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1、第第2课时法拉第电磁感应定律课时法拉第电磁感应定律2021/8/11 星期三1 考点一考点一 法拉第电磁感应定律的理解应用法拉第电磁感应定律的理解应用2021/8/11 星期三22021/8/11 星期三32021/8/11 星期三4【例例1】(多多选选)(2014四四川川卷卷)如如图图所所示示，不不计计电电阻阻的的光光滑滑U形形金金属属框框水水平平放放置置，光光滑滑、竖竖直直玻玻璃璃挡挡板板H、P固固定定在在框框上上，H、P的的间间距距很很小小质质量量为为0.2 kg的的细细金金属属杆杆CD恰恰好好无无挤挤压压地地放放在在两两挡挡板板之之间间，与与金金属属框框接接触触良良好好并并围围成成边边
2、长长为为1 m的的正正方方形形，其其有有效效电电阻阻为为0.1.此此时时在在整整个个空空间间加加方方向向与与水水平平面面成成30 角角且且与与金金属属杆杆垂垂直直的的匀匀强强磁磁场场，磁磁感感应应强强度度随随时时间间变变化化规规律律是是B(0.40.2t)T，图图示示磁场方向为正方向框、挡板和杆不计形变则磁场方向为正方向框、挡板和杆不计形变则()2021/8/11 星期三5At1 s时，金属杆中感应电流方向从时，金属杆中感应电流方向从C到到DBt3 s时，金属杆中感应电流方向从时，金属杆中感应电流方向从D到到CCt1 s时，金属杆对挡板时，金属杆对挡板P的压力大小为的压力大小为0.1 NDt3
3、 s时，金属杆对挡板时，金属杆对挡板H的压力大小为的压力大小为0.2 N2021/8/11 星期三62021/8/11 星期三72021/8/11 星期三8方方 法法 总总 结结应应用用法法拉拉第第电电磁磁感感应应定定律律解解题题的的一一般般步步骤骤：分分析析穿穿过过闭闭合合电电路路的的磁磁场场方方向向及及磁磁通通量量的的变变化化情情况况；利利用用楞楞次次定定律律确确定定感感应应电电流流的的方方向向；灵灵活活选选择择法法拉拉第第电电磁感应定律的不同表达形式列方程求解磁感应定律的不同表达形式列方程求解2021/8/11 星期三91(2015重重庆庆卷卷)如如图图所所示示为为无无线线充充电电技技术
4、术中中使使用用的的受受电电线线圈圈示示意意图图，线线圈圈匝匝数数为为n，面面积积为为s.若若在在t1到到t2时时间间内内，匀匀强强磁磁场场平平行行于于线线圈圈轴轴线线向向右右穿穿过过线线圈圈，其其磁磁感感应应强强度度大大小小由由B1均均匀匀增增加加到到B2，则则该该段段时时间间线线圈圈两两端端a和和b之之间间的的电电势势差差ab()2021/8/11 星期三102021/8/11 星期三112021/8/11 星期三12考点二考点二 导体切割磁感线产生感应电动势的导体切割磁感线产生感应电动势的 计算计算1公式公式EBlv的使用条件的使用条件(1)匀强磁场匀强磁场(2)B、l、v三者相互垂直三者
5、相互垂直(3)如如不不垂垂直直，用用公公式式EBlvsin 求求解解，为为B与与v方方向向间间的夹角的夹角2“瞬时性瞬时性”的理解的理解若若v为瞬时速度，则为瞬时速度，则E为瞬时感应电动势为瞬时感应电动势若若v为平均速度，则为平均速度，则E为平均感应电动势，即为平均感应电动势，即EBlv.2021/8/11 星期三133“相对性相对性”的理解的理解EBlv中中的的速速度度v是是相相对对于于磁磁场场的的速速度度，若若磁磁场场也也运运动动，应注意速度间的相对关系应注意速度间的相对关系4导体转动切割磁感线导体转动切割磁感线当当导导体体在在垂垂直直于于磁磁场场的的平平面面内内，绕绕一一端端以以角角速速
6、度度匀匀速速转转动动时时，产产生生的的感感应应电电动动势势为为EBlvBl2，如如图图所所示示2021/8/11 星期三14【例例2】(多多选选)(2014山山东东卷卷)如如图图所所示示，一一端端接接有有定定值值电电阻阻的的平平行行金金属属轨轨道道固固定定在在水水平平面面内内，通通有有恒恒定定电电流流的的长长直直绝绝缘缘导导线线垂垂直直并并紧紧靠靠轨轨道道固固定定，导导体体棒棒与与轨轨道道垂垂直直且且接接触触良良好好在在向向右右匀匀速速通通过过M、N两两区区的的过过程程中中，导导体体棒棒所所受受安安培培力力分分别别用用FM、FN表表示示不不计计轨轨道道电电阻阻以以下叙述正确的是下叙述正确的是(
7、)AFM向右向右 BFN向左向左CFM逐渐增大逐渐增大 DFN逐渐减小逐渐减小2021/8/11 星期三152021/8/11 星期三16规规 律律 总总 结结2021/8/11 星期三172(2015课课标标全全国国卷卷)如如图图所所示示，直直角角三三角角形形金金属属框框abc放放置置在在匀匀强强磁磁场场中中，磁磁感感应应强强度度大大小小为为B，方方向向平平行行于于ab边边向向上上当当金金属属框框绕绕ab边边以以角角速速度度逆逆时时针针转转动动时时，a、b、c三三点点的的电电势势分分别别为为Ua、Ub、Uc.已已知知bc边边的的长长度度为为l.下下列列判判断正确的是断正确的是()2021/8
8、/11 星期三182021/8/11 星期三19 考点三考点三 自感现象的分析自感现象的分析1自感现象自感现象“阻碍阻碍”作用的理解作用的理解(1)流流过过线线圈圈的的电电流流增增加加时时，线线圈圈中中产产生生的的自自感感电电动动势势与与电流方向相反，阻碍电流的增加，使其缓慢地增加电流方向相反，阻碍电流的增加，使其缓慢地增加(2)流流过过线线圈圈的的电电流流减减小小时时，线线圈圈中中产产生生的的自自感感电电动动势势与与电流方向相同，阻碍电流的减小，使其缓慢地减小电流方向相同，阻碍电流的减小，使其缓慢地减小线圈就相当于电源，它提供的电流从原来的线圈就相当于电源，它提供的电流从原来的IL逐渐变小逐
9、渐变小2021/8/11 星期三202自感现象的四大特点自感现象的四大特点(1)自感电动势总是阻碍导体中原电流的变化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，只能缓慢变化通过线圈中的电流不能发生突变，只能缓慢变化(3)电流稳定时，自感线圈就相当于普通导体电流稳定时，自感线圈就相当于普通导体(4)线线圈圈的的自自感感系系数数越越大大，自自感感现现象象越越明明显显，自自感感电电动动势势只只是是延延缓缓了了过过程程的的进进行行，但但它它不不能能使使过过程程停停止止，更更不不能能使过程反向使过程反向2021/8/11 星期三213自感中自感中“闪亮闪亮”与与“不闪亮不闪亮
10、”问题问题2021/8/11 星期三22【例例3】(2016邢邢台台模模拟拟)某某同同学学为为了了验验证证断断电电自自感感现现象象，自自己己找找来来带带铁铁芯芯的的线线圈圈L、小小灯灯泡泡A、开开关关S和和电电池池组组E，用用导导线线将将它它们们连连接接成成如如图图所所示示的的电电路路检检查查电电路路后后，闭闭合合开开关关S，小小灯灯泡泡发发光光；再再断断开开开开关关S，小小灯灯泡泡仅仅有有不不显显著著的的延延时时熄熄灭灭现现象象虽虽经经多多次次重重复复，仍仍未未见见老老师师演演示示时时出出现现的的小小灯灯泡泡闪闪亮亮现现象象，他他冥冥思思苦苦想想找找不不出出原原因因你你认认为为最最有有可可能
11、能造成小灯泡未闪亮的原因是造成小灯泡未闪亮的原因是()2021/8/11 星期三23A电源的内阻较大电源的内阻较大B小灯泡电阻偏大小灯泡电阻偏大C线圈电阻偏大线圈电阻偏大D线圈的自感系数较大线圈的自感系数较大解解析析：闭闭合合开开关关S，电电路路稳稳定定灯灯泡泡正正常常发发光光时时，如如果果电电感感线线圈圈L中中的的电电阻阻比比灯灯泡泡的的电电阻阻大大，则则电电感感线线圈圈L中中的的电电流流IL比比灯灯泡泡A中中的的电电流流IA小小，当当开开关关S断断开开，则则由由于于自自感感现现象象，L和和A构构成成回回路路使使L和和A中中的的电电流流从从IL开开始始减减小小，因因此此不可能看到小灯泡闪亮的
12、现象不可能看到小灯泡闪亮的现象，C项正确项正确答案：答案：C2021/8/11 星期三243(多多选选)(2016临临沂沂模模拟拟)如如图图所所示示的的电电路路中中，L为为一一个个自自感感系系数数很很大大、直直流流电电阻阻不不计计的的线线圈圈，D1、D2是是两两个个完完全全相相同同的的电电灯灯，E是是内内阻阻不不计计的的电电源源t0时时刻刻，闭闭合合开开关关S，经经过过一一段段时时间间后后，电电路路达达到到稳稳定定，t1时时刻刻断断开开开开关关S.I1、I2分分别别表表示示通通过过电电灯灯D1和和D2中中的的电电流流，规规定定图图中中箭箭头头所所示示方方向向为为电电流流正正方方向向，以以下下各
13、各图图中中能能定定性性描描述述电电流流I随随时时间间t变变化关系的是化关系的是()2021/8/11 星期三252021/8/11 星期三26解解析析：当当S闭闭合合时时，L的的自自感感作作用用会会阻阻碍碍其其中中的的电电流流变变大大，电电流流从从D1流流过过；当当L的的阻阻碍碍作作用用变变小小时时，L中中的的电电流流变变大大，D1中中的的电电流流变变小小至至零零；D2中中的的电电流流为为电电路路总总电电流流，电电流流流流过过D1时时，电电路路总总电电阻阻较较大大，电电流流较较小小，当当D1中中电电流流为为零零时时，电电流流流流过过L与与D2，总总电电阻阻变变小小，电电流流变变大大至至稳稳定定
14、；当当S再再断断开开时时，D2马马上上熄熄灭灭，D1与与L组组成成回回路路，由由于于L的的自自感感作作用用，D1慢慢慢慢熄熄灭灭，电电流流反反向向且且减减小小；综综上上所所述述知知选项选项A、C正确正确答案：答案：AC2021/8/11 星期三27 方方 法法 技技 巧巧 思思 维维 提提 升升2021/8/11 星期三28典典例例如如图图甲甲所所示示，MN、PQ是是固固定定于于同同一一水水平平面面内内相相互互平平行行的的粗粗糙糙长长直直导导轨轨，间间距距L2.0 m，R是是连连在在导导轨轨一一端端的的电电阻阻，质质量量m1.0 kg的的导导体体棒棒ab垂垂直直跨跨在在导导轨轨上上，电电压压传
15、传感感器器与与这这部部分分装装置置相相连连导导轨轨所所在在空空间间有有一一磁磁感感应应强强度度B0.50 T、方方向向竖竖直直向向下下的的匀匀强强磁磁场场从从t0开开始始对对导导体体棒棒ab施施加加一一个个水水平平向向左左的的拉拉力力，使使其其由由静静止止开开始始沿沿导导轨轨向向左左运运动动，电电压压传传感感器器测测出出R两两端端的的电电压压随随时时间间变变化化的的图线如图乙所示，其中图线如图乙所示，其中OA、BC段是直线，段是直线，AB段是曲线段是曲线2021/8/11 星期三29假假设设在在1.2 s以以后后拉拉力力的的功功率率P4.5 W保保持持不不变变导导轨轨和和导导体体棒棒ab的的电
16、电阻阻均均可可忽忽略略不不计计，导导体体棒棒ab在在运运动动过过程程中中始始终终与与导导轨轨垂垂直直，且且接接触触良良好好不不计计电电压压传传感感器器对对电电路路的的影影响响g取取10 m/s2.求：求：(1)导体棒导体棒ab最大速度最大速度vm的大小；的大小；(2)在在1.22.4 s的时间内，该装置总共产生的热量的时间内，该装置总共产生的热量Q；(3)导体棒导体棒ab与导轨间的动摩擦因数与导轨间的动摩擦因数和电阻和电阻R的值的值2021/8/11 星期三30思思路路导导引引 (1)R两两端端的的电电压压和和导导体体棒棒中中产产生生的的电电动动势势有有什什么关系？么关系？(2)在在1.22.4 s的时间内的时间内，能量是如何转化的？能量是如何转化的？(3)01.2 s和和2.4 s后后导导体体棒棒分分别别做做什什么么运运动动？受受力力情情况况如如何何？2021/8/11 星期三312021/8/11 星期三322021/8/11 星期三332021/8/11 星期三342021/8/11 星期三352021/8/11 星期三36