5 s末，回路中的电流多大？ (3)第5 s末，作用在cd杆上的水平外力多大？ A．E1E2，a端为正 B．E1E2，b端为正 C．E1E2，a端为正 D．E1E2，b端为正 【答案】D 【考点解读】 通电自感与断电自感的比较 【典例剖析】 例3　如图7所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，电感L的电阻不计，电阻R的阻值大于灯泡D的阻值．在t＝0时刻闭合开关S，经过一段时间后，在t＝t1时刻断开S.下列表示A、B两点间电压UAB随时间t变