人教版高考总复习一轮物理精品课件 第11单元 电磁感应 第29讲 法拉第电磁感应定律、自感和涡流.ppt

第29讲法拉第电磁感应定律、自感和涡流

落实基础主干突破命题视角目录索引命题热点(九)命题热点(十)核心素养17核心素养18

落实基础主干

[练一练]1.判断下列说法对错(1)线圈中磁通量变化越大,产生的感应电动势越大。()(2)线圈中的电流越大,则自感系数也越大。()(3)Φ=0,不一定等于0。()(4)线圈匝数n越多,磁通量越大,产生的感应电动势也越大。()××√×

2.(多选)如图甲所示,空间存在一方向与纸面垂直、大小随时间变化的匀强磁场,虚线MN为磁场的边界。一硬质细导线的电阻率为ρ、横截面积为S,将该导线做成半径为r的圆环固定在纸面内,圆心O在MN上。t=0时磁感应强度的方向如图甲所示,磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示。则在t=0到t=t1的时间内()A.圆环所受安培力的方向始终不变B.圆环中的感应电流始终沿顺时针方向BC

突破命题视角

考点一法拉第电磁感应定律的理解和应用典例(2023湖北卷)近场通信(NFC)器件应用电磁感应原理进行通讯,其天线类似一个压平的线圈,线圈尺寸从内到外逐渐变大。如图所示,一正方形NFC线圈共3匝,其边长分别为1.0cm、1.2cm和1.4cm,图中线圈外线接入内部芯片时与内部线圈绝缘。若匀强磁场垂直通过此线圈,磁感应强度变化率为103T/s,则线圈产生的感应电动势最接近()A.0.30V B.0.44VC.0.59V D.4.30VB

议题说法对公式的理解1.公式E=n=0求解的是一个回路中某段时间内的平均电动势,在磁通量均匀变化时,瞬时值才等于平均值。2.感应电动势的大小由线圈的匝数和穿过线圈的磁通量的变化率共同决定,而与磁通量Φ的大小、磁通量的变化量ΔΦ的大小没有必然联系。3.磁通量的变化率对应Φ-t图像上某点切线的斜率。4.磁通量的变化仅由面积变化引起时,E=nB。5.磁通量的变化仅由磁场变化引起时,E=nS,注意S为线圈在磁场中的有效面积。6.磁通量的变化是由面积和磁场变化共同引起时,

考点二导体切割磁感线引起的感应电动势的计算1.导体平动切割磁感线(1)感应电动势公式:E=BLv(可由法拉第电磁感应定律推出)。(2)说明:①上式仅适用于导体各点以相同的速度在匀强磁场中切割磁感线的情况,且L、v与B两两垂直。②当L⊥B,L⊥v,而v与B成θ角时,感应电动势E=BLvsinθ。

④公式E=BLv中,若v是一段时间内的平均速度,则E为平均感应电动势;若v为瞬时速度,则E为瞬时感应电动势。③若导线是曲折的,则L应是导线的有效切割长度。下图中,导线的有效长度均为ab间的距离。

2.导体转动切割磁感线如图所示,导体棒以端点为轴,在垂直于磁感线的平面内以角速度ω匀速转动,产生的感应电动势E=Bωl2(用中点的线速度来计算)。

典例(2023江苏卷)如图所示,圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场,OC导体棒的O端位于圆心,棒的中点A位于磁场区域的边缘。现使导体棒绕O点在纸面内逆时针转动。O、A、C点电势分别为φO、φA、φC,则()A.φOφCB.φCφAC.φO=φAD.φO-φA=φA-φCA解析导体棒的OA部分切割磁感线,根据右手定则,在电源内部,电流方向由低电势指向高电势,故φOφA=φC,选项A正确。

变式练(2023辽宁卷)如图所示,空间中存在水平向右的匀强磁场,一导体棒绕固定的竖直轴OP在磁场中匀速转动,且始终平行于OP。导体棒两端的电势差u随时间t变化的图像可能正确的是()C

解析导体棒和磁感应强度B的方向垂直,开始时,导体棒的线速度v垂直于B,周期后,v和B的方向平行,根据交变电流的产生规律,导体棒两端的电势差u随时间t的函数关系为余弦函数关系,选项C正确。

考点三自感、涡流、电磁阻尼、电磁驱动的理解及应用考向1自感1.自感现象:由于通过导体的电流发生变化而引起的电磁感应现象叫自感现象。2.自感电动势:自感现象中产生的电动势叫自感电动势,。自感电动势与电流的变化率及自感系数L成正比。自感系数由导体本身的特性决定,线圈越长,单位长度上的匝数越多,横截面积越大,它的自感系数就越大;线圈中加入铁芯,自感系数也会增大。

3.通电自感与断电自感现象对比(1)通电自感:通电时电流增大,阻碍电流增大,自感电动势和原来电流方向相反。(2)断电自感:断电时电流减小,阻碍电流减小,自感电动势和原来电流方向相同。自感线圈的特点:闭合时,像电阻;稳定时,像导线;断开时,像电源。

(3)通电自感和断电自感的比较电路图??器材要求灯泡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,灯泡A2立