幻灯片 1第2讲 法拉第电磁感应定律、自感现象
1.感应电动势
(1)概念：在 中产生的电动势．
(2)产生条件：穿过回路的 发生改变，与电路是否闭合 ．
(3)方向判断：感应电动势的方向用 或 。判断．
电磁感应现象
磁通量
无关
楞次定律
右手定则
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幻灯片 22．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
成正比．
(2)公式： ，其中n为 ．
磁通量的变化率
线圈匝数
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幻灯片 4【针对训练】
1．(2011·广东高考)将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，关于线圈中产生的感应电动势和感应电流，下列表述正确的是( )
A．感应电动势的大小与线圈的匝数无关
B．穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大
C．穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大
D．感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同
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幻灯片 5【答案】 C
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幻灯片 6导体棒切割磁感线时，可有以下三种情况：
Blv
Blvsinθ
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幻灯片 8【答案】 D
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幻灯片 91.自感现象：由于通过导体自身的 而产生的电磁感应现象．
2．自感电动势
(1)定义：在 中产生的感应电动势．
(2)表达式：
.
(3)自感系数L.
①相关因素：与线圈的大小、形状、 以及是否有 等因素有关．
②单位：亨利(H)，1 mH＝ H,1 μH＝ H.
3．涡流：当线圈中的电流发生变化时，在它附近的导体中产生的像水的旋涡一样的 ．
电流发生变化
自感现象
圈数
铁芯
10－3
10－6
感应电流
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幻灯片 11A．在电路(a)中，断开S后，A将逐渐变暗
B．在电路(a)中，断开S后，A将先变得更亮，然后逐渐变暗
C．在电路(b)中，断开S后，A将逐渐变暗
D．在电路(b)中，断开S后，A将先变得更亮，然后逐渐变暗
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幻灯片 12【解析】 (a)电路中，灯A和线圈L串联，电流相同，断开S时，线圈上产生自感电动势，阻碍原电流的减小，通过R、A形成回路，A将逐渐变暗．(b)电路中电阻R和灯A串联，灯A的电阻大于线圈L的电阻，电流则小于线圈L中的电流，断开S时，电源不给灯A供电，而线圈产生自感电动势阻碍电流的减小，通过A、R形成回路，灯A中电流比原来大，变得更亮，然后逐渐变暗．所以选项A、D正确．
【答案】 AD
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幻灯片 15【审题视点】 (1)由B→t图象，磁感应强度变大．磁通量增加，根据楞次定律可确定感应电流方向．
(2)通过金属环的电荷量由磁通量的变化量决定．
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幻灯片 16【答案】 见解析
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幻灯片 17【即学即用】
1．(2012·沈阳二中模拟)如图9－2－4(a)所示，一个电阻值为R、匝数为n的圆形金属线圈与阻值为2R的电阻R1连接成闭合回路．线圈的半径为r1，在线圈中半径为r2的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图9－2－4(b)所示．图线与横、纵轴的截距分别为t0和B0，导线的电阻不计．求0至t1时间内
(1)通过电阻R1的电流大小和方向；
(2)通过电阻R1的电荷量q及电阻R1上产生的热量．
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幻灯片 201．公式E＝BLv中的B、L、v要求两两互相垂直．当L⊥B，L⊥v，而v与B成θ夹角时，导线切割磁感线的感应电动势大小为E＝BLvsin θ.
2．若导线不是直的，则E＝BLvsin θ中的L为切割磁感线的导线的有效长度．如图9－2－5，导线的有效长度为ab间的距离．
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幻灯片 21 (2012·四川高考)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θ确定，如图9－2－6所示．则( )
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幻灯片 22【审题视点】 (1)右端开有小口，使得闭合回路大大简化．
(2)θ角的大小决定了导体切割磁感线的有效长度．
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幻灯片 23【答案】 AD
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幻灯片 24【即学即用】
2.（2013届榆林学情调研）如图9－2－7所示，匀强磁场的方向垂直于电路所在平面，导体棒ab与电路接触良好．当导体棒ab在外力F作用下从左向右做匀加速直线运动时，若不计摩擦和导线的电阻，整个过程中，灯泡L未被烧毁，电容器C未被击穿，则该过程中( )
A．感应电动势将变大
B．灯泡L的亮度变大
C．电容器C的上极板带负电
D．电容器两极板间的电场强度将减小
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幻灯片 25【答案】 AB
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幻灯片 28(1)棒在匀加速运动过程中， 通过电阻R的电荷量q；
(2)撤去外力后回路中产生的焦耳热Q2；
(3)外力做的功WF.
【潜点探究】 (1)撤去外力前，导体棒做匀加速运动，求出导体棒的位移，就能计算出磁通量的变化量和通过R的电荷量．
(2)回路中产生的焦耳热可以应用功能关系进行计算．
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幻灯片 29----
幻灯片 30【答案】 (1)4.5 C (2)1.8 J (3)5.4 J
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幻灯片 31【即学即用】
3．如图9－2－9甲所示，垂直于水平桌面向上的有界匀强磁场，磁感应强度B＝0.8 T，宽度L＝2.5 m．光滑金属导轨OM、ON固定在桌面上，O点位于磁场的左边界，且OM、ON与磁场左边界均成45°角．金属棒ab放在导轨上，且与磁场的右边界重合．t＝0时，ab在水平向左的外力F作用下匀速通过磁场．测得回路中的感应电流随时间变化的图象如图乙所示．已知OM、ON接触点的电阻为R，其余电阻不计．
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幻灯片 32(1)利用图象求出这个过程中通过ab棒截面的电荷量及电阻R；
(2)写出水平力F随时间变化的表达式．
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幻灯片 33【答案】 (1)5 C 1 Ω (2)F＝2×(2－0.4t)2 N
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幻灯片 34
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幻灯片 35A．金属环中感应电流方向是逆时针方向，感应电动势大小为4.0×10－3 V
B．金属环中感应电流方向是顺时针方向，感应电动势大小为4.0×10－3 V
C．金属环中感应电流方向是逆时针方向，感应电动势大小为2.0×10－3 V
D．金属环中感应电流方向是顺时针方向，感应电动势大小为2.0×10－3 V
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幻灯片 36【答案】 C
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幻灯片 37●导体切割磁感线时感应电动势的计算
2．(2010·大纲全国高考)某地的地磁场磁感应强度的竖直分量方向向下，大小为4.5×10－5 T．一灵敏电压表连接在当地入海河段的两岸，河宽100 m，该河段涨潮和落潮时有海水(视为导体)流过．设落潮时，海水自西向东流，流速为2 m/s.下列说法正确的是( )
A．河北岸的电势较高
B．河南岸的电势较高
C．电压表记录的电压为9 mV
D．电压表记录的电压为5 mV
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幻灯片 38【解析】 海水在落潮时自西向东流，该过程可以理解为：自西向东运动的导体棒在切割竖直向下的磁场．根据右手定则，北岸是正极，北岸电势高，南岸电势低，故A对，B错．根据法拉第电磁感应定律E＝BLv＝4.5×10－5×100×2 V＝9×10－3 V，故C对，D错．
【答案】 AC
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幻灯片 39●自感现象的分析和应用
3．如图9－2－11所示，A、B是完全相同的两个小灯泡，L为自感系数很大、电阻可以忽略的带铁芯的线圈( )
A．电键S闭合瞬间，A、B同时发光，随后A灯变暗直至熄灭，B灯变亮
B．电键S闭合瞬间，B灯亮，A灯不亮
C．断开电键S的瞬间，A、B灯同时熄灭
D．断开电键S的瞬间，B灯立即熄灭，A灯突然闪亮一下再熄灭
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幻灯片 40【解析】 因线圈的自感系数很大，电阻可忽略，故闭合电键瞬间，线圈对电流的阻碍作用极大，相当于断路，故A、B同时发光，且亮度相同，当稳定后，线圈相当于导线，A灯短路，B灯电压为电源电压，亮度比闭合瞬间更亮．断开电键瞬间，B灯立即熄灭，而线圈中的电流不会立即消失，线圈相当于一个电源使A灯中会有一短暂电流，从而使A灯会亮一下再熄灭．
【答案】 AD
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幻灯片 42【答案】 (1)由a到d (2)0.08 V (3)5 s
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