（江蘇專版）2020版高考物理一輪復習 第九章 第2節(jié) 法拉第電磁感應定律講義（含解析）.doc
《（江蘇專版）2020版高考物理一輪復習 第九章 第2節(jié) 法拉第電磁感應定律講義（含解析）.doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《（江蘇專版）2020版高考物理一輪復習 第九章 第2節(jié) 法拉第電磁感應定律講義（含解析）.doc（10頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。
法拉第電磁感應定律 (1)線圈中磁通量越大，產生的感應電動勢越大。() (2)線圈中磁通量變化越大，產生的感應電動勢越大。() (3)線圈中磁通量變化越快，產生的感應電動勢越大。(√) (4)線圈匝數n越多，磁通量越大，產生的感應電動勢也越大。() (5)磁場相對于導體棒運動時，導體棒中也可能產生感應電動勢。(√) (6)對于同一線圈，當電流變化越快時，線圈中的自感電動勢越大。(√) (7)自感電動勢阻礙電流的變化，但不能阻止電流的變化。(√) 紐曼、韋伯于1845年和1846年先后提出法拉第電磁感應定律。 突破點(一) 法拉第電磁感應定律的應用 1．法拉第電磁感應定律的理解 (1)感應電動勢的大小由線圈的匝數和穿過線圈的磁通量的變化率共同決定，而與磁通量Φ的大小、變化量ΔΦ的大小沒有必然聯系。 (2)磁通量的變化率對應Φt圖線上某點切線的斜率。 2．應用法拉第電磁感應定律的三種情況 (1)磁通量的變化是由面積變化引起時，ΔΦ＝BΔS，則E＝n； (2)磁通量的變化是由磁場變化引起時，ΔΦ＝ΔBS，則E＝n； (3)磁通量的變化是由面積和磁場變化共同引起時，則根據定義求，ΔΦ＝Φ末－Φ初，E＝n≠n。 [典例] (2016北京高考)如圖所示，勻強磁場中有兩個導體圓環(huán)a、b，磁場方向與圓環(huán)所在平面垂直。磁感應強度B隨時間均勻增大。兩圓環(huán)半徑之比為2∶1，圓環(huán)中產生的感應電動勢分別為Ea和Eb。不考慮兩圓環(huán)間的相互影響。下列說法正確的是( ) A．Ea∶Eb＝4∶1，感應電流均沿逆時針方向 B．Ea∶Eb＝4∶1，感應電流均沿順時針方向 C．Ea∶Eb＝2∶1，感應電流均沿逆時針方向 D．Ea∶Eb＝2∶1，感應電流均沿順時針方向 [解析] 由楞次定律知，題中圓環(huán)感應電流產生的磁場與原磁場方向相反，故感應電流沿順時針方向。由法拉第電磁感應定律知E＝＝＝，由于兩圓環(huán)半徑之比Ra∶Rb＝2∶1，所以Ea∶Eb＝4∶1，選項B正確。 [答案] B [方法規(guī)律] 應用法拉第電磁感應定律應注意的三個問題 (1)公式E＝n求解的是一個回路中某段時間內的平均電動勢，在磁通量均勻變化時，瞬時值才等于平均值。 (2)利用公式E＝nS求感應電動勢時，S為線圈在磁場范圍內的有效面積。 (3)通過回路截面的電荷量q僅與n、ΔΦ和回路電阻R有關，與時間長短無關。推導如下：q＝Δt＝Δt＝。 [集訓沖關] 1.(2018徐州期末)如圖所示，a、b是用同種規(guī)格的銅絲做成的兩個單匝同心圓環(huán)，兩環(huán)半徑之比為2∶3，其中僅在a環(huán)所圍區(qū)域內有垂直于紙面向里的勻強磁場。當該勻強磁場的磁感應強度均勻增大時，a、b兩環(huán)內的感應電動勢大小和感應電流大小之比分別為( ) A．1∶1,3∶2 B．1∶1,2∶3 C．4∶9,2∶3 D．4∶9,9∶4 解析：選A 由法拉第電磁感應定律得：E＝n＝nS＝nπR2，因兩圓環(huán)內磁場面積相同，則得到Ea∶Eb＝1∶1。根據電阻定律r＝ρ＝ρ，兩線圈電阻之比ra∶rb＝Ra∶Rb＝2∶3。線圈中感應電流I＝，由上綜合得到：Ia∶Ib＝3∶2；故A正確，B、C、D錯誤。 2．[多選](2016江蘇高考)電吉他中電拾音器的基本結構如圖所示，磁體附近的金屬弦被磁化，因此弦振動時，在線圈中產生感應電流，電流經電路放大后傳送到音箱發(fā)出聲音。下列說法正確的有( ) A．選用銅質弦，電吉他仍能正常工作 B．取走磁體，電吉他將不能正常工作 C．增加線圈匝數可以增大線圈中的感應電動勢 D．弦振動過程中，線圈中的電流方向不斷變化 解析：選BCD 銅不能被磁化，銅質弦不能使電吉他正常工作，選項A錯誤；取走磁體后，金屬弦不能被磁化，弦的振動無法通過電磁感應轉化為電信號，音箱不能發(fā)聲，選項B正確；增加線圈匝數，根據法拉第電磁感應定律E＝n知，線圈的感應電動勢變大，選項C正確；弦振動過程中，線圈中的磁場方向不變，但磁通量一會兒增大，一會兒減小，則產生的感應電流的方向不斷變化，選項D正確。 3．如圖甲所示，一個圓形線圈的匝數n＝1 000，線圈面積S＝200 cm2，線圈的電阻r＝1 Ω，線圈外接一個阻值R＝4 Ω的電阻。把線圈放入一方向垂直線圈平面向里的勻強磁場中，磁感應強度隨時間變化規(guī)律如圖乙所示，則( ) A．前4 s內的感應電動勢為2 V B．在開始的2 s內穿過線圈的磁通量的變化量等于零 C．前4 s內通過電阻R的電流由下至上 D．后4 s內電路中的感應電流大小為0.4 A 解析：選C 前2 s內磁通量的變化量為：ΔΦ＝Φ2－Φ0＝S(B2－B0)＝20010－4(0.3－0.2)Wb＝210－3 Wb，由法拉第電磁感應定律，得前4 s內的感應電動勢為E＝nS＝1 00020010－4 V＝1 V，故A、B錯誤；由楞次定律可知，前4 s 內產生的感應電流為逆時針方向，通過電阻R的電流由下至上，故C正確；由歐姆定律，2～4 s內電路中的感應電流大小為I＝＝ A＝0.2 A，4～6 s內感應電動勢為E′＝nS＝1 00020010－4 V＝4 V，感應電流I′＝＝0.8 A，故D錯誤。 突破點(二) 導體切割磁感線產生感應電動勢的計算 1．導體平動切割磁感線 對于導體平動切割磁感線產生感應電動勢的計算式E＝Blv，應注意以下幾個方面： (1)正交性：本公式是在一定條件下得出的，除了磁場是勻強磁場外，還需B、l、v三者相互垂直。 (2)對應性：若v為平均速度，則E為平均感應電動勢，即＝Bl。若v為瞬時速度，則E為相應的瞬時感應電動勢。 (3)相對性：E＝Blv中的速度v是相對于磁場的速度，若磁場也運動，應注意速度間的相對關系。 (4)有效性：公式中的l為有效切割長度，即導體與v垂直的方向上的投影長度。圖中有效長度分別為： 甲圖：l＝cdsin β。 乙圖：沿v1方向運動時，l＝MN；沿v2方向運動時，l＝0。 丙圖：沿v1方向運動時，l＝R；沿v2方向運動時，l＝0；沿v3方向運動時，l＝R。 2．導體轉動切割磁感線 當導體在垂直于磁場的平面內，繞一端以角速度ω勻速轉動時，產生的感應電動勢為E＝Bl＝Bl2ω，如圖所示。 3．公式E＝n與E＝Blv的區(qū)別與聯系 E＝n E＝Blv 區(qū)別 研究對象 閉合回路 垂直切割磁感線的那部分導體 研究內容 求的是Δt時間內的平均感應電動勢，E與某段時間或某個過程對應 (1)若v為瞬時速度，則求的是瞬時感應電動勢 (2)若v為平均速度，則求的是平均感應電動勢 聯系 (1)本質上是統一的，E＝Blv可由E＝n在一定條件下推導出來 (2)當導體切割磁感線運動時用E＝Blv求E方便，當得知穿過回路的磁通量發(fā)生變化情況時，用E＝n求E比較方便 [典例] [多選](2017全國卷Ⅱ)兩條平行虛線間存在一勻強磁場，磁感應強度方向與紙面垂直。邊長為0.1 m、總電阻為0.005 Ω的正方形導線框abcd位于紙面內，cd邊與磁場邊界平行，如圖甲所示。已知導線框一直向右做勻速直線運動，cd邊于t＝0時刻進入磁場。線框中感應電動勢隨時間變化的圖線如圖乙所示(感應電流的方向為順時針時，感應電動勢取正)。下列說法正確的是( ) A．磁感應強度的大小為0.5 T B．導線框運動速度的大小為0.5 m/s C．磁感應強度的方向垂直于紙面向外 D．在t＝0.4 s至t＝0.6 s這段時間內，導線框所受的安培力大小為0.1 N [思路點撥] 根據線框勻速運動的位移和時間求出速度，結合E＝BLv求出磁感應強度，根據感應電流的方向，結合楞次定律得出磁場的方向。根據安培力公式得出導線框所受的安培力。 [解析] 由題圖乙可知，導線框運動的速度大小v＝＝ m/s＝0.5 m/s，B項正確；導線框進入磁場的過程中，cd邊切割磁感線，由E＝BLv，得B＝＝ T＝0.2 T，A項錯誤；由題圖乙可知，導線框進入磁場的過程中，感應電流 的方向為順時針方向，根據楞次定律可知，磁感應強度方向垂直紙面向外，C項正確；在0.4～0.6 s這段時間內，導線框正在出磁場，回路中的電流大小I＝＝ A＝2 A，則導線框受到的安培力F＝BIL＝0.220.1 N＝0.04 N，D項錯誤。 [答案] BC [集訓沖關] 1.[多選]如圖所示，一導線彎成半徑為a的半圓形閉合回路。虛線MN右側有磁感應強度為B的勻強磁場。方向垂直于回路所在的平面?；芈芬运俣葀向右勻速進入磁場，直徑CD始終與MN垂直。從D點到達邊界開始到C點進入磁場為止，下列結論正確的是( ) A．感應電流方向不變 B．CD段直線始終不受安培力 C．感應電動勢最大值E＝Bav D．感應電動勢平均值E＝πBav 解析：選ACD 半圓形閉合回路在進入磁場的過程中，磁通量增加，磁場方向垂直紙面向里，根據楞次定律，知感應電流的方向為逆時針方向，方向不變，故A正確；CD段中有感應電流通過，且CD段與磁場垂直，所以必定受到安培力，且安培力方向豎直向下，故B錯誤；切割的有效長度的最大值為a，則感應電動勢的最大值 E＝Bav，故C正確；根據法拉第電磁感應定律得：＝＝＝πBav，故D正確。 2.[多選]如圖所示是法拉第制作的世界上第一臺發(fā)電機的模型原理圖。把一個半徑為r的銅盤放在磁感應強度大小為B的勻強磁場中，使磁感線水平向右垂直穿過銅盤，銅盤安裝在水平的銅軸上。兩塊銅片C、D分別與轉動軸和銅盤的邊緣接觸。G為靈敏電流表?，F使銅盤按照圖示方向以角速度ω勻速轉動，下列說法正確的是( ) A．C點電勢一定低于D點電勢 B．圓盤中產生的感應電動勢大小為Bωr2 C．電流表中的電流方向為由a到b D．若銅盤不轉動，使所加磁場的磁感應強度均勻增大，在銅盤中可以產生渦流 解析：選AD 將銅盤看做無數條由中心指向邊緣的銅棒組合而成，當銅盤轉動時，每根金屬棒都在切割磁感線，相當于電源，由右手定則可知，銅盤邊緣為電源正極，中心為負極，C點電勢低于D點電勢，故A正確；回路中產生的感應電動勢E＝B＝Br2ω，故B錯誤；此電源對外電路供電，電流方向由b經電流表再從a流向銅盤，故C錯誤；若銅盤不轉動，使所加磁場的磁感應強度均勻增大，在銅盤中產生感生電場，使銅盤中的自由電荷在電場力作用下定向移動，形成渦旋電流，故D正確。 突破點(三) 通電自感和斷電自感 1．通電自感和斷電自感的比較 通電自感 斷電自感 電路圖 器材 A1、A2同規(guī)格，R＝RL，L較大 L很大(有鐵芯)，RL
- 配套講稿：
如PPT文件的首頁顯示word圖標，表示該PPT已包含配套word講稿。雙擊word圖標可打開word文檔。
- 特殊限制：
部分文檔作品中含有的國旗、國徽等圖片，僅作為作品整體效果示例展示，禁止商用。設計者僅對作品中獨創(chuàng)性部分享有著作權。
- 關 鍵 詞：
- 江蘇專版2020版高考物理一輪復習 第九章 第2節(jié) 法拉第電磁感應定律講義含解析 江蘇 專版 2020 高考 物理 一輪 復習 第九 法拉第 電磁感應 定律 講義 解析
裝配圖網所有資源均是用戶自行上傳分享，僅供網友學習交流，未經上傳用戶書面授權，請勿作他用。
鏈接地址：http://zhongcaozhi.com.cn/p-6313866.html