2024-2025年高二物理考点解读与考点专题5 （考点解读）法拉第电磁感应定律（解析版） .doc

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专题5法拉第电磁感应定律

一、法拉第电磁感应定律

1.感应电动势

在电磁感应现象中产生的电动势，叫感应电动势。产生感应电动势的那部分导体相当于电磁感应现象，导体本身的电阻相当于电源。当电路断开时，无（“有”或“无”）感应电流，但有（“有”或“无”）感应电动势。

2.法拉第电磁感应定律

（1）内容：闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。

（2）表达式：E＝neq\f(ΔΦ,Δt)。

（3）单位：在国际单位制中，电动势的单位是伏（V）。

二、导线切割磁感线时的感应电动势

如图所示电路中，闭合电路的一部分导体ab处于匀强磁场中，磁感应强度为B，ab切割磁感线的有效长度为l，以速度v匀速切割磁感线。

（1）在Δt时间内导体棒由原来的位置运动到a1b1，线框面积的变化量是ΔS＝。

（2）穿过闭合电路磁通量的变化量：ΔΦ＝BΔS＝B。

（3）感应电动势的大小E＝eq\f(ΔΦ,Δt)＝。

1.当磁场方向、导体、导体运动方向三者两两垂直时，E＝。

2.若导体与磁场方向垂直，导体运动方向与导体本身垂直，但与磁场方向的夹角为θ时，如图2所示，则E＝Blv1＝。

三、反电动势

1.定义：电动机转动时，由于切割磁感线，线圈中产生的削弱电源电动势作用的感应电动势。

2.作用：阻碍线圈的转动，要维持线圈原来的转动，电源就必须向电动机提供能量。这正是电能转化为其他形式能的过程。

3.危害与防止

若电动机工作中由于机械阻力过大而停止转动，这时就没有了反电动势，电阻很小的线圈中电流会很大，可能会把电动机烧坏，这时应立即切断电源，进行检查。

命题点一磁通量、磁通量的变化量、磁通量的变化率比较

（1）物理意义不同：磁通量西表示某时刻或某位置时穿过某一面积的磁感线条数的多少；磁通量的变化量表示在某一过程中穿过某一面积的磁通量变化的多少；磁通量的变化率表示穿过某一面积的磁通量变化的快慢。

（2）穿过一个平面的磁通量大，磁通量的变化量不一定大，磁通量的变化率也不一定大；穿过一个平面的磁通量的变化量大，磁通量不一定大，磁通量的变化率也不一定大；穿过一个平面的磁通量的变化率大，磁通量和磁通量的变化量都不一定大。

（3）感应电动势E的大小决定于穿过电路的磁通量的变化率，而与的大小、的大小没有必然的联系，与电路的电阻无关。

1.由法拉第电磁感应定律公式E＝可知（）

A．穿过线圈的磁通量Φ越大，感应电动势E一定越大

B．穿过线圈的磁通量改变量ΔΦ越大，感应电动势E一定越大

C．穿过线圈的磁通量变化率越大，感应电动势E一定越大

D．穿过线圈的磁通量发生变化的时间Δt越小，感应电动势E一定越大

【答案】C

【解析】由法拉第电磁感应定律可知；E＝n，即E与磁通量的变化率成正比，即电动势取决于磁通量的变化快慢，故C正确，A、B、D错误．

2.（多选）关于闭合电路中线圈的感应电动势E、磁通量Φ，磁通量的变化量ΔΦ及磁通量的变化率、线圈的匝数N之间的关系，下列说法中正确的是（）

A．Φ很大时，E一定很大

B．Φ＝0时，E可能最大

C．＝0时，E一定等于0

D．N越多，Φ一定很大，故E也一定很大

【答案】BC

【解析】由法拉第电磁感应定律可知，闭合电路的感应电动势与磁通量的变化率成正比，与磁通量及磁通量的变化大小无关，＝0时，E一定等于0，故A错误，B、C正确，Φ＝BS，与匝数N无关，故D错误；故选：B、C.

命题点二公式与的区别和联系

1．区别

（1）研究对象不同：的研究对象是一个回路；的研究对象是在磁场中运动的一段导体。

（2）适用范围不同：具有普遍性，无论什么方式引起Φ的变化都适用；只适用于一段导线切割磁感线的情况。

（3）条件不同：不一定是匀强磁场；中的、、应取两两互相垂直的分量，可采用投影的办法。

（4）物理意义不同：求的是时间内的平均感应电动势，与某段时间或某个过程相对应；求的是瞬时感应电动势，与某个时刻或某个位置相对应。

2．联系

（1）是由在一定条件下推导出来的。

（2）只有、、三者大小、方向均不变时，在出时间内的平均感应电动势才和它在任意时刻产生的瞬时电动势相同。

（3）公式中的若代入，则求出的为平均感应电动势。

例3.如图所示，两条平行虚线之间存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，虚线间的距离为l.金属圆环的直径也是l.圆环从左边界进入磁场，以垂直于磁场边界的