高考物理一輪復(fù)習(xí) 第九章第2單元法拉第電磁感應(yīng)定律自感和渦流課件 新人教版（安徽 北京專版）

思維啟動(dòng)思維啟動(dòng)如圖如圖921所示，當(dāng)導(dǎo)體棒在垂直于所示，當(dāng)導(dǎo)體棒在垂直于磁場的平面內(nèi)，繞其一端為軸，磁場的平面內(nèi)，繞其一端為軸， 以角以角速度速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢 圖圖921為為E_。4磁通量、磁通量的變化量、磁通量的變化率的區(qū)別磁通量、磁通量的變化量、磁通量的變化率的區(qū)別 應(yīng)用升級(jí)應(yīng)用升級(jí)1一矩形線框置于勻強(qiáng)磁場中，線框平面與磁場方向垂一矩形線框置于勻強(qiáng)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(yīng)強(qiáng)度在直，先保持線框的面積不變，將磁感應(yīng)強(qiáng)度在1 s時(shí)間時(shí)間內(nèi)均勻地增大到原來的兩倍，接著保持增大后的磁感內(nèi)均勻地增大到原來的兩倍，接著保持增大后的磁感應(yīng)強(qiáng)度不變，在應(yīng)強(qiáng)度不變，在1 s時(shí)間內(nèi)，再將線框的面積均勻地減時(shí)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(gè)過程中，線框中感應(yīng)電動(dòng)小到原來的一半，先后兩個(gè)過程中，線框中感應(yīng)電動(dòng)勢的比值為勢的比值為 ()A1/2B1C2 D4答案：答案：B思維啟動(dòng)思維啟動(dòng)在如圖在如圖922所示的電路中，兩個(gè)所示的電路中，兩個(gè)相同的小燈泡相同的小燈泡L1和和L2分別串聯(lián)一個(gè)分別串聯(lián)一個(gè)帶鐵芯的電感線圈帶鐵芯的電感線圈L和一個(gè)滑動(dòng)變阻和一個(gè)滑動(dòng)變阻器器R。閉合開關(guān)。閉合開關(guān)S后，調(diào)整后，調(diào)整R，使，使L1和和L2發(fā)光的亮度一樣，此時(shí)流過兩個(gè)燈發(fā)光的亮度一樣，此時(shí)流過兩個(gè)燈 圖圖922泡的電流為泡的電流為I。然后，斷開。然后，斷開S。若。若t時(shí)刻再閉合時(shí)刻再閉合S，則在，則在t前后的一小段時(shí)間內(nèi)，前后的一小段時(shí)間內(nèi)， 試畫出能正確反映流過試畫出能正確反映流過L1的電的電流流i1、流過、流過L2的電流的電流i2隨時(shí)間隨時(shí)間t變化的圖像。變化的圖像。提示：提示：閉合開關(guān)閉合開關(guān)S后，調(diào)整后，調(diào)整R，使兩個(gè)燈泡，使兩個(gè)燈泡L1、L2發(fā)光的亮發(fā)光的亮度一樣，電流為度一樣，電流為I，說明，說明RLR。若。若t時(shí)刻再閉合時(shí)刻再閉合S，流過電，流過電感線圈感線圈L和燈泡和燈泡L1的電流增大，使電感線圈的電流增大，使電感線圈L產(chǎn)生自感電動(dòng)產(chǎn)生自感電動(dòng)勢，阻礙了流過勢，阻礙了流過L1的電流的電流i1增大，增大，直至到達(dá)電流直至到達(dá)電流I，流過燈泡，流過燈泡L2的電流的電流i2立即達(dá)到電流立即達(dá)到電流I。所以。所以電流圖像如圖所示：電流圖像如圖所示：4通電自感和斷電自感的比較通電自感和斷電自感的比較 兩種自兩種自感感比較項(xiàng)目比較項(xiàng)目通電自感通電自感斷電自感斷電自感電路圖電路圖 兩種自感兩種自感比較項(xiàng)目比較項(xiàng)目通電自感通電自感斷電自感斷電自感器材要求器材要求A1、A2同規(guī)格，同規(guī)格，RRL，L較大較大L很大很大(有鐵芯有鐵芯)現(xiàn)象現(xiàn)象在在S閉合瞬間，燈閉合瞬間，燈A2立即亮起來，立即亮起來，燈燈A1逐漸變亮，逐漸變亮，最終一樣亮最終一樣亮在開關(guān)在開關(guān)S斷開時(shí)，燈斷開時(shí)，燈A漸漸熄滅或閃亮一下漸漸熄滅或閃亮一下再熄滅再熄滅 兩種自感兩種自感比較項(xiàng)目比較項(xiàng)目通電自感通電自感斷電自感斷電自感原因原因由于開關(guān)閉合時(shí)，流由于開關(guān)閉合時(shí)，流過電感線圈的電流迅過電感線圈的電流迅速增大，線圈產(chǎn)生自速增大，線圈產(chǎn)生自感電動(dòng)勢，阻礙了電感電動(dòng)勢，阻礙了電流的增大，使流過燈流的增大，使流過燈A1的電流比流過燈的電流比流過燈A2的電流增加得慢的電流增加得慢S斷開時(shí)，線圈斷開時(shí)，線圈L產(chǎn)生自感電動(dòng)產(chǎn)生自感電動(dòng)勢，阻礙了電流的減小，使電勢，阻礙了電流的減小，使電流繼續(xù)存在一段時(shí)間；燈流繼續(xù)存在一段時(shí)間；燈A中電中電流反向不會(huì)立即熄滅。若流反向不會(huì)立即熄滅。若RLIA，則，則A燈熄燈熄滅前要閃亮一下。若滅前要閃亮一下。若RLRA，原來的電流原來的電流ILIA，則燈，則燈A逐漸逐漸熄滅不再閃亮一下熄滅不再閃亮一下能量轉(zhuǎn)化情況能量轉(zhuǎn)化情況電能轉(zhuǎn)化為磁場能電能轉(zhuǎn)化為磁場能磁場能轉(zhuǎn)化為電能磁場能轉(zhuǎn)化為電能 應(yīng)用升級(jí)應(yīng)用升級(jí)2.在圖在圖923所示的電路中，兩個(gè)靈所示的電路中，兩個(gè)靈 敏電流表敏電流表G1和和G2的零點(diǎn)都在刻度盤的零點(diǎn)都在刻度盤 中央，當(dāng)電流從中央，當(dāng)電流從“”接線柱流入時(shí)，接線柱流入時(shí)， 指針向右擺；電流從指針向右擺；電流從“”接線柱流入接線柱流入 時(shí)，指針向左擺。在電路接通后再斷時(shí)，指針向左擺。在電路接通后再斷 圖圖923 開的瞬間，下列說法中符合實(shí)際情況的是開的瞬間，下列說法中符合實(shí)際情況的是 ()AG1表指針向左擺，表指針向左擺，G2表指針向右擺表指針向右擺BG1表指針向右擺，表指針向右擺，G2表指針向左擺表指針向左擺CG1、G2表的指針都向左擺表的指針都向左擺DG1、G2表的指針都向右擺表的指針都向右擺解析：解析：電路接通后線圈中電流方向向右，當(dāng)電路斷開時(shí)，電路接通后線圈中電流方向向右，當(dāng)電路斷開時(shí)，線圈中電流減小，產(chǎn)生與原方向相同的自感電動(dòng)勢，與線圈中電流減小，產(chǎn)生與原方向相同的自感電動(dòng)勢，與G2和電阻組成閉合回路，所以和電阻組成閉合回路，所以G1中電流方向向右，中電流方向向右，G2中中電流方向向左，即電流方向向左，即G1指針向右擺，指針向右擺，G2指針向指針向左擺。左擺。B項(xiàng)正確。項(xiàng)正確。答案：答案：B圖圖924(1)通過電阻通過電阻R1上的電流大小和方向；上的電流大小和方向；(2)通過電阻通過電阻R1上的電荷量上的電荷量q及電阻及電阻R1上產(chǎn)生的熱量。上產(chǎn)生的熱量。思路點(diǎn)撥思路點(diǎn)撥拓展訓(xùn)練拓展訓(xùn)練1.半徑為半徑為a的圓形區(qū)域內(nèi)有均勻磁場，磁的圓形區(qū)域內(nèi)有均勻磁場，磁 感應(yīng)強(qiáng)度為感應(yīng)強(qiáng)度為B0.2 T，磁場方向垂直紙，磁場方向垂直紙 面向里，半徑為面向里，半徑為b的金屬圓環(huán)與磁場同的金屬圓環(huán)與磁場同 心地放置，磁場與環(huán)面垂直，其中心地放置，磁場與環(huán)面垂直，其中a 0.4 m，b0.6 m, 金屬環(huán)上分別接有燈金屬環(huán)上分別接有燈 圖圖925 L1、L2，兩燈的電阻均為，兩燈的電阻均為R02 ，一金屬棒，一金屬棒MN與金屬與金屬 環(huán)接觸良好，棒與環(huán)的電阻均忽略不計(jì)。環(huán)接觸良好，棒與環(huán)的電阻均忽略不計(jì)。答案：答案：(1)0.8 V0.4 A(2)1.28102W知識(shí)檢索知識(shí)檢索 公式公式EBlv的有效性和相對性的有效性和相對性(1)有效性：公式中的有效性：公式中的l為有效切割長度，即導(dǎo)體與為有效切割長度，即導(dǎo)體與v垂直的垂直的 方向上的投影長度。圖中有效長度分別為：方向上的投影長度。圖中有效長度分別為：圖圖9-2-6典題例析典題例析例例2在范圍足夠大，方向豎直向下在范圍足夠大，方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，的勻強(qiáng)磁場中，B0.2 T，有一水平，有一水平放置的光滑框架，寬度為放置的光滑框架，寬度為L0.4 m，如圖如圖927示，框架上放置一質(zhì)量示，框架上放置一質(zhì)量 圖圖927為為0.05 kg、電阻為、電阻為1 的金屬桿的金屬桿cd，框架電阻不計(jì)。若桿，框架電阻不計(jì)。若桿cd以恒定加速度以恒定加速度a2 m/s2，由靜止開始做勻變速運(yùn)動(dòng)，求：，由靜止開始做勻變速運(yùn)動(dòng)，求： 答案答案(1)0.4 V(2)0.8 A(3)0.164 N拓展訓(xùn)練拓展訓(xùn)練2.金屬桿金屬桿MN和和PQ間距為間距為l，MP間間 接有電阻接有電阻R，磁場如圖，磁場如圖928所所 示，磁感應(yīng)強(qiáng)度為示，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。金屬棒。金屬棒AB 長為長為2l，由圖示位置以，由圖示位置以A為軸，以為軸，以 圖圖928 角速度角速度勻速轉(zhuǎn)過勻速轉(zhuǎn)過90(順時(shí)針順時(shí)針)。求該過程中。求該過程中(其他電其他電 阻不計(jì)阻不計(jì))： (1)R上的最大電功率。上的最大電功率。 (2)通過通過R的電量。的電量。知識(shí)檢索知識(shí)檢索(1)線圈總是阻礙電流變化。電流增大時(shí)，它阻礙電流線圈總是阻礙電流變化。電流增大時(shí)，它阻礙電流的增大，相當(dāng)于電阻；電流減小時(shí)，它阻礙電流的的增大，相當(dāng)于電阻；電流減小時(shí)，它阻礙電流的減小，相當(dāng)于電源。減小，相當(dāng)于電源。(2)斷電時(shí)，與線圈組成的閉合電路中，電流的大小和斷電時(shí)，與線圈組成的閉合電路中，電流的大小和方向與線圈中原來電流相同。方向與線圈中原來電流相同。典題例析典題例析例例3如圖如圖929所示的電路中，三個(gè)相同的燈泡所示的電路中，三個(gè)相同的燈泡a、b、c和電感線圈和電感線圈L1、L2與直流電源連接，電感線圈的與直流電源連接，電感線圈的電阻忽略不計(jì)。開關(guān)電阻忽略不計(jì)。開關(guān)S從閉合狀態(tài)突然斷開時(shí)，下列判從閉合狀態(tài)突然斷開時(shí)，下列判斷正確的有斷正確的有()圖圖929Aa先變亮，然后逐漸變暗先變亮，然后逐漸變暗Bb先變亮，然后逐漸變暗先變亮，然后逐漸變暗Cc先變亮，然后逐漸變暗先變亮，然后逐漸變暗Db、c都逐漸變亮都逐漸變亮思路點(diǎn)撥思路點(diǎn)撥分析此類問題應(yīng)先明確原電流的方向，分析此類問題應(yīng)先明確原電流的方向，然后判斷自感電流的方向及大小變化。在斷開開關(guān)然后判斷自感電流的方向及大小變化。在斷開開關(guān)時(shí)還要看線圈和用電器能不能形成回路。時(shí)還要看線圈和用電器能不能形成回路。解析解析a、b、c三個(gè)燈泡相同，設(shè)三個(gè)燈泡相同，設(shè)S閉合時(shí)通過三個(gè)燈泡閉合時(shí)通過三個(gè)燈泡的電流均是的電流均是I，則，則L1中的電流為中的電流為2I，L2中的電流為中的電流為I。在。在S斷開瞬間，斷開瞬間，L1中的電流由中的電流由2I逐漸減小，逐漸減小，L2的電流由的電流由I逐漸逐漸減小，減小，L1、L2中的產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向相同，故中的產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向相同，故b、c兩兩燈的電流逐漸減小，即燈的電流逐漸減小，即b、c兩燈逐漸變暗，兩燈逐漸變暗，B、C、D；兩個(gè)支路的電流匯集后為兩個(gè)支路的電流匯集后為2I通過通過a燈，燈，a燈電流由燈電流由2I反向減反向減弱，故弱，故a燈中的先變亮再逐漸變暗，即燈中的先變亮再逐漸變暗，即A正確。正確。答案答案A1(2011廣東高考廣東高考)將閉合多匝線圈置于僅隨時(shí)間變化的將閉合多匝線圈置于僅隨時(shí)間變化的磁場中，線圈平面與磁場方向垂直，關(guān)于線圈中產(chǎn)生磁場中，線圈平面與磁場方向垂直，關(guān)于線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢和感應(yīng)電流，下列表述正確的是的感應(yīng)電動(dòng)勢和感應(yīng)電流，下列表述正確的是()A感應(yīng)電動(dòng)勢的大小與線圈的匝數(shù)無關(guān)感應(yīng)電動(dòng)勢的大小與線圈的匝數(shù)無關(guān)B穿過線圈的磁通量越大，感應(yīng)電動(dòng)勢越大穿過線圈的磁通量越大，感應(yīng)電動(dòng)勢越大C穿過線圈的磁通量變化越快，感應(yīng)電動(dòng)勢越大穿過線圈的磁通量變化越快，感應(yīng)電動(dòng)勢越大D感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向與原磁場方向始終相同感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向與原磁場方向始終相同答案：答案：C答案：答案：D3(2012蚌埠模擬蚌埠模擬)如圖如圖9211所示，所示， 電路中電路中A、B是完全相同的燈泡，是完全相同的燈泡，L是是 一帶鐵芯的線圈。開關(guān)一帶鐵芯的線圈。開關(guān)S原來閉合，原來閉合， 則開關(guān)則開關(guān)S斷開的瞬間斷開的瞬間 () 圖圖9211 AL中的電流方向改變，燈泡中的電流方向改變，燈泡B立即熄滅立即熄滅 BL中的電流方向不變，燈泡中的電流方向不變，燈泡B要過一會(huì)兒才熄滅要過一會(huì)兒才熄滅 CL中的電流方向改變，燈泡中的電流方向改變，燈泡A比比B熄滅慢熄滅慢 DL中的電流方向不變，燈泡中的電流方向不變，燈泡A比比B熄滅慢熄滅慢解析：解析：當(dāng)開關(guān)當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，斷開時(shí)，L與燈泡與燈泡A組成回路，由于自感，組成回路，由于自感，L中的電流由原來數(shù)值逐漸減小，電流方向不變，中的電流由原來數(shù)值逐漸減小，電流方向不變，A燈熄滅要燈熄滅要慢；慢；B燈電流瞬間消失，立即熄滅，正確的選項(xiàng)為燈電流瞬間消失，立即熄滅，正確的選項(xiàng)為D。答案：答案：D4(2012濟(jì)南檢測濟(jì)南檢測)如圖如圖9212所示所示 空間存在兩個(gè)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均空間存在兩個(gè)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均 為為B，方向相反且垂直紙面，方向相反且垂直紙面，MN、PQ 為其邊界，為其邊界，OO為其對稱軸一導(dǎo)線折為其對稱軸一導(dǎo)線折 成邊長為成邊長為l的正方形閉合回路的正方形閉合回路abcd，回路，回路 圖圖9212 在紙面內(nèi)以恒定速度在紙面內(nèi)以恒定速度v0向右運(yùn)動(dòng)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)到關(guān)于向右運(yùn)動(dòng)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)到關(guān)于OO對稱對稱 的位置時(shí)下列判斷錯(cuò)誤的是的位置時(shí)下列判斷錯(cuò)誤的是 ()A穿過回路的磁通量為零穿過回路的磁通量為零B回路中感應(yīng)電動(dòng)勢大小為回路中感應(yīng)電動(dòng)勢大小為2Blv0C回路中感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針方向回路中感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針方向D回路中回路中ab邊與邊與cd邊所受安培力方向相同邊所受安培力方向相同解析：解析：當(dāng)回路運(yùn)動(dòng)到關(guān)于當(dāng)回路運(yùn)動(dòng)到關(guān)于OO對稱的位置時(shí)，穿過回路對稱的位置時(shí)，穿過回路的兩個(gè)相反方向的磁場面積相等，且磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均的兩個(gè)相反方向的磁場面積相等，且磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為為B，穿過回路的磁通量為零，選項(xiàng)，穿過回路的磁通量為零，選項(xiàng)A正確；正確；ab、cd兩個(gè)兩個(gè)邊均切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，由右手定則可判斷出，邊均切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，由右手定則可判斷出，兩個(gè)邊產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向均為逆時(shí)針方向，所以回兩個(gè)邊產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向均為逆時(shí)針方向，所以回路中感應(yīng)電動(dòng)勢大小為路中感應(yīng)電動(dòng)勢大小為2Blv0，選項(xiàng)，選項(xiàng)B正確，選項(xiàng)正確，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；錯(cuò)誤；根據(jù)左手定則可判斷出回路中根據(jù)左手定則可判斷出回路中ab、cd兩個(gè)邊所受安培力兩個(gè)邊所受安培力的方向相同，選項(xiàng)的方向相同，選項(xiàng)D正確。正確。答案：答案：C