1、扬州市高三物理一轮复习导学案 选修 3-2 第 1 章 电磁感应 负责学校：江都中学 主备：朱维祥 编号：1第 2 课时 法拉第电磁感应定律 自感 涡流高三（ ） 姓名 评价 课前预习案【考纲考点】1. 理解计算感应电动势的两个公式 E=BLv 和 E= n 的区别和联系.t2. 理解自感、涡流产生，并能分析实际应用.【知识梳理】1. 法拉第电磁感应定律.(1) 内容:闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的 成正比. (2) 公式:E= ，其中 n 为线圈的 . 2. 部分导体切割磁感线时的感应电动势.(1) 导体在匀强磁场中平动.一般情况:运动速度 v 和磁感线方向夹角为 ，则 E=
2、. 常用情况:运动速度 v 和磁感线方向垂直，则 E= . (2) 导体棒在匀强磁场中转动.导体棒以端点为轴，在垂直于磁感线的平面内以角速度 匀速转动产生感应电动势E= (导体棒的长度为 L).3. 自感现象:由于导体本身的 变化而产生的电磁感应现象称为自感，由于自感而产生的感应电动势叫做 ，其大小 E= ，L 为自感系数. 4. 自感系数:L 与线圈的 、 、 以及是否有 等因素有关，其单位是 ，符号是 . 5. 涡流现象:在整块导体 发生 而产生旋涡状 的现象.【基础检测】（ ）1、如图所示，MN、PQ 为两条平行放置的金属导轨，左端接有定值电阻 R，金属棒 ab 斜放在两导轨之间，与导轨
3、接触良好，磁感应强度为 B 的匀强磁场垂直于导轨平面，设金属棒与两导轨接触点之间的距离为 L，金属棒与导轨间夹角为 60，以速度 v 水平向右匀速运动，不计导轨和棒的电阻，则流过金属棒中的电流为A. I=vRB. I=3BLv2RC. I= 2BLRD. I=3BLvR（ ）2、如图所示，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 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，磁感扬州市高三物理一轮复习导学案 选修 3-2 第 1 章 电磁
4、感应 负责学校：江都中学 主备：朱维祥 编号：2反思订正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Bt的大小应为A. 04BB. 02C. 0D. 02B( )3、如图所示，L 是直流电阻为零、自感系数很大的线圈，A 和 B 是两个相同的小灯泡.某时刻闭合开关 S，下列关于通过 A、B 两灯泡中的电流 IA、I B随时间 t 变化的图象中，正确的是4、如图所示，匝数 N=100 匝、截面积 S=0.2 m2、电阻 r=0.5 的圆形线圈MN 处于垂直纸面向里的匀强磁场内，磁感应强度随时间按 B=(0.6+0.02t)T的规律变化.处于磁场外的
5、电阻 R1=3.5 ，R 2=6 ，电容 C=30 F，开关S 开始时未闭合，问:(1) 闭合 S 后，求线圈两端 M、N 两点间的电压 UMN和电阻 R2消耗的电功率.(2) 闭合 S 一段时间后又打开 S，则 S 断开后通过 R2的电荷量为多少?扬州市高三物理一轮复习导学案 选修 3-2 第 1 章 电磁感应 负责学校：江都中学 主备：朱维祥 编号：3反思订正课堂导学案要点提示 一、对法拉第电磁感应定律的理解1. 磁通量的变化率 是 t 图象上某点切线的斜率.2. 公式 E=n 中，若 t 取一段时间，则 E 为 t 时间内感应电动势平均值.3. E=n 与 E=BLv 的区别.t(1)
6、研究对象不同: 前者是一个回路(不一定闭合) ，后者是一段直导线.(2) 适用范围不同 :E=n =n =n 适用于一切感应电动势的求解;而tSBtE=BLv 只适用于匀强磁场中导体棒 Lv 且 vB 时感应电动势的求解 .(3) 意义不同:E=n 求解的是平均电动势;E=BLv 可以求解平均电动势，也可以求解瞬时电动势.若 t 趋近于零，则表示感应电动势的瞬时值.二、部分导体切割磁感线产生感应电动势的理解与应用1. 平动切割.(1) 如图甲(a)，在磁感应强度为 B 的匀强磁场中，棒以速度 v 垂直切割磁感线时，感应电动势 E=BLv.甲(2) 如图甲(b)，在磁感应强度为 B 的匀强磁场中
7、，棒运动的速度 v 与磁场的方向成 角，此时的感应电动势为 E=BLvsin.2. 转动切割.如图甲(c)，在磁感应强度为 B 的匀强磁场中，长为 L 的导体棒绕一端为轴以角速度 匀速转动，此时产生的感应电动势 E=BL2/2.3. 有效切割长度.乙扬州市高三物理一轮复习导学案 选修 3-2 第 1 章 电磁感应 负责学校：江都中学 主备：朱维祥 编号：4反思订正图乙(a)中的有效切割长度为 sin;图乙(b)中的有效切割长度为 ;图cdMN乙(c)中有效切割长度沿 v1的方向运动时，为 R;沿 v2的方向运动时，为R.三、电磁感应中有关电荷量的计算求某段时间内通过导体某一横截面的电荷量的方法
8、:设感应电动势的平均值用 来表示，在 t 时间内， ，所以 q= t.又因为 , EtqIIREE=n 由以上三式，得tRn注意:求电荷量不能用瞬时电动势.由此可得，一段时间内通过某一导体横截面的电荷量，只与磁通量的变化量有关，与其他因素无关.四、通电自感和断电自感通电自感 断电自感电路图器材 A1、A 2同规格，R=R L，L较大 L很大(有铁芯)，R LRA现象在开关S闭合的瞬间，A 2灯立即亮起来，A 1灯较慢地亮起来，最终一样亮在开关S断开时，灯A突然闪亮一下后再渐渐熄灭原因开关闭合时，流过电感线圈的电流迅速增大，使线圈产生自感电动势，阻碍了电流的增大，所以流过A 1灯的电流比流过A
9、2灯的电流增加得慢断开开关S时，流过线圈L的电流减小，使线圈产生自感电动势，阻碍了电流的减小，使电流继续存在一段时间;在S断开后，通过L的电流反向通过灯A，且由于R LRA，使得流过A灯的电流在开关断开的瞬间突然增大，从而使A灯的发光功率突然变大扬州市高三物理一轮复习导学案 选修 3-2 第 1 章 电磁感应 负责学校：江都中学 主备：朱维祥 编号：5反思订正能量转化情况电能转化为磁场能 磁场能转化为电能考点突破 问题1 对法拉第电磁感应定律的理解【典型例题 1】如图所示，矩形金属框置于匀强磁场中，ef 为一导体棒，可在 ad 与 bc 间滑动并接触良好.设磁场的磁感应强度为 B，ef 长为
10、L，t 时间内 ef 向右匀速滑过距离 d，则下列说法中正确的是( )A. ef 向右滑动时，左侧面积增大 Ld，右侧面积减少 Ld，则 E=2BL tdB. ef 向右滑动时，左侧面积增大 Ld，右侧面积减少 Ld，互相抵消，则E=0C. 在公式 E= 中，在切割情况下 =BS，S 应是导线切割扫过的面t积，即 S=Ld，因此 E=BL tdD. 在切割情况下只能用 E=BLv 计算，不能用 E= 计算t变式：如图所示，在磁感应强度为 B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，金属杆 MN 在平行金属导轨上以速度 v 向右匀速滑动，MN 中产生的感应电动势为 E1;若磁感应强度增为 2B，其他条件不
11、变，MN 中产生的感应电动势变为 E2.则通过电阻 R 的电流方向及 E1与 E2之比 E1E 2分别为( )A. ca，21 B. ac，21 C. ac，12 D. ca，12问题 2 部分导体切割磁感线产生感应电动势的理解与应用【典型例题 2】半径为 a、右端开小口的导体圆环和长为 2a 的导体直杆，单位长度电阻均为 R0.圆环水平固定放置，整个内部区域分布着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为 B.杆在圆环上以速度 v 平行于直径 CD 向右做匀速直线运动，杆始终有两点与圆环良好接触，从圆环中心 O 开始，杆的位置由 确定，如图所示.则( )A. =0 时，杆产生的电动势为 2BavB.
12、= 时，杆产生的电动势为 Bav33C. =0 时，杆受到的安培力大小为 02)(RavB扬州市高三物理一轮复习导学案 选修 3-2 第 1 章 电磁感应 负责学校：江都中学 主备：朱维祥 编号：6反思订正D. = 时，杆受到的安培力大小为3 02)35(RavB问题 3 电磁感应中有关电荷量的计算【典型例题3】如图所示，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 .磁感应强度B在01 s内从零均匀变化到0.2 T.在15 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:(1)
13、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15 s内通过线圈的电荷量q.(3) 在05 s内线圈产生的焦耳热Q.问题 4 通电自感和断电自感【典题演示 4】 如图所示，A、B、C 是三个完全相同的灯泡，L 是一个自感系数较大的线圈(直流电阻可忽略不计).则( )A. S 闭合时，A 灯立即亮，然后逐渐熄灭B. S 闭合时，B 灯立即亮，然后逐渐熄灭C. 电路接通稳定后，三个灯亮度相同D. 电路接通稳定后，S 断开时，C 灯立即熄灭变式： 如图所示的电路中，L 是自感系数较大的线圈，其直流电阻为R0，两电表均为理想电表，其示数记为 U、I.下列说法中正确的是( )A. S2
14、断开，闭合 S1后，电流表示数 I 逐渐增大至某一稳定值扬州市高三物理一轮复习导学案 选修 3-2 第 1 章 电磁感应 负责学校：江都中学 主备：朱维祥 编号：7反思订正B. S1、S 2闭合后，断开 S2瞬间，电势 a bC. 当两开关均闭合后，UIR0D. 断开电路时，应先断开 S2，再断开 S1扬州市高三物理一轮复习导学案 必修 2 第 1 章 曲线运动 负责学校：新华中学 主备：薛义荣 编号：0011第 2 课时 法拉第电磁感应定律 自感 涡流【知识梳理】1. (1) 磁通量的变化率 (2) 匝数 2. (1) BLvsin BLv (2) BL 2/23. 电流 自感电动势 L 4. 大小 形状 匝数 铁芯 亨利 HtI5. 内部 电磁感应 感应电流【基础检测】1B 2C 3A 4(1) UMN=0.38 V, P2=9.610-3 W. (2) 电荷量为 7.210-6 C.考点突破 【典型例题1】C 变式：C【典型例题2】AD【典型例题 3】(1) 10 V,感应电流的方向 adcba (2) 10 C (3) 100 J【典型例题 4】A 变式：AD
