復(fù)習(xí)方略高考物理一輪復(fù)習(xí)法拉第電磁感應(yīng)定律自感現(xiàn)象課件滬科版選修

1、第 2 講法拉第電磁感應(yīng)定律自感現(xiàn)象知識(shí)點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)1 1 法拉第電磁感應(yīng)定律法拉第電磁感應(yīng)定律【思維激活思維激活1 1】( (多選多選) )如圖甲所示線圈的匝數(shù)如圖甲所示線圈的匝數(shù)n=100n=100匝匝, ,橫截面橫截面積積S=50cmS=50cm2 2, ,線圈總電阻線圈總電阻r=10,r=10,沿軸向有勻強(qiáng)磁場沿軸向有勻強(qiáng)磁場, ,設(shè)圖示磁場設(shè)圖示磁場方向?yàn)檎较驗(yàn)檎? ,磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間做如圖乙所示變化磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間做如圖乙所示變化, ,則在開則在開始的始的0.1s0.1s內(nèi)內(nèi)( () )A.A.磁通量的變化量為磁通量的變化量為0.25Wb0.25WbB.B.磁通量的變化率

2、為磁通量的變化率為2.52.51010-2-2Wb/sWb/sC.aC.a、b b間電壓為間電壓為0 0D.D.在在a a、b b間接一個(gè)理想電流表時(shí)間接一個(gè)理想電流表時(shí), ,電流表的示數(shù)為電流表的示數(shù)為0.25A0.25A【解析解析】選選B B、D D。磁通量的變化率和變化量與。磁通量的變化率和變化量與n n無關(guān)無關(guān), ,在開始的在開始的0.1s0.1s內(nèi)內(nèi)=(0.1+0.4)=(0.1+0.4)50501010-4-4Wb=2.5Wb=2.51010-3-3Wb,AWb,A錯(cuò)。磁通錯(cuò)。磁通量的變化率量的變化率 = Wb/s=2.5= Wb/s=2.51010-2-2Wb/s,BWb/s,B

3、正確。正確。a a、b b間斷開時(shí)間斷開時(shí),U,Uabab=E=n =2.5V,C=E=n =2.5V,C錯(cuò)。錯(cuò)。a a、b b間接理想電流表時(shí)間接理想電流表時(shí), ,I= =0.25A,DI= =0.25A,D正確。正確。t32.5 100.1tEr【知識(shí)梳理知識(shí)梳理】1.1.法拉第電磁感應(yīng)定律：法拉第電磁感應(yīng)定律：(1)(1)內(nèi)容：閉合電路中感應(yīng)電動(dòng)勢的大小內(nèi)容：閉合電路中感應(yīng)電動(dòng)勢的大小, ,跟穿過這一電路的跟穿過這一電路的_成正比。成正比。(2)(2)公式：公式：E=n ,E=n ,其中其中 為為_,n_,n為為_。tt磁通量變化率磁通量變化率磁通量變化率磁通量變化率線圈匝數(shù)線圈匝數(shù)2.

4、2.導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢：導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢：(1)(1)導(dǎo)體垂直切割磁感線時(shí)導(dǎo)體垂直切割磁感線時(shí), ,感應(yīng)電動(dòng)勢可用感應(yīng)電動(dòng)勢可用E=_E=_求出求出, ,式中式中l(wèi)為導(dǎo)體切割磁感線的有效長度。為導(dǎo)體切割磁感線的有效長度。(2)(2)導(dǎo)體不垂直切割磁感線時(shí)導(dǎo)體不垂直切割磁感線時(shí), ,即即v v與與B B有一夾角有一夾角,感應(yīng)電動(dòng)勢感應(yīng)電動(dòng)勢可用可用E=_E=_求出。求出。(3)(3)導(dǎo)體棒在垂直勻強(qiáng)磁場方向以角速度導(dǎo)體棒在垂直勻強(qiáng)磁場方向以角速度繞一端轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁繞一端轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁感線時(shí)感線時(shí),E= ,E= 。B Blv vB Blvsinvsin21B2l知識(shí)點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)2 2

5、自感、渦流自感、渦流【思維激活思維激活2 2】如圖所示的電路中如圖所示的電路中, ,電阻電阻R R和和自感線圈自感線圈L L的阻值相等的阻值相等,L,LA A、L LB B是完全相同的是完全相同的燈泡燈泡, ,當(dāng)開關(guān)當(dāng)開關(guān)S S閉合時(shí)閉合時(shí), ,下面敘述的情況中正下面敘述的情況中正確的是確的是( () )A.LA.LA A燈比燈比L LB B燈先亮燈先亮B.LB.LB B燈比燈比L LA A燈先亮燈先亮C.LC.LA A、L LB B燈同時(shí)亮燈同時(shí)亮D.LD.LA A、L LB B燈同時(shí)慢慢亮燈同時(shí)慢慢亮【解析解析】選選B B。當(dāng)開關(guān)。當(dāng)開關(guān)S S閉合時(shí)閉合時(shí), ,由于自感線圈由于自感線圈L

6、L的阻礙的阻礙, ,使得使得 , ,因此因此L LB B燈比燈比L LA A燈先亮燈先亮,B,B對對,A,A、C C、D D錯(cuò)。錯(cuò)。LALBII【知識(shí)梳理知識(shí)梳理】1.1.自感現(xiàn)象：由于通過導(dǎo)體自身的自感現(xiàn)象：由于通過導(dǎo)體自身的_發(fā)生變化而產(chǎn)生的發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象。電磁感應(yīng)現(xiàn)象。2.2.自感電動(dòng)勢：自感電動(dòng)勢：(1)(1)定義：在定義：在_中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢。中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢。(2)(2)表達(dá)式：表達(dá)式：E= E= 。(3)(3)自感系數(shù)自感系數(shù)L L。相關(guān)因素：與線圈的大小、形狀、相關(guān)因素：與線圈的大小、形狀、_以及是否有以及是否有_等因素有關(guān)。等因素有關(guān)。單位：亨利單位：亨利(

7、H),(H),常用單位還有毫亨常用單位還有毫亨(mH)(mH)、微亨、微亨(H)(H)。1 mH=_H,1H=_H1 mH=_H,1H=_H。電流電流自感現(xiàn)象自感現(xiàn)象ILt圈數(shù)圈數(shù)鐵芯鐵芯1010-3-31010-6-63.3.渦流：當(dāng)線圈中的電流發(fā)生變化時(shí)渦流：當(dāng)線圈中的電流發(fā)生變化時(shí), ,在它附近的導(dǎo)體中產(chǎn)生在它附近的導(dǎo)體中產(chǎn)生的像水的旋渦一樣的的像水的旋渦一樣的_。(1)(1)電磁阻尼：當(dāng)導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)電磁阻尼：當(dāng)導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí), ,感應(yīng)電流會(huì)使導(dǎo)體受感應(yīng)電流會(huì)使導(dǎo)體受到到_,_,安培力的方向總是安培力的方向總是_導(dǎo)體的相對運(yùn)動(dòng)。導(dǎo)體的相對運(yùn)動(dòng)。(2)(2)電磁驅(qū)動(dòng)：如果磁場相對

8、于導(dǎo)體轉(zhuǎn)動(dòng)電磁驅(qū)動(dòng)：如果磁場相對于導(dǎo)體轉(zhuǎn)動(dòng), ,在導(dǎo)體中會(huì)產(chǎn)生在導(dǎo)體中會(huì)產(chǎn)生_使導(dǎo)體受到安培力的作用使導(dǎo)體受到安培力的作用, ,安培力使導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)起來。安培力使導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)起來。交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)就是利用交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)就是利用_的原理工作的。的原理工作的。(3)(3)電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)的原理體現(xiàn)了電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)的原理體現(xiàn)了_的推廣應(yīng)用。的推廣應(yīng)用。感應(yīng)電流感應(yīng)電流安培力安培力阻礙阻礙感應(yīng)電流感應(yīng)電流電磁驅(qū)動(dòng)電磁驅(qū)動(dòng)楞次定律楞次定律【微點(diǎn)撥微點(diǎn)撥】1.1.對磁通量變化率的理解：對磁通量變化率的理解：(1)(1)磁通量變化率磁通量變化率 描述的是磁通量變化的快慢描述的是磁通量變化的快慢, ,即單位時(shí)即單

9、位時(shí)間內(nèi)變化量或磁通量變化與所需時(shí)間的比值。間內(nèi)變化量或磁通量變化與所需時(shí)間的比值。(2)(2)在磁通量與時(shí)間關(guān)系圖線中在磁通量與時(shí)間關(guān)系圖線中, ,某時(shí)刻的變化率為該時(shí)刻圖線某時(shí)刻的變化率為該時(shí)刻圖線切線的斜率切線的斜率, ,顯然和該時(shí)刻的磁通量無關(guān)。顯然和該時(shí)刻的磁通量無關(guān)。2.2.關(guān)于導(dǎo)體切割磁感線感應(yīng)電動(dòng)勢關(guān)于導(dǎo)體切割磁感線感應(yīng)電動(dòng)勢E=BlvE=Blv的幾點(diǎn)提醒：的幾點(diǎn)提醒：(1)(1)對應(yīng)的磁場應(yīng)是勻強(qiáng)磁場。對應(yīng)的磁場應(yīng)是勻強(qiáng)磁場。(2)(2)導(dǎo)體棒的長度導(dǎo)體棒的長度l l應(yīng)是有效長度應(yīng)是有效長度, ,不一定是導(dǎo)體棒本身的長度。不一定是導(dǎo)體棒本身的長度。(3)(3)式中的速度式中的

10、速度v v是導(dǎo)體棒相對磁場的速度。是導(dǎo)體棒相對磁場的速度。()t考點(diǎn)考點(diǎn)1 1 法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用1.1.感應(yīng)電動(dòng)勢大小的決定因素：感應(yīng)電動(dòng)勢大小由穿過閉合電感應(yīng)電動(dòng)勢大小的決定因素：感應(yīng)電動(dòng)勢大小由穿過閉合電路的磁通量的變化率路的磁通量的變化率 和線圈匝數(shù)共同決定和線圈匝數(shù)共同決定, ,而與磁通量而與磁通量、磁通量的變化量磁通量的變化量的大小沒有必然聯(lián)系的大小沒有必然聯(lián)系, , 為單匝線圈產(chǎn)生為單匝線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢大小。的感應(yīng)電動(dòng)勢大小。2.2.法拉第電磁感應(yīng)定律的適用范圍：法拉第電磁感應(yīng)定律適用法拉第電磁感應(yīng)定律的適用范圍：法拉第電磁感應(yīng)定律適用于任何情況

11、下感應(yīng)電動(dòng)勢的計(jì)算。但在中學(xué)物理中一般用來計(jì)于任何情況下感應(yīng)電動(dòng)勢的計(jì)算。但在中學(xué)物理中一般用來計(jì)算某段時(shí)間內(nèi)的平均電動(dòng)勢。若所取時(shí)間極短算某段時(shí)間內(nèi)的平均電動(dòng)勢。若所取時(shí)間極短, ,即即tt趨近于零趨近于零時(shí)時(shí), ,所求感應(yīng)電動(dòng)勢為該時(shí)刻的瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢。所求感應(yīng)電動(dòng)勢為該時(shí)刻的瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢。拓展拓展延伸延伸tt3.3.法拉第電磁感應(yīng)定律應(yīng)用的兩種情況：法拉第電磁感應(yīng)定律應(yīng)用的兩種情況：(1)(1)回路與磁場垂直的面積不變，磁感應(yīng)強(qiáng)度發(fā)生變化，則回路與磁場垂直的面積不變，磁感應(yīng)強(qiáng)度發(fā)生變化，則=BS=BS，E=n SE=n S，式中，式中 為磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化為磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率，等于率，等

12、于B-tB-t圖像上某點(diǎn)切線的斜率，若圖像上某點(diǎn)切線的斜率，若 是恒定的，產(chǎn)生是恒定的，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢就恒定。的感應(yīng)電動(dòng)勢就恒定。(2)(2)磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度B B不變，回路與磁場垂直的面積發(fā)生變化，則不變，回路與磁場垂直的面積發(fā)生變化，則=BS=BS，E=nB E=nB 。BtBtBtSt【題組通關(guān)方案題組通關(guān)方案】【典題典題1 1】(2013(2013山東高考山東高考) )將一段導(dǎo)線繞成圖甲所示的閉合將一段導(dǎo)線繞成圖甲所示的閉合回路回路, ,并固定在水平面并固定在水平面( (紙面紙面) )內(nèi)?；芈返膬?nèi)?；芈返腶bab邊置于垂直紙面向邊置于垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場里的勻強(qiáng)磁場中。回路的圓

13、環(huán)區(qū)域內(nèi)有垂直紙面的磁場中。回路的圓環(huán)區(qū)域內(nèi)有垂直紙面的磁場,以向里為磁場以向里為磁場的正方向的正方向, ,其磁感應(yīng)強(qiáng)度其磁感應(yīng)強(qiáng)度B B隨時(shí)間隨時(shí)間t t變化的圖像變化的圖像如圖乙所示。用如圖乙所示。用F F表示表示abab邊受到的安培力邊受到的安培力, ,以水平向右為以水平向右為F F的正的正方向方向, ,能正確反映能正確反映F F隨時(shí)間隨時(shí)間t t變化的圖像是變化的圖像是( () )【解題探究解題探究】(1)0(1)0 時(shí)間內(nèi)時(shí)間內(nèi), ,回路的圓環(huán)區(qū)域內(nèi)磁場方向先向回路的圓環(huán)區(qū)域內(nèi)磁場方向先向_后向后向_,_,大小先大小先_后后_,_,磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率 _。(2) (

14、2) T T時(shí)間內(nèi)時(shí)間內(nèi), ,感應(yīng)電動(dòng)勢與感應(yīng)電動(dòng)勢與0 0 時(shí)間內(nèi)時(shí)間內(nèi), ,大小大小_,_,方向方向_。(3)ab(3)ab邊所受安培力應(yīng)由邊所受安培力應(yīng)由_判斷。判斷。T2BtT2T2里里外外減小減小增大增大不變不變相等相等相反相反左手定則左手定則【典題解析典題解析】選選B B。根據(jù)圖乙可知。根據(jù)圖乙可知, ,在在0 0 時(shí)間內(nèi)時(shí)間內(nèi), ,先是向里的先是向里的磁通量均勻減小磁通量均勻減小, ,然后向外的磁通量均勻增加然后向外的磁通量均勻增加, ,根據(jù)法拉第電磁根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律感應(yīng)定律E= = SE= = S和楞次定律可知和楞次定律可知, ,這段時(shí)間內(nèi)感應(yīng)電流這段時(shí)間內(nèi)感應(yīng)電流恒定不

15、變恒定不變, ,感應(yīng)電流方向由感應(yīng)電流方向由b b向向a,a,由左手定則可以判定由左手定則可以判定,0,0 時(shí)時(shí)間內(nèi)間內(nèi),ab,ab邊受到恒定的水平向左的力邊受到恒定的水平向左的力F;F;同理可以判定同理可以判定, ,在在 T T時(shí)間內(nèi)時(shí)間內(nèi), ,先是向外的磁通量均勻減小先是向外的磁通量均勻減小, ,然后向里的磁通量均勻增然后向里的磁通量均勻增加加, ,這段時(shí)間內(nèi)這段時(shí)間內(nèi)abab邊中將產(chǎn)生恒定的由邊中將產(chǎn)生恒定的由a a向向b b的感應(yīng)電流的感應(yīng)電流, ,根據(jù)左根據(jù)左手定則不難判斷手定則不難判斷, ,這段時(shí)間內(nèi)這段時(shí)間內(nèi)abab邊受到恒定的水平向右的力邊受到恒定的水平向右的力F,F,因此因此

16、, ,只有選項(xiàng)只有選項(xiàng)B B正確。正確。T2tBtT2T2【通關(guān)通關(guān)1+11+1】1.1.一個(gè)面積一個(gè)面積S=4S=41010-2-2m m2 2、匝數(shù)、匝數(shù)n=100n=100匝的線匝的線圈放在勻強(qiáng)磁場中圈放在勻強(qiáng)磁場中, ,磁場方向垂直于線圈平磁場方向垂直于線圈平面面, ,磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度B B隨時(shí)間隨時(shí)間t t變化的規(guī)律如圖所變化的規(guī)律如圖所示示, ,則下列判斷正確的是則下列判斷正確的是( () )A.A.在開始的在開始的2 s2 s內(nèi)穿過線圈的磁通量變化率等于內(nèi)穿過線圈的磁通量變化率等于0.08 Wb/s0.08 Wb/sB.B.在開始的在開始的2 s2 s內(nèi)穿過線圈的磁通量的變化

17、量等于零內(nèi)穿過線圈的磁通量的變化量等于零C.C.在開始的在開始的2 s2 s內(nèi)線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢等于內(nèi)線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢等于0.08 V0.08 VD.D.在第在第3 s3 s末線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢等于零末線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢等于零【解析解析】選選A A。在開始的。在開始的2s2s內(nèi)內(nèi), ,磁通量變化率磁通量變化率 = =8=81010-2-2Wb/s,Wb/s,因此因此A A正確正確,B,B錯(cuò)誤。感應(yīng)電動(dòng)勢錯(cuò)誤。感應(yīng)電動(dòng)勢E=n E=n =100=1008 81010-2-2V=8V,V=8V,因此因此C C錯(cuò)誤。第錯(cuò)誤。第3s3s末磁通量變化率不末磁通量變化率不為零為零, ,因此因此D

18、 D錯(cuò)。錯(cuò)。tBStt2.2.一矩形線框置于勻強(qiáng)磁場中一矩形線框置于勻強(qiáng)磁場中, ,線框平面與磁場方向垂直線框平面與磁場方向垂直, ,先保先保持線框的面積不變持線框的面積不變, ,將磁感應(yīng)強(qiáng)度在將磁感應(yīng)強(qiáng)度在1s1s時(shí)間內(nèi)均勻地增大到原時(shí)間內(nèi)均勻地增大到原來的兩倍來的兩倍, ,接著保持增大后的磁感應(yīng)強(qiáng)度不變接著保持增大后的磁感應(yīng)強(qiáng)度不變, ,在在1s1s時(shí)間內(nèi)時(shí)間內(nèi), ,再再將線框的面積均勻地減小到原來的一半將線框的面積均勻地減小到原來的一半, ,先后兩個(gè)過程中先后兩個(gè)過程中, ,線框線框中感應(yīng)電動(dòng)勢的比值為中感應(yīng)電動(dòng)勢的比值為( () )A. A. B.1B.1C.2C.2D.4D.412【

19、解析解析】選選B B。設(shè)線框面積為。設(shè)線框面積為S S，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B B，據(jù)題，據(jù)題意有：意有： 兩式相比得兩式相比得選項(xiàng)選項(xiàng)B B正確。正確。12SBBSS2ESS,E2B2BB,ttttt12E1E ，【加固訓(xùn)練加固訓(xùn)練】1.(1.(多選多選) )如圖甲所示如圖甲所示, ,一個(gè)阻值為一個(gè)阻值為R,R,匝數(shù)為匝數(shù)為n n的圓形金屬線圈的圓形金屬線圈與阻值為與阻值為2R2R的電阻的電阻R R1 1連接成閉合回路。線圈的半徑為連接成閉合回路。線圈的半徑為r r1 1, ,在線在線圈中半徑為圈中半徑為r r2 2的圓形區(qū)域存在垂直于線圈平面向里的勻強(qiáng)磁的圓形區(qū)域存在垂直

20、于線圈平面向里的勻強(qiáng)磁場場, ,磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度B B隨時(shí)間隨時(shí)間t t變化的關(guān)系圖線如圖乙所示。圖線與變化的關(guān)系圖線如圖乙所示。圖線與橫、縱軸的截距分別為橫、縱軸的截距分別為t t0 0和和B B0 0, ,導(dǎo)線的電阻不計(jì)。求導(dǎo)線的電阻不計(jì)。求0 0至至t t1 1時(shí)間時(shí)間內(nèi)內(nèi)( () )A.A.電流的方向由電流的方向由a a到到b bB.B.電流的大小電流的大小 C.C.通過電阻通過電阻R R1 1上的電量上的電量 D.D.電阻電阻R R1 1上產(chǎn)生的熱量上產(chǎn)生的熱量 20 20n Br3Rt20 210n Br t3Rt222 40 11202nB r t9Rt【解析解析】選選B B

21、、C C。根據(jù)楞次定律可知，通過。根據(jù)楞次定律可知，通過R R1 1的電流方向?yàn)橛傻碾娏鞣较驗(yàn)橛蒪 b到到a a，A A錯(cuò)誤；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得線圈中的電動(dòng)勢為錯(cuò)誤；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得線圈中的電動(dòng)勢為E= E= ，根據(jù)歐姆定律得，通過，根據(jù)歐姆定律得，通過R R1 1的電流為的電流為I= ,BI= ,B正確；通過正確；通過R R1 1的電荷量的電荷量C C正確；熱量正確；熱量Q=IQ=I2 2R R1 1t t1 1= ,D= ,D錯(cuò)誤。錯(cuò)誤。220220nB rB rntt 2020nB rE3R3Rt202110nB r tq It,3Rt2224021202n Br t9Rt

22、2.2.如圖所示如圖所示, ,用兩根相同的導(dǎo)線繞成匝數(shù)分別為用兩根相同的導(dǎo)線繞成匝數(shù)分別為n n1 1和和n n2 2的圓形閉的圓形閉合線圈合線圈A A和和B,B,兩線圈平面與勻強(qiáng)磁場垂直。當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)兩線圈平面與勻強(qiáng)磁場垂直。當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻變化時(shí)間均勻變化時(shí), ,兩線圈中的感應(yīng)電流之比兩線圈中的感應(yīng)電流之比I IA AIIB B為為( () )221212222121nnnnA. B. C. D.nnnn【解析解析】選選B B。導(dǎo)線相同，則電阻。導(dǎo)線相同，則電阻R R相同，制作成匝數(shù)分別為相同，制作成匝數(shù)分別為n n1 1、n n2 2的圓形線圈后，設(shè)其半徑分別為的圓形線圈后，設(shè)

23、其半徑分別為r r1 1、r r2 2，則，則n n1 12r2r1 1n n2 22r2r2 2， 面積之比為面積之比為 兩線圈產(chǎn)生的兩線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢之比為感應(yīng)電動(dòng)勢之比為 由于電阻由于電阻R R相等，故感相等，故感應(yīng)電流之比為應(yīng)電流之比為 B B正確。正確。1221rnrn，2211222221SrnSrn，11122122BnSEntBEnnSt，1A122B21EIEnREIEnR，【學(xué)科素養(yǎng)升華學(xué)科素養(yǎng)升華】法拉第電磁感應(yīng)定律的基本應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律的基本應(yīng)用(1) (1) 為單匝線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢大小為單匝線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢大小, ,若線圈有若線圈有n n匝匝, ,相

24、當(dāng)相當(dāng)于于n n個(gè)相同的電動(dòng)勢串聯(lián)個(gè)相同的電動(dòng)勢串聯(lián), ,因此整個(gè)線圈中電動(dòng)勢為因此整個(gè)線圈中電動(dòng)勢為E=n E=n 。(2) (2) 為穿過某線圈的磁通量變化率為穿過某線圈的磁通量變化率, ,在在-t-t圖像中為某點(diǎn)切圖像中為某點(diǎn)切線的斜率線的斜率, ,需要注意穿過線圈的磁通量正向減小和反向增加需要注意穿過線圈的磁通量正向減小和反向增加, ,感應(yīng)電動(dòng)勢方向相同。感應(yīng)電動(dòng)勢方向相同。(3)E=n (3)E=n 在中學(xué)階段一般用來求某段時(shí)間內(nèi)的平均電動(dòng)勢。在中學(xué)階段一般用來求某段時(shí)間內(nèi)的平均電動(dòng)勢。但在但在tt很小的情況下求得的電動(dòng)勢為該時(shí)刻的瞬時(shí)值。很小的情況下求得的電動(dòng)勢為該時(shí)刻的瞬時(shí)值。t

25、ttt考點(diǎn)考點(diǎn)2 2導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的計(jì)算導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的計(jì)算1.1.對對E=BE=Blv v中各物理量的理解：中各物理量的理解：(1)B(1)B：E=BE=Blv v主要適用于導(dǎo)體棒在勻強(qiáng)磁場中切割磁感線運(yùn)動(dòng)主要適用于導(dǎo)體棒在勻強(qiáng)磁場中切割磁感線運(yùn)動(dòng), ,且且B B、l、v v三者相互垂直時(shí)三者相互垂直時(shí), ,產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的計(jì)算。產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的計(jì)算。(2)v(2)v：導(dǎo)體棒垂直切割磁感線的速度：導(dǎo)體棒垂直切割磁感線的速度, ,即即vBvB。若。若B B與與v v不垂直不垂直, ,需將需將B B或或v v分解。分解。(3)(3)l：導(dǎo)體平動(dòng)切割磁感線的有效長度：導(dǎo)

26、體平動(dòng)切割磁感線的有效長度, ,即導(dǎo)體兩端點(diǎn)在垂直即導(dǎo)體兩端點(diǎn)在垂直v v方向上的投影長度。方向上的投影長度。解題解題技巧技巧甲圖：甲圖：l= sin= sin。乙圖：沿乙圖：沿v v1 1方向運(yùn)動(dòng)時(shí)方向運(yùn)動(dòng)時(shí), ,l= ;= ;沿沿v v2 2方向運(yùn)動(dòng)時(shí)方向運(yùn)動(dòng)時(shí), ,l=0=0。丙圖：沿丙圖：沿v v1 1方向運(yùn)動(dòng)時(shí)方向運(yùn)動(dòng)時(shí), ,l= R;= R;沿沿v v2 2方向運(yùn)動(dòng)時(shí)方向運(yùn)動(dòng)時(shí), ,l=0;=0;沿沿v v3 3方向運(yùn)動(dòng)時(shí)方向運(yùn)動(dòng)時(shí), ,l=R=R。丁圖：丁圖：E=BE=Blv2Brvv2Brv。cdMN22.2.適用范圍：在可以求出平均速度的情況下適用范圍：在可以求出平均速度的情

27、況下, ,可以利用可以利用E=BE=Bl 求出平均電動(dòng)勢。若求出平均電動(dòng)勢。若v v為瞬時(shí)速度為瞬時(shí)速度, ,則則E E為瞬時(shí)電動(dòng)勢。為瞬時(shí)電動(dòng)勢。3.3.相對性：相對性：E=BE=Blv v中的速度中的速度v v是導(dǎo)體棒相對于磁場的速度。若是導(dǎo)體棒相對于磁場的速度。若磁場也運(yùn)動(dòng)磁場也運(yùn)動(dòng), ,應(yīng)注意速度間的相對關(guān)系。應(yīng)注意速度間的相對關(guān)系。4.4.導(dǎo)體棒繞一端在勻強(qiáng)磁場中轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電導(dǎo)體棒繞一端在勻強(qiáng)磁場中轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為動(dòng)勢為E= BE= Bl2 2。v12【題組通關(guān)方案題組通關(guān)方案】【典題典題2 2】( (多選多選)(2012)(2012四川高考四川高考)

28、)半徑為半徑為a a右端開小口的導(dǎo)體圓環(huán)和長為右端開小口的導(dǎo)體圓環(huán)和長為2a2a的導(dǎo)體直桿的導(dǎo)體直桿, ,單位長度電阻均為單位長度電阻均為R R0 0。圓環(huán)水平固定放置。圓環(huán)水平固定放置, ,整整個(gè)內(nèi)部區(qū)域分布著豎直向下的勻強(qiáng)磁場個(gè)內(nèi)部區(qū)域分布著豎直向下的勻強(qiáng)磁場, ,磁感磁感應(yīng)強(qiáng)度為應(yīng)強(qiáng)度為B B。桿在圓環(huán)上以速度。桿在圓環(huán)上以速度v v平行于直徑平行于直徑CDCD向右做勻速直線向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng), ,桿始終有兩點(diǎn)與圓環(huán)良好接觸桿始終有兩點(diǎn)與圓環(huán)良好接觸, ,從圓環(huán)中心從圓環(huán)中心O O開始開始, ,桿的位桿的位置由置由確定確定, ,如圖所示。則如圖所示。則( () )A.=0A.=0時(shí)，

29、桿產(chǎn)生的電動(dòng)勢為時(shí)，桿產(chǎn)生的電動(dòng)勢為2Bav2BavB.= B.= 時(shí)，桿產(chǎn)生的電動(dòng)勢為時(shí)，桿產(chǎn)生的電動(dòng)勢為 BavBavC.=0C.=0時(shí)，桿受的安培力大小為時(shí)，桿受的安培力大小為D.= D.= 時(shí)，桿受的安培力大小為時(shí)，桿受的安培力大小為33202Bav2 R3203Bav53 R【解題探究解題探究】(1)(1)如何確定導(dǎo)體桿在運(yùn)動(dòng)過程中的有效長度如何確定導(dǎo)體桿在運(yùn)動(dòng)過程中的有效長度? ?提示：提示：導(dǎo)體桿在不同位置的有效長度不同導(dǎo)體桿在不同位置的有效長度不同, ,可以根據(jù)可以根據(jù)l=2acos=2acos進(jìn)行計(jì)算。進(jìn)行計(jì)算。(2)(2)如何計(jì)算導(dǎo)體桿所受的安培力如何計(jì)算導(dǎo)體桿所受的安培力

30、? ?提示：提示：先計(jì)算出感應(yīng)電動(dòng)勢和感應(yīng)電流先計(jì)算出感應(yīng)電動(dòng)勢和感應(yīng)電流, ,由由F=BIF=BIl計(jì)算安培力。計(jì)算安培力。【典題解析典題解析】選選A A、D D。當(dāng)。當(dāng)=0=0時(shí)，導(dǎo)體桿的等效長度最大為時(shí)，導(dǎo)體桿的等效長度最大為2a2a，這時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢最大，為，這時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢最大，為E=2BavE=2Bav，A A正確；根據(jù)正確；根據(jù)F=BIF=BIl, , 聯(lián)立可得聯(lián)立可得C C錯(cuò)誤錯(cuò)誤; ;當(dāng)當(dāng)= = 時(shí)，導(dǎo)體桿的等效長度為時(shí)，導(dǎo)體桿的等效長度為a a，這時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢，這時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢為為E=BavE=Bav，B B錯(cuò)誤；根據(jù)錯(cuò)誤；根據(jù) 聯(lián)立可得聯(lián)立可得 D D正確。所以答案選正確。所以

31、答案選A A、D D。000EEEIR2aRaR2 aR總，204BavF2 R，300EEF BI ,I5 2 aRaRR6 總l03E53 aR，203BavF53 R，【通關(guān)通關(guān)1+11+1】1.(20141.(2014咸陽模擬咸陽模擬) )圖中的圖中的a a是一個(gè)邊是一個(gè)邊長為長為L L的正方形導(dǎo)線框的正方形導(dǎo)線框, ,其電阻為其電阻為R R。線。線框以恒定速度框以恒定速度v v沿沿x x軸運(yùn)動(dòng)軸運(yùn)動(dòng), ,并穿過圖中并穿過圖中所示的勻強(qiáng)磁場區(qū)域所示的勻強(qiáng)磁場區(qū)域b b。如果以。如果以x x軸的軸的正方向作為力的正方向。線框在圖示位置的時(shí)刻作為時(shí)間的零正方向作為力的正方向。線框在圖示位置

32、的時(shí)刻作為時(shí)間的零點(diǎn)點(diǎn), ,則磁場對線框的作用力則磁場對線框的作用力F F隨時(shí)間變化的圖線應(yīng)為隨時(shí)間變化的圖線應(yīng)為( () )【解析解析】選選B B。線框在沒有進(jìn)入磁場前運(yùn)動(dòng)。線框在沒有進(jìn)入磁場前運(yùn)動(dòng)L L的過程中的過程中, ,線框中沒線框中沒有感應(yīng)電流有感應(yīng)電流, ,線框不受安培力的作用線框不受安培力的作用; ;當(dāng)線框進(jìn)入磁場勻速運(yùn)動(dòng)當(dāng)線框進(jìn)入磁場勻速運(yùn)動(dòng)L L的過程中的過程中, ,線框中的感應(yīng)電動(dòng)勢線框中的感應(yīng)電動(dòng)勢E=BLv,E=BLv,感應(yīng)電流感應(yīng)電流I= ,I= ,線框所線框所受的安培力受的安培力F=BIL= ,F=BIL= ,大小恒定大小恒定, ,方向沿方向沿x x軸負(fù)方向軸負(fù)方向

33、; ;當(dāng)線框當(dāng)線框在磁場中運(yùn)動(dòng)在磁場中運(yùn)動(dòng)2L2L過程中過程中, ,線框中沒有感應(yīng)電流線框中沒有感應(yīng)電流, ,線框不受安培力線框不受安培力的作用的作用; ;線框勻速穿出磁場的過程受到的安培力與勻速進(jìn)入磁場線框勻速穿出磁場的過程受到的安培力與勻速進(jìn)入磁場的過程中相同。綜上所述的過程中相同。綜上所述,B,B正確。正確。BLvR2 2BLvR2.(20122.(2012新課標(biāo)全國卷新課標(biāo)全國卷) )如圖所示如圖所示, ,均勻磁均勻磁場中有一由半圓弧及其直徑構(gòu)成的導(dǎo)線框場中有一由半圓弧及其直徑構(gòu)成的導(dǎo)線框, ,半圓直徑與磁場邊緣重合半圓直徑與磁場邊緣重合; ;磁場方向垂直于磁場方向垂直于半圓面半圓面(

34、 (紙面紙面) )向里向里, ,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B B0 0。使該線框從靜止開。使該線框從靜止開始繞過圓心始繞過圓心O O、垂直于半圓面的軸以角速度、垂直于半圓面的軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)半周勻速轉(zhuǎn)動(dòng)半周, ,在在線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流?，F(xiàn)使線框保持圖中所示位置線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流。現(xiàn)使線框保持圖中所示位置, ,磁感應(yīng)強(qiáng)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時(shí)間線性變化。為了產(chǎn)生與線框轉(zhuǎn)動(dòng)半周過程中同樣度大小隨時(shí)間線性變化。為了產(chǎn)生與線框轉(zhuǎn)動(dòng)半周過程中同樣大小的電流大小的電流, ,磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化率磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化率 的大小應(yīng)為的大小應(yīng)為( () )Bt00004 B2 BBBA. B. C. D.

35、2【解析解析】選選C C。設(shè)導(dǎo)線框半徑為。設(shè)導(dǎo)線框半徑為l，電阻值為，電阻值為R,R,導(dǎo)線框以角速度導(dǎo)線框以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的電流大小為勻速轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的電流大小為 導(dǎo)線框中磁導(dǎo)線框中磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時(shí)間線性變化時(shí)產(chǎn)生的電流大小為感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時(shí)間線性變化時(shí)產(chǎn)生的電流大小為 因?yàn)橐驗(yàn)镮 I1 1=I=I2 2，所以，所以故選項(xiàng)故選項(xiàng)C C正確。正確。220011BB2IR2R；ll2221BB2tIR2Rt。ll0BBt，【加固訓(xùn)練加固訓(xùn)練】1.(1.(多選多選) )如圖所示如圖所示, ,邊長為邊長為L L、總電阻為、總電阻為R R的的正方形線框正方形線框abcdabcd放置在光滑水平桌面上放置

36、在光滑水平桌面上, ,其其bcbc邊緊靠磁感應(yīng)強(qiáng)度為邊緊靠磁感應(yīng)強(qiáng)度為B B、寬度為、寬度為2L2L、方向、方向豎直向下的有界勻強(qiáng)磁場的邊緣?，F(xiàn)使線框以初速度豎直向下的有界勻強(qiáng)磁場的邊緣?，F(xiàn)使線框以初速度v v0 0勻加速勻加速通過磁場通過磁場, ,下列圖線中能定性反映線框從開始進(jìn)入到完全離開下列圖線中能定性反映線框從開始進(jìn)入到完全離開磁場的過程中磁場的過程中, ,線框中的感應(yīng)電流線框中的感應(yīng)電流( (以逆時(shí)針方向?yàn)檎阅鏁r(shí)針方向?yàn)檎? )的變化的變化的是的是( () )【解析解析】選選A A、D D。因線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢隨速度的增大而。因線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢隨速度的增大而增大增大, ,

37、故在線框全部進(jìn)入磁場前故在線框全部進(jìn)入磁場前, ,感應(yīng)電流一直增大感應(yīng)電流一直增大; ;線框從磁線框從磁場中穿出時(shí)場中穿出時(shí), ,感應(yīng)電動(dòng)勢與感應(yīng)電流仍在增大感應(yīng)電動(dòng)勢與感應(yīng)電流仍在增大; ;完全進(jìn)入磁場、完全進(jìn)入磁場、全部處于磁場、完全從磁場中通過所需的時(shí)間越來越短全部處于磁場、完全從磁場中通過所需的時(shí)間越來越短, ,結(jié)合結(jié)合以上特點(diǎn)可知以上特點(diǎn)可知, ,感應(yīng)電流與時(shí)間的關(guān)系圖像正確的是感應(yīng)電流與時(shí)間的關(guān)系圖像正確的是A;A;因?yàn)閯蛞驗(yàn)閯蚣铀龠^程中加速過程中, ,中間位置的速度大于中間時(shí)刻的速度中間位置的速度大于中間時(shí)刻的速度, ,且線框完全且線框完全進(jìn)入磁場、全部處于磁場、完全從磁場中通過

38、所發(fā)生的位移相進(jìn)入磁場、全部處于磁場、完全從磁場中通過所發(fā)生的位移相同同, ,故感應(yīng)電流與位移故感應(yīng)電流與位移x x的關(guān)系圖像正確的是的關(guān)系圖像正確的是D D。2.(2.(多選多選)(2014)(2014日照模擬日照模擬) )在光滑的絕緣水在光滑的絕緣水平面上方平面上方, ,有磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為有磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B B、方向垂直、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場紙面向里的勻強(qiáng)磁場,PQ,PQ為磁場邊界。一個(gè)為磁場邊界。一個(gè)半徑為半徑為a a、質(zhì)量為、質(zhì)量為m m、電阻為、電阻為R R的金屬圓環(huán)垂的金屬圓環(huán)垂直磁場方向放置于磁場中直磁場方向放置于磁場中A A處處, ,現(xiàn)給金屬圓環(huán)一水平向右的初速現(xiàn)給金屬

39、圓環(huán)一水平向右的初速度度v v。當(dāng)圓環(huán)運(yùn)動(dòng)到直徑剛好與邊界線。當(dāng)圓環(huán)運(yùn)動(dòng)到直徑剛好與邊界線PQPQ重合時(shí)的速度為重合時(shí)的速度為 , ,則下列說法正確的是則下列說法正確的是( () )A.A.此時(shí)圓環(huán)中的電功率為此時(shí)圓環(huán)中的電功率為B.B.此時(shí)圓環(huán)的加速度為此時(shí)圓環(huán)的加速度為C.C.此過程中通過圓環(huán)截面的電荷量為此過程中通過圓環(huán)截面的電荷量為D.D.此過程回路中產(chǎn)生的電能為此過程回路中產(chǎn)生的電能為0.75mv0.75mv2 22 224Ba vR2 22Ba vmR2Ba2Rv2【解析解析】選選B B、C C。當(dāng)圓環(huán)運(yùn)動(dòng)到直徑剛好與邊界線。當(dāng)圓環(huán)運(yùn)動(dòng)到直徑剛好與邊界線PQPQ重合時(shí)，重合時(shí)，產(chǎn)生

40、的感應(yīng)電動(dòng)勢產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢E=BE=B2a2a =Bav =Bav，感應(yīng)電流，感應(yīng)電流I= I= ，圓環(huán)，圓環(huán)中的電功率中的電功率P=IP=I2 2R= R= ，選項(xiàng)，選項(xiàng)A A錯(cuò)誤；金屬圓環(huán)受到的安培錯(cuò)誤；金屬圓環(huán)受到的安培力力F=2BIa= F=2BIa= ，所以，所以a= a= ，選項(xiàng)，選項(xiàng)B B正確；由正確；由q=It= q=It= ，可知選項(xiàng)，可知選項(xiàng)C C正確；由能量守恒得：產(chǎn)生的正確；由能量守恒得：產(chǎn)生的電能電能W W電電= = ，選項(xiàng)，選項(xiàng)D D錯(cuò)誤。錯(cuò)誤。v2BavR2 22Ba vR2 22Ba vR2 2F2Ba vmmR2B aR2R22211v3mvm( )mv22

41、28【學(xué)科素養(yǎng)升華學(xué)科素養(yǎng)升華】分析導(dǎo)體棒在勻強(qiáng)磁場中切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)應(yīng)注意的問題分析導(dǎo)體棒在勻強(qiáng)磁場中切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)應(yīng)注意的問題(1)(1)在回路中在回路中, ,切割部分相當(dāng)于電源切割部分相當(dāng)于電源, ,其余部分為外電路其余部分為外電路, ,在切割在切割部分感應(yīng)電流由低電勢流向高電勢。部分感應(yīng)電流由低電勢流向高電勢。(2)(2)在公式在公式E=BE=Blv v中中,B,B、l、v v必須兩兩垂直必須兩兩垂直, ,實(shí)際問題中當(dāng)它們不實(shí)際問題中當(dāng)它們不相互垂直時(shí)相互垂直時(shí), ,應(yīng)取垂直分量進(jìn)行計(jì)算應(yīng)取垂直分量進(jìn)行計(jì)算; ;l指切割磁感線的有效長指切割磁感線的有效長度。度。(3)E=B(3)E=

42、Blv v是由是由E=n E=n 在一定條件下推導(dǎo)出來的在一定條件下推導(dǎo)出來的, ,該公式可以看該公式可以看成法拉第電磁感應(yīng)定律的一個(gè)推論。成法拉第電磁感應(yīng)定律的一個(gè)推論。t考點(diǎn)考點(diǎn)3 3通電自感和斷電自感通電自感和斷電自感1.1.自感現(xiàn)象及自感電動(dòng)勢：當(dāng)一個(gè)線圈中的電流發(fā)生變化時(shí)自感現(xiàn)象及自感電動(dòng)勢：當(dāng)一個(gè)線圈中的電流發(fā)生變化時(shí), ,變化的磁場在線圈自身產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢。大小為變化的磁場在線圈自身產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢。大小為E=L ,E=L ,其中其中L L為自感系數(shù)為自感系數(shù), ,由線圈的匝數(shù)、長度及橫截面積決定。由線圈的匝數(shù)、長度及橫截面積決定。2.2.自感電動(dòng)勢的作用：自感現(xiàn)象遵循楞次定律自感

43、電動(dòng)勢的作用：自感現(xiàn)象遵循楞次定律, ,即自感電動(dòng)勢即自感電動(dòng)勢總是阻礙原電流變化總是阻礙原電流變化, ,但不改變原電流的變化趨勢但不改變原電流的變化趨勢, ,對原電流對原電流的變化起延遲作用的變化起延遲作用( (增反減同增反減同) )。深化深化理解理解 It3.3.自感現(xiàn)象中能量轉(zhuǎn)化：線圈中電流從無到有時(shí)自感現(xiàn)象中能量轉(zhuǎn)化：線圈中電流從無到有時(shí), ,電能轉(zhuǎn)化成電能轉(zhuǎn)化成磁場能磁場能; ;電流減小時(shí)電流減小時(shí), ,磁場能轉(zhuǎn)化成電能。磁場能轉(zhuǎn)化成電能。4.4.自感現(xiàn)象分析思路：自感現(xiàn)象分析思路：(1)(1)通電自感：線圈中電流從無到有增大時(shí)通電自感：線圈中電流從無到有增大時(shí), ,線圈中產(chǎn)生自感電

44、線圈中產(chǎn)生自感電動(dòng)勢阻礙電流增大動(dòng)勢阻礙電流增大, ,因此線圈中電流非線性逐漸增大因此線圈中電流非線性逐漸增大, ,一部分電一部分電能轉(zhuǎn)化為磁場能。能轉(zhuǎn)化為磁場能。(2)(2)斷電自感：線圈中電流從有到無減小時(shí)斷電自感：線圈中電流從有到無減小時(shí), ,線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢阻礙電流減小動(dòng)勢阻礙電流減小, ,線圈中磁場能轉(zhuǎn)化成電能線圈中磁場能轉(zhuǎn)化成電能, ,此時(shí)線圈相當(dāng)于此時(shí)線圈相當(dāng)于電源電源, ,給閉合電路供電。給閉合電路供電?！绢}組通關(guān)方案題組通關(guān)方案】【典題典題3 3】(2011(2011北京高考北京高考) )某同學(xué)為了驗(yàn)?zāi)惩瑢W(xué)為了驗(yàn)證斷電自感現(xiàn)象證斷電自感現(xiàn)象, ,自己找來帶

45、鐵芯的線圈自己找來帶鐵芯的線圈L L、小燈泡小燈泡A A、開關(guān)、開關(guān)S S和電池組和電池組E,E,用導(dǎo)線將它們連用導(dǎo)線將它們連接成如圖所示的電路。檢查電路后接成如圖所示的電路。檢查電路后, ,閉合開關(guān)閉合開關(guān)S,S,小燈泡發(fā)光小燈泡發(fā)光; ;再再斷開開關(guān)斷開開關(guān)S,S,小燈泡僅有不顯著的延時(shí)熄滅現(xiàn)象。雖經(jīng)多次重復(fù)小燈泡僅有不顯著的延時(shí)熄滅現(xiàn)象。雖經(jīng)多次重復(fù), ,仍未見老師演示時(shí)出現(xiàn)的小燈泡閃亮現(xiàn)象仍未見老師演示時(shí)出現(xiàn)的小燈泡閃亮現(xiàn)象, ,他冥思苦想找不出他冥思苦想找不出原因。你認(rèn)為最有可能造成小燈泡未閃亮的原因是原因。你認(rèn)為最有可能造成小燈泡未閃亮的原因是( () )A.A.電源的內(nèi)阻較大電源

46、的內(nèi)阻較大B.B.小燈泡電阻偏大小燈泡電阻偏大C.C.線圈電阻偏大線圈電阻偏大 D.D.線圈的自感系數(shù)較大線圈的自感系數(shù)較大【解題探究解題探究】(1)(1)嘗試根據(jù)實(shí)物圖畫出電路圖。嘗試根據(jù)實(shí)物圖畫出電路圖。提示：提示：(2)(2)小燈泡在什么條件下出現(xiàn)閃亮現(xiàn)象小燈泡在什么條件下出現(xiàn)閃亮現(xiàn)象? ?在什么條件下只出現(xiàn)延在什么條件下只出現(xiàn)延緩熄滅的現(xiàn)象緩熄滅的現(xiàn)象? ?提示：提示：在通電時(shí)在通電時(shí), ,如果線圈中的電流大于燈泡中的電流如果線圈中的電流大于燈泡中的電流, ,會(huì)出現(xiàn)會(huì)出現(xiàn)燈泡閃亮的現(xiàn)象燈泡閃亮的現(xiàn)象; ;如果線圈中的電流小于或等于燈泡中的電流如果線圈中的電流小于或等于燈泡中的電流, ,

47、則不會(huì)出現(xiàn)燈泡閃亮現(xiàn)象則不會(huì)出現(xiàn)燈泡閃亮現(xiàn)象, ,只會(huì)延緩燈泡熄滅。只會(huì)延緩燈泡熄滅?！镜漕}解析典題解析】選選C C。根據(jù)實(shí)物連線圖畫出正確。根據(jù)實(shí)物連線圖畫出正確的電路圖的電路圖, ,如圖所示如圖所示, ,當(dāng)閉合開關(guān)當(dāng)閉合開關(guān)S,S,電路穩(wěn)定電路穩(wěn)定之后之后, ,小燈泡中有穩(wěn)定的電流小燈泡中有穩(wěn)定的電流I IA A, ,電感線圈中有電感線圈中有穩(wěn)定的電流穩(wěn)定的電流I IL L, ,當(dāng)開關(guān)當(dāng)開關(guān)S S突然斷開時(shí)突然斷開時(shí), ,電流電流I IA A立立即消失即消失, ,但是但是, ,由于自感電動(dòng)勢的作用由于自感電動(dòng)勢的作用, ,流過線圈的電流流過線圈的電流I IL L不能不能突變突變, ,而是要

48、繼續(xù)流動(dòng)而是要繼續(xù)流動(dòng), ,于是于是, ,電感線圈和小燈泡構(gòu)成了回路電感線圈和小燈泡構(gòu)成了回路, ,如如果果I IL LIIA A, ,則能觀察到小燈泡閃亮一下再熄滅則能觀察到小燈泡閃亮一下再熄滅, ,線圈的自感系數(shù)越線圈的自感系數(shù)越大大, ,小燈泡延時(shí)閃亮的時(shí)間就越長。如果不滿足小燈泡延時(shí)閃亮的時(shí)間就越長。如果不滿足I IL LIIA A的條件的條件, ,小小燈泡只是延時(shí)熄滅燈泡只是延時(shí)熄滅, ,不會(huì)觀察到閃亮一下再熄滅?？梢姛襞菸床粫?huì)觀察到閃亮一下再熄滅?？梢姛襞菸撮W亮的根本原因是不滿足閃亮的根本原因是不滿足I IL LIIA A的條件的條件, ,這是線圈電阻偏大造成這是線圈電阻偏大造成的

49、的I IL L偏小。所以本題正確選項(xiàng)是偏小。所以本題正確選項(xiàng)是C C?！就P(guān)通關(guān)1+11+1】1.(1.(多選多選) )如圖所示如圖所示, ,自感線圈自感線圈L L的電阻小于的電阻小于R R的阻值的阻值, ,接通接通S S使電使電路達(dá)到穩(wěn)定路達(dá)到穩(wěn)定, ,燈泡燈泡A A發(fā)光發(fā)光, ,下列說法正確的是下列說法正確的是( () )A.A.在電路甲中在電路甲中, ,斷開斷開S,AS,A將漸漸變暗將漸漸變暗B.B.在電路甲中在電路甲中, ,斷開斷開S,AS,A將先變得更亮將先變得更亮, ,然后漸漸變暗然后漸漸變暗C.C.在電路乙中在電路乙中, ,斷開斷開S,AS,A將漸漸變暗將漸漸變暗D.D.在電路乙

50、中在電路乙中, ,斷開斷開S,AS,A將先變得更亮將先變得更亮, ,然后漸漸變暗然后漸漸變暗【解析解析】選選A A、D D。題圖甲中。題圖甲中, ,燈泡燈泡A A與自感線圈與自感線圈L L在同一個(gè)支路在同一個(gè)支路中中, ,流過的電流相同流過的電流相同, ,斷開開關(guān)斷開開關(guān)S S時(shí)時(shí), ,線圈線圈L L中產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢中產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢使得支路中的電流瞬間不變使得支路中的電流瞬間不變, ,以后漸漸變小以后漸漸變小,A,A正確正確,B,B錯(cuò)誤。題錯(cuò)誤。題圖乙中圖乙中, ,燈泡燈泡A A所在支路的電流比自感線圈所在支路的電流要小所在支路的電流比自感線圈所在支路的電流要小( (因?yàn)樽愿芯€圈的電阻小因

51、為自感線圈的電阻小),),斷開開關(guān)斷開開關(guān)S S時(shí)時(shí), ,自感線圈的自感電動(dòng)自感線圈的自感電動(dòng)勢要阻礙電流變小勢要阻礙電流變小, ,此瞬間自感線圈中的電流不變此瞬間自感線圈中的電流不變, ,自感線圈相自感線圈相當(dāng)于一個(gè)電源給燈泡當(dāng)于一個(gè)電源給燈泡A A供電供電, ,因此反向流過因此反向流過A A的電流瞬間要變大的電流瞬間要變大, ,然后逐漸變小然后逐漸變小, ,所以燈泡要先變得更亮所以燈泡要先變得更亮, ,然后漸漸變暗然后漸漸變暗,C,C錯(cuò)誤錯(cuò)誤,D,D正確。正確。2.2.如圖所示如圖所示, ,線圈線圈L L的自感系數(shù)很大的自感系數(shù)很大, ,且其直流且其直流電阻可以忽略不計(jì)電阻可以忽略不計(jì),L

52、,L1 1、L L2 2是兩個(gè)完全相同的是兩個(gè)完全相同的小燈泡小燈泡, ,開關(guān)開關(guān)S S閉合和斷開的過程中閉合和斷開的過程中, ,燈燈L L1 1、L L2 2的亮度變化情況是的亮度變化情況是( (燈絲不會(huì)斷燈絲不會(huì)斷)()() )A.SA.S閉合閉合,L,L1 1亮度不變亮度不變,L,L2 2亮度逐漸變亮亮度逐漸變亮, ,最后兩燈一樣亮最后兩燈一樣亮;S;S斷斷開開,L,L2 2立即熄滅立即熄滅,L,L1 1逐漸變暗逐漸變暗B.SB.S閉合閉合,L,L1 1亮度不變亮度不變,L,L2 2很亮很亮;S;S斷開斷開,L,L1 1、L L2 2立即熄滅立即熄滅C.SC.S閉合閉合,L,L1 1、L

53、 L2 2同時(shí)亮同時(shí)亮, ,而后而后L L1 1逐漸熄滅逐漸熄滅,L,L2 2亮度不變亮度不變;S;S斷開斷開,L,L2 2立即熄滅立即熄滅,L,L1 1亮一下再熄滅亮一下再熄滅D.SD.S閉合閉合,L,L1 1、L L2 2同時(shí)亮同時(shí)亮, ,而后而后L L1 1逐漸熄滅逐漸熄滅,L,L2 2則逐漸變得更亮則逐漸變得更亮;S;S斷開斷開,L,L2 2立即熄滅立即熄滅,L,L1 1亮一下再熄滅亮一下再熄滅【解析解析】選選D D。當(dāng)。當(dāng)S S閉合時(shí)閉合時(shí),L,L的自感系數(shù)很大的自感系數(shù)很大, ,對電流的阻礙作對電流的阻礙作用較大用較大,L,L1 1和和L L2 2串聯(lián)后與電源相連串聯(lián)后與電源相連,

54、L,L1 1和和L L2 2同時(shí)亮同時(shí)亮, ,隨著隨著L L中電流中電流的增大的增大, ,因?yàn)橐驗(yàn)長 L的直流電阻不計(jì)的直流電阻不計(jì), ,則則L L的分流作用增大的分流作用增大,L,L1 1中的電中的電流逐漸減小為零流逐漸減小為零, ,由于總電阻變小由于總電阻變小, ,故電路中的總電流變大故電路中的總電流變大,L,L2 2中的電流增大中的電流增大,L,L2 2燈變得更亮燈變得更亮; ;當(dāng)當(dāng)S S斷開時(shí)斷開時(shí),L,L2 2中無電流中無電流, ,立即熄滅立即熄滅, ,而線圈而線圈L L產(chǎn)生自感電動(dòng)勢產(chǎn)生自感電動(dòng)勢, ,試圖維持本身的電流不變試圖維持本身的電流不變,L,L與與L L1 1組成組成閉合

55、電路閉合電路,L,L1 1燈要亮一下后再熄滅。綜上所述燈要亮一下后再熄滅。綜上所述,D,D正確。正確。【加固訓(xùn)練加固訓(xùn)練】1.(20141.(2014蘇州模擬蘇州模擬) )圖中電感圖中電感L L的直流電阻為的直流電阻為R RL L, ,小燈泡的電阻為小燈泡的電阻為R,R,小量程電流表小量程電流表G G1 1、G G2 2的的內(nèi)阻不計(jì)。當(dāng)開關(guān)內(nèi)阻不計(jì)。當(dāng)開關(guān)S S閉合閉合, ,電路達(dá)到穩(wěn)定后電路達(dá)到穩(wěn)定后, ,電電流表流表G G1 1、G G2 2的指針均偏向右側(cè)的指針均偏向右側(cè)( (電流表的零刻度在表盤的中央電流表的零刻度在表盤的中央),),則在開關(guān)則在開關(guān)S S斷開后斷開后, ,兩個(gè)電流表的

56、指針偏轉(zhuǎn)情況是兩個(gè)電流表的指針偏轉(zhuǎn)情況是( () )A.GA.G1 1、G G2 2的指針都立即回到零點(diǎn)的指針都立即回到零點(diǎn)B.GB.G1 1緩慢回到零點(diǎn)緩慢回到零點(diǎn),G,G2 2立即左偏立即左偏, ,偏后緩慢回到零點(diǎn)偏后緩慢回到零點(diǎn)C.GC.G1 1立即回到零點(diǎn)立即回到零點(diǎn),G,G2 2緩慢回到零點(diǎn)緩慢回到零點(diǎn)D.GD.G2 2立即回到零點(diǎn)立即回到零點(diǎn),G,G1 1緩慢回到零點(diǎn)緩慢回到零點(diǎn)【解析解析】選選B B。在開關(guān)。在開關(guān)S S斷開后斷開后,L,L中產(chǎn)生自感電動(dòng)勢中產(chǎn)生自感電動(dòng)勢, ,兩個(gè)電流兩個(gè)電流表的指針偏轉(zhuǎn)情況是表的指針偏轉(zhuǎn)情況是G G1 1緩慢回到零點(diǎn)緩慢回到零點(diǎn),G,G2 2中

57、電流方向?yàn)橹须娏鞣较驗(yàn)镼 Q指向指向P,P,即立即左偏即立即左偏, ,偏后緩慢回到零點(diǎn)偏后緩慢回到零點(diǎn), ,選項(xiàng)選項(xiàng)B B正確。正確。2.2.如圖所示如圖所示, ,多匝線圈多匝線圈L L的電阻和電池內(nèi)阻的電阻和電池內(nèi)阻不計(jì)不計(jì), ,兩個(gè)電阻的阻值都是兩個(gè)電阻的阻值都是R,R,開關(guān)開關(guān)S S原來是原來是斷開的斷開的, ,電流電流I I0 0= ,= ,閉合開關(guān)閉合開關(guān)S S將一電阻將一電阻短路短路, ,于是線圈有自感電動(dòng)勢產(chǎn)生于是線圈有自感電動(dòng)勢產(chǎn)生, ,此電動(dòng)勢此電動(dòng)勢( () )A.A.有阻礙電流的作用有阻礙電流的作用, ,最后電流由最后電流由I I0 0減小到零減小到零B.B.有阻礙電流的

58、作用有阻礙電流的作用, ,最后電流總小于最后電流總小于I I0 0C.C.有阻礙電流增大的作用有阻礙電流增大的作用, ,因而電流將保持因而電流將保持I I0 0不變不變D.D.有阻礙電流增大的作用有阻礙電流增大的作用, ,但電流最后還是增大到但電流最后還是增大到2I2I0 0E2R【解析解析】選選D D。閉合。閉合S S后后, ,回路電阻減小回路電阻減小, ,電流增大電流增大, ,線圈產(chǎn)生自線圈產(chǎn)生自感電動(dòng)勢阻礙電流增大感電動(dòng)勢阻礙電流增大, ,但不會(huì)改變增大的趨勢但不會(huì)改變增大的趨勢, ,因此因此A A、B B錯(cuò)錯(cuò)誤。當(dāng)電路最終穩(wěn)定時(shí)誤。當(dāng)電路最終穩(wěn)定時(shí),I= =2I,I= =2I0 0,

59、,因此因此C C錯(cuò)誤、錯(cuò)誤、D D正確。正確。ER【學(xué)科素養(yǎng)升華學(xué)科素養(yǎng)升華】線圈在電路中的作用線圈在電路中的作用(1)(1)線圈中電流增大時(shí)線圈中電流增大時(shí), ,線圈可以等效成一阻值由較大逐漸減小線圈可以等效成一阻值由較大逐漸減小的電阻的電阻, ,電流非線性逐漸增大。電流非線性逐漸增大。(2)(2)線圈中電流減小時(shí)線圈中電流減小時(shí), ,線圈可等效成一個(gè)電源線圈可等效成一個(gè)電源, ,線圈中的磁場線圈中的磁場能逐漸轉(zhuǎn)化成電能能逐漸轉(zhuǎn)化成電能, ,構(gòu)成回路中的電流沿原方向非線性逐漸減構(gòu)成回路中的電流沿原方向非線性逐漸減小。小。(3)(3)線圈在電路中使電流不能發(fā)生突變線圈在電路中使電流不能發(fā)生突變

60、, ,使電流的變化過程延長使電流的變化過程延長, ,但不能改變最終的結(jié)果。但不能改變最終的結(jié)果?！举Y源平臺(tái)資源平臺(tái)】長度變化的導(dǎo)體切割磁感線時(shí)電流與電量的計(jì)算長度變化的導(dǎo)體切割磁感線時(shí)電流與電量的計(jì)算如圖所示如圖所示, ,導(dǎo)線全部為裸導(dǎo)線導(dǎo)線全部為裸導(dǎo)線, ,半徑為半徑為r r的圓的圓內(nèi)有垂直于圓平面的勻強(qiáng)磁場內(nèi)有垂直于圓平面的勻強(qiáng)磁場, ,磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度為為B,B,一根長度大于一根長度大于2r2r的導(dǎo)線的導(dǎo)線MNMN以速率以速率v v在圓在圓環(huán)上無摩擦地自左端勻速滑到右端環(huán)上無摩擦地自左端勻速滑到右端, ,電路的固定電阻為電路的固定電阻為R,R,其余其余電阻不計(jì)電阻不計(jì), ,試求：試求