20xx版高考物理人教版一輪學(xué)案：102-法拉第電磁感應(yīng)定律-自感和渦流-【含答案】(編輯修改稿)
2025-04-05 05:21 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 )相對(duì)性E＝Blv中的速度v是相對(duì)于磁場(chǎng)的速度，若磁場(chǎng)也運(yùn)動(dòng)時(shí)，應(yīng)注意速度間的相對(duì)關(guān)系。2．導(dǎo)體轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁感線當(dāng)導(dǎo)體在垂直于磁場(chǎng)的平面內(nèi)，繞一端以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E＝Bl＝Bl2ω，如圖所示。(1)以中點(diǎn)為軸時(shí)，E＝0(不同兩段的代數(shù)和)；(2)以端點(diǎn)為軸時(shí)，E＝Bωl2(平均速度取中點(diǎn)位置時(shí)的線速度ωl)；(3)以任意點(diǎn)為軸時(shí)，E＝Bω(l－l)(不同兩段的代數(shù)和)。例2 (2020江淮十校聯(lián)考)如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，金屬桿MN在平行金屬導(dǎo)軌上以速度v向右勻速滑動(dòng)。金屬導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)電阻不計(jì)，金屬桿的電阻為2R、長(zhǎng)度為L(zhǎng)，ab間電阻為R，MN兩點(diǎn)間電勢(shì)差為U，則通過(guò)電阻R的電流方向及U的大小( B )A．a(chǎn)→b，BLv B．a(chǎn)→b，C．a(chǎn)→b， D．b→a，[解析] 由右手定則判斷可知，MN中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向?yàn)镹→M，則通過(guò)電阻R的電流方向?yàn)閍→b，MN產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)公式為：E＝BLv，R兩端的電壓為：U＝R＝，故B項(xiàng)正確?！沧兪接?xùn)練2〕邊界MN的一側(cè)區(qū)域內(nèi)，存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于光滑水平桌面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。邊長(zhǎng)為l的正三角形金屬線框abc粗細(xì)均勻，三邊阻值相等，a頂點(diǎn)剛好位于邊界MN上，現(xiàn)使線框圍繞過(guò)a點(diǎn)且垂直于桌面的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)角速度為ω，如圖所示，則在ab邊開(kāi)始轉(zhuǎn)入磁場(chǎng)的瞬間，ab兩端的電勢(shì)差Uab為( A )A．Bl2ω B．－Bl2ωC．－Bl2ω D．Bl2ω[解析] 本題考查電磁感應(yīng)定律中的旋轉(zhuǎn)切割問(wèn)題。在ab邊開(kāi)始轉(zhuǎn)入磁場(chǎng)的瞬間，切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E＝Bl2ω，設(shè)每邊電阻為R，由閉合電路歐姆定律可得金屬線框中電流為I＝，由右手定則可判斷出感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较?，ab兩端的電勢(shì)差Uab＝I2R＝Bl2ω，選項(xiàng)A正確?？键c(diǎn)三 自感現(xiàn)象1．自感現(xiàn)象的四大特點(diǎn)(1)自感電動(dòng)勢(shì)總是阻礙導(dǎo)體中原電流的變化。(2)通過(guò)線圈中的電流不能發(fā)生突變，只能緩慢變化。(3)電流穩(wěn)定時(shí)，自感線圈相當(dāng)于普通導(dǎo)體。(4)線圈的自感系數(shù)越大，自感現(xiàn)象越明顯，自感電動(dòng)勢(shì)只是延緩了過(guò)程的進(jìn)行，但它不能使過(guò)程停止，更不能使過(guò)程反向。2．自感中“閃亮”與“不閃亮”問(wèn)題與線圈串聯(lián)的燈泡與線圈并聯(lián)的燈泡電路圖通電時(shí)電流逐漸增大，燈泡逐漸變亮電流突然增大，然后逐漸減小達(dá)到穩(wěn)定斷電時(shí)電流逐漸減小，燈泡逐漸變暗，電流方向不變電路中穩(wěn)態(tài)電流為II2：①若I2≤I1，燈泡逐漸變暗；②若I2I1，燈泡閃亮后逐漸變暗。兩種情況下燈泡中電流方向均改變例3 在如圖所示的電路中，a、b、c為三盞完全相同的燈泡，L是自感線圈，直流電阻為RL，則下列說(shuō)法正確的是( B )A．合上開(kāi)關(guān)后，c先亮，a、b后亮B．?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)時(shí)，N點(diǎn)電勢(shì)高于M點(diǎn)C．?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)后，b、c同時(shí)熄滅，a緩慢熄滅D．?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)后，c馬上熄滅，b閃一下后緩慢熄滅[解析] 開(kāi)關(guān)S閉合瞬間，因線圈L的電流增大，產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，根據(jù)楞次定律可知，自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流的增大，通過(guò)a燈的電流逐漸增大，所以b、c先亮，a后亮，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S的瞬間，因線圈L的電流減小，產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，根據(jù)楞次定律可知通過(guò)自感線圈的電流方向與原電流方向相同，N點(diǎn)電勢(shì)高于M點(diǎn)；L和a、b組成的回路中有電流，由于原來(lái)a燈的電流小于b燈的電流，開(kāi)關(guān)斷開(kāi)的瞬間，通過(guò)a、b和線圈回路的電流從a燈原來(lái)的電流大小開(kāi)始減小，所以b燈會(huì)先變暗，然后a、b燈一起緩慢熄滅，而c沒(méi)有電流，馬上熄滅，選項(xiàng)B正確，C、D錯(cuò)誤?！沧兪接?xùn)練3〕(多選)如圖所示的電路中，L為一個(gè)自感系數(shù)很大、直流電阻不計(jì)的線圈，D1，D2是兩個(gè)完全相同的燈泡，E是一內(nèi)阻不計(jì)的電源。t＝0時(shí)刻，閉合開(kāi)關(guān)S，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，電路達(dá)到穩(wěn)定，t1時(shí)刻斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S。I1，I2分別表示通過(guò)燈泡D1和D2的電流，規(guī)定圖中箭頭所示的方向?yàn)殡娏髡较颍韵赂鲌D中能定性描述電流I隨時(shí)間t變化關(guān)系的是( AC )[解析] 當(dāng)S閉合時(shí)，L的自感作用會(huì)阻礙其中的電流變大，電流從D1流過(guò)；當(dāng)L的阻礙作用變小時(shí)，L中的電流變大，D1中的電流變小至零；D2中的電流為電路總電流，電流流過(guò)D1時(shí)，電路總電阻較大，電流較小，當(dāng)D1中電流為零時(shí)，電流流過(guò)L與D
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