选修3-2：9.2法拉第电磁感应定律自感现象【2015《物理复习方略》一轮复习沪科版】详解.ppt

A.θ 0时，杆产生的电动势为2Bav B.θ 时，杆产生的电动势为 Bav C.θ 0时，杆受的安培力大小为 D.θ 时，杆受的安培力大小为 【解题探究】 1 如何确定导体杆在运动过程中的有效长度? 提示：导体杆在不同位置的有效长度不同,可以根据l 2acosθ进行计算。 2 如何计算导体杆所受的安培力? 提示：先计算出感应电动势和感应电流,由F BIl计算安培力。 【典题解析】选A、D。当θ 0时，导体杆的等效长度最大为 2a，这时感应电动势最大，为E 2Bav，A正确；根据F BIl, 联立可得 C错误;当θ 时，导体杆的等效长度为a，这时感应电动势 为E Bav，B错误；根据 联立可得 D正确。所以答案选A、D。 【通关1+1】 1. 2014·咸阳模拟 图中的a是一个边 长为L的正方形导线框,其电阻为R。线 框以恒定速度v沿x轴运动,并穿过图中 所示的匀强磁场区域b。如果以x轴的 正方向作为力的正方向。线框在图示位置的时刻作为时间的零点,则磁场对线框的作用力F随时间变化的图线应为 【解析】选B。线框在没有进入磁场前运动L的过程中,线框中没 有感应电流,线框不受安培力的作用;当线框进入磁场匀速运动 L的过程中,线框中的感应电动势E BLv,感应电流I ,线框所 受的安培力F BIL ,大小恒定,方向沿x轴负方向;当线框 在磁场中运动2L过程中,线框中没有感应电流,线框不受安培力 的作用;线框匀速穿出磁场的过程受到的安培力与匀速进入磁场 的过程中相同。综上所述,B正确。 2. 2012·新课标全国卷 如图所示,均匀磁 场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框, 半圆直径与磁场边缘重合;磁场方向垂直于 半圆面 纸面 向里,磁感应强度大小为B0。使该线框从静止开 始绕过圆心O、垂直于半圆面的轴以角速度ω匀速转动半周,在 线框中产生感应电流。现使线框保持图中所示位置,磁感应强 度大小随时间线性变化。为了产生与线框转动半周过程中同样 大小的电流,磁感应强度随时间的变化率 的大小应为 【解析】选C。设导线框半径为l，电阻值为R,导线框以角速度 ω匀速转动产生的电流大小为 导线框中磁 感应强度大小随时间线性变化时产生的电流大小为 因为I1 I2，所以 故选项C正确。 【加固训练】 1. 多选 如图所示,边长为L、总电阻为R的 正方形线框abcd放置在光滑水平桌面上,其 bc边紧靠磁感应强度为B、宽度为2L、方向 竖直向下的有界匀强磁场的边缘。现使线框以初速度v0匀加速通过磁场,下列图线中能定性反映线框从开始进入到完全离开磁场的过程中,线框中的感应电流 以逆时针方向为正 的变化的是 【解析】选A、D。因线框中产生的感应电动势随速度的增大而增大,故在线框全部进入磁场前,感应电流一直增大;线框从磁场中穿出时,感应电动势与感应电流仍在增大;完全进入磁场、全部处于磁场、完全从磁场中通过所需的时间越来越短,结合以上特点可知,感应电流与时间的关系图像正确的是A;因为匀加速过程中,中间位置的速度大于中间时刻的速度,且线框完全进入磁场、全部处于磁场、完全从磁场中通过所发生的位移相同,故感应电流与位移x的关系图像正确的是D。 2. 多选 2014·日照模拟 在光滑的绝缘水 平面上方,有磁感应强度大小为B、方向垂直 纸面向里的匀强磁场,PQ为磁场边界。一个 半径为a、质量为m、电阻为R的金属圆环垂 直磁场方向放置于磁场中A处,现给金属圆环一水平向右的初速 度v。当圆环运动到直径刚好与边界线PQ重合时的速度为 , 则下列说法正确的是 A.此时圆环中的电功率为 B.此时圆环的加速度为 C.此过程中通过圆环截面的电荷量为 D.此过程回路中产生的电能为0.75mv2 【解析】选B、C。当圆环运动到直径刚好与边界线PQ重合时， 产生的感应电动势E B×2a× Bav，感应电流I ，圆环 中的电功率P I2R ，选项A错误；金属圆环受到的安培 力F 2BIa ，所以a ，选项B正确；由 q It ，可知选项C正确；由能量守恒得：产生的 电能W电 ，选项D错误。 【学科素养升华】 分析导体棒在匀强磁场中切割磁感线运动时应注意的问题 1 在回路中,切割部分相当于电源,其余部分为外电路,在切割 部分感应电流由低电势流向高电势。 2 在公式E Blv中,B、l、v必须两两垂直,实际问题中当它们不 相互垂直时,应取垂直分量进行计算;l指切割磁感线的有效长 度。 3 E Blv是由E n 在一定条件下推导出来的,该公式可以看 成法拉第电磁感应定律的一个推论。 考点3　通电自感和断电自感 1.自感现象及自感电动势：当一个线圈中的电流发生变化时, 变化的磁场在线圈自身产生感应电动势。大小为E L ,其中 L为自感系数,由线圈的匝数、长度