2022年高中物理一轮复习教案法拉第电磁感应定律自感和涡流.docx
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1、精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -考点二法拉第电磁感应定律自感和涡流基础点学问点 1法拉第电磁感应定律1 感 应 电 动 势1概念:在电磁感应现象中产生的电动势.2产生条件:穿过回路的磁通量发生转变,与电路是否闭合无关.3方向判定:感应电动势的方向用楞次定律或右手定就判定. 2 法 拉 第 电 磁 感 应 定 律1内容:感应电动势的大小跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比.2公式: E n t ,其中 n 为线圈匝数.E3感应电流与感应电动势的关系:遵守闭合电路的欧姆定律,即I R r.3 导 体 切 割 磁 感 线 时 的 感 应 电
2、动 势1垂直切割: E Bl v,式中 l 为导体切割磁感线的有效长度.2不垂直切割:EBl vsin ,式中 为 v 与 B 的夹角.13匀速转动:导体棒在垂直匀强磁场方向以角速度绕一端转动切割磁感线时,E 2Bl2.学问点 2自感涡流1 自感现象: 由于通过导体自身的电流发生变化而产生的电磁感应现象.2 自 感 电 动 势1定义:在自感现象中产生的感应电动势.I2表达式: E L t.3自感系数L相关因素:与线圈的大小、外形、圈数以及是否有铁芯等因素有关.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_单位:亨利H,常用单位仍有毫亨mH 、微亨 H.1 mH 103 H,1 H 10 6
3、H .可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_3 涡流: 当线圈中的电流发生变化时,在它邻近的导体中产生的像水的旋涡一样的感应电流.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,安培力的方向总是阻碍导体的相对运动.2 电磁驱动:假如磁场相对于导体转动,在导体中产生的感应电流使导体受到安培力的作用而运动起来.3电磁阻尼和电磁驱动的原理表达了楞次定律的推广应用.重难点一、法拉第电磁感应定律的懂得可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 1 页,共 12 页 - - - - - - - - - -可编辑资料
4、 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_比较项1 磁通量 、磁通量的变化量、磁通量的变化率的比较t可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_磁通量 磁通量的变化量磁通量的变化率目t可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_物理意义某时刻穿过某个面的磁感线的条数某一段时间内穿过某个面的磁通量的变化量穿过某个面的磁通量变化的快慢可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_21S可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_ BS,S 是与 B 垂直的大小 BS
5、Btt可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_面的面积B可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_穿过某个面有方向相反的磁感线,就不能直接用留意 BS 求解,应考虑相反方向的磁通量抵消后所剩余的磁通量 SB开头时和转过180时的平面都与磁场垂直, 但穿过平面的磁通量是一正一负, 2BS,而不是 0 Stt既不表示磁通量的大小,也不表示变化的多少.实际它就是单匝线圈上产生的电动势可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_最大线圈平面与磁感线平行时, 0,但 t附注线圈平面与磁感线垂直时, 最大,但 0t2 法拉第电磁感应定律应用的三种情形S1磁通量的变化是由面积变化引起时,B
6、S,就 E n t B.BS可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_2磁通量的变化是由磁场变化引起时, BS,就 E n效面积.,S 是磁场范畴内的有t可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_3磁通量的变化是由于面积和磁场变化共同引起的,就依据定义求, 末 初,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_E nB2S2 B1S1tnBSt.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_3 应用法拉第电磁感应定律应留意的三个问题1公式 En t 求解的是一个回路中某段时间内的平均电动势,在磁通量匀称变化时,瞬时值才等于平均值.B2利用公式EnSt 求感应电动势时,S 为线圈
7、在磁场范畴内的有效面积.3通过回路截面的电荷量q 仅与 n、 和回路电阻R 有关,与时间长短无关.推导如可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_下: q I t ntn可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_tR R.特殊提示1感应电动势的大小由线圈的匝数n 和穿过线圈的磁通量的变化率t 共同打算,而与磁通量 的大小、变化量 的大小没有必定联系.(2) E n t 的讨论对象是一个回路,而不是一段导体.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 2 页,共 12 页 - - - - - - - - - -可编辑资
8、料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -(3) E n t 求的是 t 时间内的平均感应电动势,当t 0 时,就 E 为瞬时感应电动势.(4) E n t 求得的电动势是整个回路的感应电动势,而不是回路中某段导体的电动势,整个回路的电动势为零,其回路中某段导体的感应电动势不肯定为零.二、导体切割磁感线产生的感应电动势1 导体平动切割磁感线对于导体平动切割磁感线产生感应电动势的运算式E Bl v,应从以下几个方面懂得和把握.1正交性本公式是在肯定条件下得出的,除了磁场是匀强磁场,仍需B、l 、v 三者相互垂直.实际问题中当
9、它们不相互垂直时,应取垂直的重量进行运算,公式可为EBl vsin ,为 B 与 v 方向间的夹角.2平均性导体平动切割磁感线时,如v 为平均速度,就E 为平均感应电动势,即E Bl v .3瞬时性如 v 为瞬时速度,就E 为相应的瞬时感应电动势.4有效性公式中的 l 为有效切割长度,即导体与v 垂直的方向上的投影长度.下图中有效长度分别为:甲图: l cdsin简单错算成l absin.乙图:沿 v 1 方向运动时, l MN .沿 v 2 方向运动时,l 0.丙图:沿 v 1 方向运动时, l 2R. 沿 v 2 方向运动时,l 0.沿 v 3 方向运动时,l R.5相对性EBl v 中的
10、速度v 是相对于磁场的速度,如磁场也运动时,应留意速度间的相对关系.2 导体转动切割磁感线可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 3 页,共 12 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -当导体在垂直于磁场的平面内,绕一端以角速度匀速转动时, 产生的感应电动势为EBl v 1Bl 2,如图甲所示.21以中点为轴时,E 0不同两段的代数和.121可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_2以端点为轴
11、时,EBl平均速度取中点位置时的线速度 22l.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_13以任意点为轴时,E Bl 2 l 2不同两段的代数和.2124长为 l 的导体棒AB 绕其延长线上的O 点OA r匀速转动时,电动势为E Bl v 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_v1 v2r r lBlBl,如图乙所示.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_221 L2 的另一种推导方法:(5) E B2长为 L 的导体棒在磁感应强度为B 的匀强磁场中匀速转过角度时,所用时间为t,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - -
12、- - - - -第 4 页,共 12 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_扇形面积S 2,就 BS 2,所以 E 12 12.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_2LBL2 BLt2 BL t2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_3 公式 E n t 与 E Bl v 的区分与联系E n tEBl v可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_讨论对象讨论内容区分闭合回路回路中做切割磁感线运
13、动的那部分导体1如 v 为瞬时速度,就求的是瞬时感应1 求的是 t 时间内的平均感应电动势,E 与某段电动势时间或某个过程对应2如 v 为平均速度,就求的是平均感应(2) t 0 时 E 为瞬时感应电动势可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_适用范畴联系电动势对任何电路普遍适用只适用于导体切割磁感线运动的情形 (1) E Bl v 可由 E n t 在肯定条件下推导出来2 当导体切割磁感线运动时用E Bl v 求 E 便利,当得知穿过回路的磁通量发生变化情形时,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_求用 E ntE 比较便利可
14、编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_特殊提示感生电动势与动生电动势的区分:感生电动势动生电动势产生缘由磁场的变化导体做切割磁感线运动可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_移动电荷的非静电力回路中相当于电源的部分感生电场对自由电荷的电场力处于变化磁场中的线圈部分导体中自由电荷所受洛伦兹力沿导体方向的分力做切割磁感线运动的导体通常由右手定就判定, 也可由楞次定可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_方向判定方法由楞次定律判定律判定通常由 EBl v sin运算,也可由E可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_大小运算方法由 E 可编辑资料 - - - 欢迎下载精
15、品_精品资料_三、自感和涡流1 自感现象的四大特点n t 运算 n运算 t可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_1自感电动势总是阻碍导体中原电流的变化.2通过线圈中的电流不能发生突变,只能缓慢变化.3电流稳固时,自感线圈就相当于一般导体.4 线圈的自感系数越大,自感现象越明显,自感电动势只是延缓了过程的进行,但它不能使过程停止,更不能使过程反向.2 自感现象中 “ 闪亮 ”与“ 不闪亮 ” 问题可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 5 页,共 12 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - -
16、 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -与线圈串联的灯泡与线圈并联的灯泡电路图续表与线圈串联的灯泡与线圈并联的灯泡通电时电流逐步增大, 灯泡逐步变亮电流突然增大,然后逐步减小达到稳固电路中稳态电流为I 1、I 2:可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_断电时电流逐步减小,灯泡逐步变暗,电流方向不变如 I 2 I 1,灯泡逐步变暗.如 I 2 I 1,灯泡闪亮后逐步变暗.两种情形灯泡中电流方向均转变可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_3.通电自感与断电自感有何区分与联系通电自感断电自感电路图器材A1、A2 同规格,
17、 R RL, L 较大RL. RA规格可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_现象缘由能量转化在 S 闭合瞬时, A2 灯立刻亮起来,A1 灯逐步变亮,最终一样亮由于开关闭合时,流过电感线圈的电流快速增大,使线圈产生自感电动势,阻碍了电流的增大,使流过 A1 灯的电流比流过A2 灯的电流增加得慢在开关 S 断开时, 灯 A 突然闪亮一下后慢慢熄灭断开开关S 时,流过线圈L 的电流减小,产 生自感电动势,阻碍了电流的减小,且在S 断开后,在A 灯和线圈L 间形成闭合回路, 通过 L 的电流反向通过A 灯,由于RL . RA,使得流过 A 灯的电流在开关断开瞬时突然增大,随后逐步减小可编辑
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