高考物理主干知识复习14.pptx

第2讲　法拉第电磁感应定律　自感现像
知识点一　法拉第电磁感应定律
[想一想]
如图所示，A、B两个闭合线圈用同样的导
线制成，匝数都为10匝，半径RA＝2RB，图
示区域内有磁感应强度均匀减小的匀强磁场，
则A、B线圈中产生的感应电动________________________________________________
线圈在磁场范围内的有效面积
流过电阻的平均电流
变式训练1 如图甲所示，边长为L、质量为m、总电阻为R的正方形导线框静置于光滑水平面上，处于与水平面垂直的匀强磁场中，匀强磁场磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示。求：
(1)在t＝0到t＝t0时间内，通过导线框的感应电流大小；
(2)在t＝ 　时刻，ab边所受磁场作用力大小；
(3)在t＝0到t＝t0时间内，导线框中电流做的功。
对于导体平动切割磁感线产生感应电动势的计算式E＝Blv，应从以下几个方面理解和掌握：
1．使用条件
本公式是在一定条件下得出的，除了磁场是匀强磁场外，还需B、l、v三者相互垂直。实际问题中当它们不相互垂直时，应取垂直的分量进行计算，公式可为E＝Blvsin θ，θ为B与v方向间的夹角。
2．使用范围
导体平动切割磁感线时，若v为平均速度，则E为平均感应电动势，即E＝Blv。若v为瞬时速度，则E为相应的瞬时感应电动势。
3．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。例如，求图中MN两点间的电动势时，有效长度分别为
甲图：l＝cdsin β；
乙图：沿v1方向运动时，l＝MN；沿v2方向运动时，l＝0。
丙图：沿v1方向运动时，l＝R；沿v2方向运动时，l＝0；沿v3方向运动时，l＝R。
4．相对性
E＝Blv中的速度v是相对于磁场的速度，若磁场也运动，应注意速度间的相对关系。
【例2】 在范围足够大、方向竖直向下的
匀强磁场中，磁感应强度B＝ T。有一水
平放置的光滑框架，宽度为l＝ m，如图
所示， kg、电阻
为1 Ω的金属杆cd，框架电阻不计。若杆cd以
恒定加速度a＝2 m/s2由静止开始做匀加速运
动，则：
(1)在前5 s内，平均感应电动势是多少？
(2)在第5 s末，回路中的电流有多大？
(3)在第5 s末时，作用在cd杆上的水平外力有多大？
【解题探究】 求感应电动势的一般方法
(1)求平均感应电动势时，用公式 　　　　或　　　　　。
(2)求瞬时感应电动势时，用公式　　　　　　　　　　　　。
【自主解答】__________________________________________________________________________________________________________
E＝Blv
E＝Blv，其中v为瞬时速度
(3)杆cd匀加速运动，由牛顿第二定律得F－F安＝ma
即F＝BIl＋ma＝ N。
【答案】 (1) V　(2) A　(3) N
【总结提升】 感应电动势两个公式的比较
变式训练2 (2013·北京理综)如图，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E1∶E2分别为(　　)
A．c→a，2∶1　　　　　　 B．a→c，2∶1
C．a→c，1∶2 　　　　　　D．c→a，1∶2
【解析】 杆MN向右匀速滑动，由右手定则判知，通过R的电流方向为a→c；又因为E＝BLv，所以E1∶E2＝1∶2，故选项C正确。
【答案】 C
【例3】 如图甲、乙所示的电路中，电阻R和自感线圈L的电阻值都很小，且小于灯A的电阻，接通S，使电路达到稳定，灯泡A发光，则(　　)
A．在电路甲中，断开S，A将逐渐变暗
B．在电路甲中，断开S，A将先变得更亮，然后逐渐变暗
C．在电路乙中，断开S，A将逐渐变暗
D．在电路乙中，断开S，A将先变得更亮，然后逐渐变暗
【解题探究】 分析甲、乙电路，确定开关S断开时灯的亮暗变化情况：
(1)灯的亮暗变化取决于
　　　。
(2)乙电路中，断开S前，线圈L中的电流　　灯A中的电流。
【自主解答】____________________________________________________________________________________________________________
【答案】 AD
流过灯的电流与灯中原电流的大小
关系
大于
【总结提升】 分析自感现像