第2讲 法拉第电磁感应定律 自感和涡流 见学生用书P159
微知识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。 ①感生电动势：由于磁场的变化而激发出感生电场，由感生电场而产生的感应电动势。 ②动生电动势：由于导体在磁场中运动而产生的感应电动势。 (2)条件：无论电路是否闭合，只要穿过电路的磁通量发生变化，电路中就一定有感应电动势。 (3)与感应电流的关系：遵守闭合电路欧姆定律，即I＝2．法拉第电磁感应定律 (1)定律内容：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。 ΔΦ
(2)公式：E＝n。其中n为线圈的匝数。 Δt微知识2 导体切割磁感线产生的感应电动势 导体棒切割磁感线时，可有以下三种情况 E。 R＋r
微知识3 自感和涡流 1．自感现象 (1)概念：由于导体本身的电流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自感电动势。 (2)表达式：E＝L(3)自感系数L ①相关因素：与线圈的大小、形状、匝数以及是否有铁芯有关。 ②单位：亨利H(1 mH＝10－3 H,1 μH＝10－6 H)。 2．涡流 当线圈中的电流发生变化时，在它附近的任何导体中都会产生感应电流，这种电流像水的旋涡所以叫做涡流。 (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运动。 (2)电磁驱动：如果磁场相对于导体运动，在导体中会产生感应电流使导体受到安培力的作用，安培力使导体运动起来。交流感应电动机就是利用电磁驱动的原理工作的。 ΔI。 Δt(3)电磁阻尼和电磁驱动的原理体现了楞次定律的推广应用。 一、思维辨析(判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。) 1．线圈中的磁通量越大，产生的感应电动势越大。(×)
2．线圈的匝数越多，磁通量越大，产生的感应电动势也越大。(×) 3．导体在磁场中运动速度越大，产生的感应电动势越大。(×) 4．对于同一线圈，当电流变化越快时，线圈中的自感电动势越大。(√) 5．自感电动势阻碍电流的变化，但不能阻止电流的变化。(√) 二、对点微练 1．(法拉第电磁感应定律)如图所示，虚线MN表示甲、乙、丙三个相同正方形金属框的一条对称轴，金属框内均匀分布有界匀强磁场，磁感应强度随时间变化规律满足B＝kt，金属框按照图示方式处在磁场中，测得金属框甲、乙、丙中的感应电流分别为I甲、I乙、I丙，则下列判断正确的是( )
A．I乙＝2I甲，I丙＝2I甲 C．I乙＝0，I丙＝0 B．I乙＝2I甲，I丙＝0 D．I乙＝I甲，I丙＝I甲 E甲ΔBS1SkE乙ΔB1Sk
解析 I甲＝＝··＝，I乙＝＝·S·＝，由于丙中磁
RΔt2R2RRΔtRR通量始终为零，故I丙＝0。所以I乙＝2I甲，I丙＝0，只有B项正确。 答案 B 2．(公式E＝Blv的应用)如图所示，在庆祝反法西斯胜利70周年阅
兵盛典上，我国预警机“空警－2 000”在通过天安门上空时机翼保持水平，以4.5×102 km/h的速度自东向西飞行。该机的翼展(两翼尖之间的距离)为50 m，北京地区地磁场的竖直分量向下，大小为4.7×10－5 T，则( )
A．两翼尖之间的电势差为2.9 V B．两翼尖之间的电势差为1.1 V
C．飞机左方翼尖的电势比右方翼尖的电势高 D．飞机左方翼尖的电势比右方翼尖的电势低 解析 飞机的飞行速度为4.5×102 km/h＝125 m/s，飞机两翼尖之间的电动势为E＝BLv＝4.7×10－5×50×125 V＝0.29 V，A、B项错；飞机从东向西飞行，磁场竖直向下，根据右手定则可知，飞机左方翼尖电势高于右方翼尖的电势，C项对，D项错。 答案 C 3．(自感现象)如图所示，电感线圈L的自感系数足够大，其电阻忽略不计，LA、LB是两个相同的灯泡，且在下列实验中不会烧毁，电阻R2阻值约等于R1的两倍，则( )
A．闭合开关S时，LA、LB同时达到最亮，且LB更亮一些 B．闭合开关S时，LA、LB均慢慢亮起来，且LA更亮一些 C．断开开关S时，LA慢慢熄灭，LB马上熄灭 D．断开开关S时，LA慢慢熄灭，LB闪亮后才慢慢熄灭 解析 由于灯泡LA与线圈L和R1串联，灯泡LB与电阻R2串联，当S闭合瞬间，通过线圈的电流突然增大，线圈产生自感电动势，阻碍电流的增大，所以LB比LA先亮，A、B项错误；由于LA所在的支路电阻阻值较小，故稳定时电流较大，即LA更亮一些，当S断开瞬间，线圈产生自感电动势，两灯组成的串联电路中，电流从线圈中开始减小，即从IA减小，故LA慢慢熄灭，LB闪亮后才慢慢熄灭。C项错误，D项正确。 答案 D 4．(涡流)如图所示为高频电磁炉的工作示意图，它是采用电磁感应原理产生涡流加热的，它利用变化的电流通过线圈产生变化的磁场，当变化的磁场通过含铁质锅的底部时，即会产生无数小涡流，使锅体本身自行高速升温，然后再加热锅内食物。电磁炉工作时产生的电磁波，完全被线圈底部的屏蔽层和顶板上的含铁质锅所吸收，不会泄漏，对人体健康无危害。关于电磁炉，以下说法正确的是( )
高三物理复习教案：第十章第2讲法拉第电磁感应定律自感和涡流 - 图文
