2016届高三物理《考点归纳总结》人教版一轮复习第9章电磁感应第2课时[来源：学优高考网682496].doc

第2课时　法拉第电磁感应定律、自感和涡流 考纲解读 1.能应用法拉第电磁感应定律E＝neq \f(ΔΦ,Δt)和导线切割磁感线产生电动势公式E＝Blv计算感应电动势.2.会判断电动势的方向，即导体两端电势的高低.3.理解自感现象、涡流的概念，能分析通电自感和断电自感． 考点一　法拉第电磁感应定律的应用 1．感应电动势 (1)感应电动势：在电磁感应现象中产生的电动势．产生感应电动势的那部分导体就相当于电源，导体的电阻相当于电源内阻． (2)感应电流与感应电动势的关系：遵循闭合电路欧姆定律，即I＝eq \f(E,R＋r). 2．感应电动势大小的决定因素 (1)感应电动势的大小由穿过闭合电路的磁通量的变化率eq \f(ΔΦ,Δt)和线圈的匝数共同决定，而与磁通量Φ、磁通量的变化量ΔΦ的大小没有必然联系． (2)当ΔΦ仅由B的变化引起时，则E＝neq \f(ΔB·S,Δt)；当ΔΦ仅由S的变化引起时，则E＝neq \f(B·ΔS,Δt)；当ΔΦ由B、S的变化同时引起时，则E＝neq \f(B2S2－B1S1,Δt)≠neq \f(ΔB·ΔS,Δt). 3．磁通量的变化率eq \f(ΔΦ,Δt)是Φ－t图象上某点切线的斜率． 例1　(2013·江苏·13) 如图1所示，匀强磁场中有一矩形闭合线圈abcd，线圈平面与磁场垂直．已知线圈的匝数N＝100，边长ab＝1.0 m、bc＝0.5 m，电阻r＝2 Ω.磁感应强度B在0～1 s内从零均匀变化到0.2 T．在1～5 s内从0.2 T均匀变化到－0.2 T，取垂直纸面向里为磁场的正方向．求： 图1 (1)0.5 s时线圈内感应电动势的大小E和感应电流的方向； (2)在1～5 s内通过线圈的电荷量q； (3)在0～5 s内线圈产生的焦耳热Q. 解析　(1)感应电动势E1＝Neq \f(ΔΦ1,Δt1)，磁通量的变化量ΔΦ1＝ΔB1·S，解得E1＝Neq \f(ΔB1·S,Δt1)，代入数据解得E1＝10 V，感应电流方向为adcba(或逆时针方向)． (2)同理可得：1 s～5 s内，感应电动势E2＝eq \f(NΔΦ2,Δt2)＝Neq \f(ΔB2·S,Δt2)，感应电流I2＝eq \f(E2,r)，电荷量q＝I2Δt2，解得q＝Neq \f(ΔB2·S,r)，代入数据解得q＝10 C. (3)0～1 s内线圈产生的焦耳热Q1＝Ieq \o\al(2,1)rΔt1，且I1＝eq \f(E1,r)，1～5 s内线圈产生的焦耳热Q2＝Ieq \o\al(2,2)rΔt2，由Q＝Q1＋Q2，代入数据得Q＝100 J. 答案　(1)10 V　adcba(或逆时针方向)　(2)10 C　(3)100 J 递进题组 1．[感应电动势大小的计算](2012·新课标全国·19) 如图2，均匀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，在线框中产生感应电流．现使线框保持图中所示位置，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eq \f(ΔB,Δt)的大小应为(　　) 图2 A.eq \f(4ωB0,π) B.eq \f(2ωB0,π) C.eq \f(ωB0,π) D.eq \f(ωB0,2π) 答案　C 解析　当线框绕过圆心O的转动轴以角速度ω匀速转动时，由于面积的变化产生感应电动势，从而产生感应电流．设半圆的半径为r，导线框的电阻为R，即I1＝eq \f(E,R)＝eq \f(ΔΦ,RΔt)＝eq \f(B0ΔS,RΔt)＝eq \f(\f(1,2)πr2B0,R\f(π,ω))＝eq \f(B0r2ω,2R).当线框不动，磁感应强度变化时，I2＝eq \f(E,R)＝eq \f(ΔΦ,RΔt)＝eq \f(ΔB·S,RΔt)＝eq \f(ΔBπr2,2RΔt)，因I1＝I2，可得eq \f(ΔB,Δt)＝eq \f(ωB0,π)，C选项正确． 2．[法拉第电磁感应定律的应用]如图3甲所示，一个圆形线圈的匝数n＝100，线圈面积S＝200 cm2，线圈的电阻r＝1 Ω，线圈外接一个阻值R＝4 Ω的电阻，把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中，磁感应强度随时间变化规律如图乙所示．下列说法中正确的是(　　) 图3 A．线圈中的感应电流方向为顺时针方向 B．电阻R两端的电压随时间均匀增大 C．线圈电阻