高考物理一轮复习考点精讲精练第24讲　法拉第电磁感应定律、自感和涡流（解析版）.doc

第24讲法拉第电磁感应定律、自感和涡流

1、理解环和掌握法古拉第电滋感应定律。

2、会求感生电动势和动生电动势。

3、理解自感、祸流、电掬驱动和电嘟阻尼

考点一法拉第电磁感应定律的应用

1．感应电动势

(1)感应电动势：在电磁感应现象中产生的电动势．产生感应电动势的那部分导体就相当于电源，导体的电阻相当于电源内阻．

(2)感应电流与感应电动势的关系：遵循闭合电路欧姆定律，即I＝eq\f(E,R＋r).

2．感应电动势大小的决定因素

(1)感应电动势的大小由穿过闭合电路的磁通量的变化率eq\f(ΔΦ,Δt)和线圈的匝数共同决定，而与磁通量Φ、磁通量的变化量ΔΦ的大小没有必然联系．

(2)当ΔΦ仅由B的变化引起时，则E＝neq\f(ΔB·S,Δt)；当ΔΦ仅由S的变化引起时，则E＝neq\f(B·ΔS,Δt)；当ΔΦ由B、S的变化同时引起时，则E＝neq\f(B2S2－B1S1,Δt)≠neq\f(ΔB·ΔS,Δt).

3．磁通量的变化率eq\f(ΔΦ,Δt)是Φ－t图象上某点切线的斜率．

（2024?下城区校级模拟）在竖直方向的匀强磁场中，水平放置一闭合金属圆环，面积为S，电阻为R。规定圆环中电流的正方向如图甲所示，磁场向上为正。当磁感应强度B随时间t按图乙变化时，下列说法正确的是（）

A．0～1s内感应电流的磁场在圆环圆心处的方向向上

B．1～2s内通过圆环的感应电流的方向与图甲所示方向相反

C．0～2s内线圈中产生的感应电动势为B0

D．2～4s内线圈中产生的焦耳热为2

【解答】解：A、0～1s内磁场向下减小，根据楞次定律可知感应电流的磁场在圆环圆心处的方向向下，故A错误；

B、1～2s内磁场向上增大，根据楞次定律可知感应电流的磁场在圆环圆心处的方向向下，所以感应电流方向与图甲所示方向相同，故B错误；

C、根据法拉第电磁感应定律有：E＝nΔΦΔt=nsΔBΔt

D、同C选项可知在2～4s内线圈中的感应电动势为E＝B0S，焦耳热P=E2R

故选：D。

（2024?济南模拟）如图所示，边长为L正方形金属回路（总电阻为R）与水平面的夹角为60°，虚线圆与正方形边界相切，虚线圆形边界内（包括边界）存在竖直向下匀强磁场，其磁感应强度与时间的关系式为B＝kt（k＞0且为常量），则金属回路产生的感应电流大小为（）

A．kL2R B．πkL24R

【解答】解：根据法拉第电磁感应定律可知回路产生的感应电动势为：E=

由闭合电路欧姆定律可知金属回路产生的感应电流大小为：I=E

故选：D。

（2023秋?渝中区校级期末）如图甲，圆心为O、半径为r、电阻为R的单匝圆形线圈置于光滑水平面上，用一根水平绝缘细杆将圆形线圈的最右端与墙面拴接，以图中虚线为界，左、右两侧分别存在着方向如图甲所示的匀强磁场，垂直纸面向里为磁场的正方向，两部分磁场的磁感应强度随时间的变化规律如图乙。则0～t0时间内（）

A．线圈受到的安培力的合力向右

B．线圈中电流沿顺时针方向

C．感应电流的大小πr

D．细杆对线框的弹力逐渐增大

【解答】解：AB、穿过左边部分的导线框的磁通量向外减小，根据楞次定律可知，左边部分的导线框产生的感应电动势沿逆时针方向。穿过右边部分的导线框的磁通量向里增加，根据楞次定律可知，右边部分的导线框产生的感应电动势沿逆时针方向，所以整个线圈中感应电流沿逆时针方向，由左手定则可知，左边部分的导线框所受的安培力向左，右边部分的导线框所受的安培力也向左，所以线圈受到的安培力的合力向左，故AB错误；

C、由法拉第电磁感应定律知线圈产生感应电动势为E＝2×ΔBΔt?πr22=B

再由闭合电路欧姆定律可得感应电流大小为I=E

D、线圈受到的安培力的合力为F＝|B1|I?2r+B2I?2r＝B0I?2r＝2B0Ir，保持不变，由平衡条件可知细杆对线框的弹力与线圈受到的安培力的合力大小相等，则细杆对线框的弹力保持不变，故D错误。

故选：C。

考点二导体切割磁感线产生感应电动势的计算

1．公式E＝Blv的使用条件

(1)匀强磁场．

(2)B、l、v三者相互垂直．

(3)如不垂直，用公式E＝Blvsinθ求解，θ为B与v方向间的夹角．

2．“瞬时性”的理解

(1)若v为瞬时速度，则E为瞬时感应电动势．

(2)若v为平均速度，则E为平均感应电动势．

3．切割的“有效长度”

公式中的l为有效切割长度，即导体在与v垂直的方向上的投影长度．图中有效长度分别为：

甲图：l＝eq\x\to(cd)sinβ；

乙图：沿v1方向运动时，l＝eq\x\to(MN)；沿v2方向运动时，l＝0.

丙图：沿v1方向运动时，l＝eq\r(2)R；沿v2方向运动时，l＝0；沿v3方向运动时，l＝R.

4．“相对性”的理解

E＝Blv中的速度v是相对于