【物理】2020届二轮复习十、电磁感应板块学案（江苏专用）

【物理】2020届二轮复习十、电磁感应板块学案（江苏专用）

十、电磁感应板块 基础回扣 ‎　　1.产生感应电流的条件 表述1:闭合电路的一部分导体在磁场内做切割磁感线运动。‎ 表述2:穿过闭合电路的磁通量发生变化。‎ ‎2.产生电磁感应现象的实质 电磁感应现象的实质是产生感应电动势,如果回路闭合则产生感应电流;如果回路不闭合,则只有感应电动势,而无感应电流。‎ ‎3.判断感应电流的两种方法:楞次定律和右手定则。‎ 说明:(1)右手定则适用于导体切割磁感线产生感应电流;楞次定律适用于所有电磁感应现象。‎ ‎(2)楞次定律中“阻碍”的含义 ‎①阻碍原磁通量的变化——“增反减同”;‎ ‎②阻碍相对运动——“来拒去留”;‎ ‎③使线圈面积有扩大或缩小的趋势——“增缩减扩”;‎ ‎④阻碍原电流的变化(自感现象)——“增反减同”。‎ ‎4.法拉第电磁感应定律 情景图 研究 对象 回路(不一定闭合)‎ 一段直导线(或等效成直导线)‎ 绕一端转动的一段导体棒 绕与B垂直的轴转动的导线框 表达式 E=nΔΦΔt E=BLv sin θ E=‎1‎‎2‎BL2ω E=NBSω sin ωt ‎5.自感现象:自感电流总是阻碍线圈中原电流的变化。‎ ‎【推论】如图所示,一端接有电容器的金属导轨宽L,垂直放在磁感应强度为B的匀强磁场中,质量为m的金属棒跨在导轨上,在恒力F的作用下,做匀加速直线运动,且加速度a=Fm+B‎2‎L‎2‎C。‎ 回归小练 ‎1.(多选)(源于人教版3-2第13页“问题与练习”)如图所示是圆盘发电机的示意图。铜盘安装在水平的铜轴上,它的边缘正好在两磁极之间,两块铜片C、D分别与转动轴和铜盘的边缘接触。若铜盘半径为L,匀强磁场的磁感应强度为B,回路的总电阻为R,从左往右看,铜盘以角速度ω沿顺时针方向匀速转动。则(　　)‎ ‎　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　 ‎ A.由于穿过铜盘的磁通量不变,故回路中无感应电流 B.回路中感应电流大小不变,为BL‎2‎ω‎2R C.回路中感应电流方向不变,为C→D→R→C D.回路中有周期性变化的感应电流 答案　BC　把铜盘看做闭合回路的一部分,在铜盘以角速度ω沿顺时针方向匀速转动时,铜盘切割磁感线产生感应电动势,回路中有感应电流,选项A错误;铜盘切割磁感线产生的感应电动势为E=‎1‎‎2‎BL2ω,根据闭合电路欧姆定律,回路中感应电流I=ER=BL‎2‎ω‎2R,由右手定则可判断出感应电流方向为C→D→R→C,选项B、C正确,D错误。‎ ‎2.(源于人教版3-2第23页“做一做”)(2018江苏盐城三模)如图甲所示,把带铁芯的线圈L与小灯泡串联起来,先把它们接到电动势为E(内阻不计)的直流电源上;再把它们接到交流电源上,如图乙所示,取直流电源的电压与交流电压的有效值相等。下列叙述正确的是(　　)‎ A.接交流电时灯泡更亮些 B.接直流电和接交流电时灯泡一样亮 C.减小交流电频率时图乙中灯泡变亮 D.图甲中闭合S瞬间,通过灯泡的电流立即达到最大值 答案　C　电路稳定时,线圈对直流电无阻碍作用,对交流电有阻碍作用,故直流电路中的电流更大一些,接直流的灯泡更亮一些,A、B错误;交流电的频率越小,线圈的阻碍作用越小,则电流越大,灯泡越亮,C正确;题图甲中闭合S的瞬间,因线圈的自感现象,电流从无到有,电流逐渐增大,D错误。‎ ‎3.(源于人教版3-2第25页“问题与练习”)(2018江苏苏北四市调研)如图所示,铁芯上绕有线圈A和B,线圈A与电源连接,线圈B与理想发光二极管D相连,衔铁E连接弹簧K控制触头C的通断,忽略A的自感,下列说法正确的是　(　　)‎ A.闭合S,D闪亮一下 B.闭合S,C将会过一小段时间接通 C.断开S,D不会闪亮 D.断开S,C将会过一小段时间断开 答案　D　闭合S瞬间,穿过线圈B的磁通量增加,根据楞次定律的推论“增反减同”,结合右手螺旋定则可知,线圈B的电流方向逆时针,而由于二极管顺时针方向导电,则线圈B不会闪亮一下,则线圈A中磁场立刻吸引C,导致其即时接触,故A、B错误;断开S瞬间,穿过线圈B的磁通量要减小,根据楞次定律的推论“增反减同”,结合右手螺旋定则可知,电流方向为顺时针,则二极管处于导通状态,则D会闪亮,同时对线圈A有影响,阻碍其磁通量减小,那么C将会过一小段时间断开,故C项错误,D项正确。‎ ‎4.(源于人教版3-2第7页“做一做”)如图是某学习小组在空旷的场地上做“摇绳发电实验”的示意图。他们将一铜芯线像甩跳绳一样匀速摇动,铜芯线的两端分别通过细铜线与灵敏交流电流表相连。摇绳的两位同学的连线与所在处的地磁场(可视为匀强磁场)垂直。摇动时,铜芯线所围成半圆周的面积S=2 m2,转动角速度ω=10‎2‎ rad/s,用电流表测得电路中电流I=40 μA,电路总电阻R=10 Ω,取π‎2‎=2.25。‎ ‎(1)求该处地磁场的磁感应强度B。‎ ‎(2)从铜芯线所在平面与该处地磁场平行开始计时,求其转过四分之一周的过程中,通过电流表的电荷量q。‎ ‎(3)求铜芯线转动一周的过程中,电路产生的焦耳热Q。‎ 答案　(1)2×10-5 T　(2)4×10-6C　(3)7.2×10-9J 解析　(1)铜芯线中产生的是正弦交流电,则有 Im=‎2‎I ‎ Em= ImR Em=BωS 解得B=2×10-5 T ‎(2)在铜芯线与地面平行开始至铜芯线转动四分之一周的过程中,有 E=‎ΔΦt ΔΦ=BS E=IR q=It 解得q=4×10-6C ‎(3)铜芯线转动一周,电路中产生的焦耳热 Q=I2RT=I2R‎2πω=7.2×10-9J