2025年高二物理寒假衔接讲练 (人教版)第02讲 法拉第电磁感应定律（2知识点+6考点）（学生版）.docx

第02讲法拉第电磁感应定律（预习）

模块一思维导图串知识

模块二基础知识全梳理（吃透教材）

模块三教材习题学解题

模块四核心考点精准练（6大考点）

模块五小试牛刀过关测

1．通过实验，理解法拉第电磁感应定律。

2．明确磁通量的变化量的意义，能区分?、??和??

3．能够运用E＝Blv或E＝Blvsinθ计算导体切割磁感线时产生的感应电动势.。

知识点1：电磁感应现象

【情境导入】

我们可以通过实验探究电磁感应现象中感应电流大小的决定因素和遵循的物理规律．

如图所示，将条形磁体从同一高度插入线圈的实验中．

(1)快速插入和缓慢插入，磁通量的变化量ΔΦ相同吗？指针偏转角度相同吗？

(2)分别用同种规格的一根磁体和并列的两根磁体以相同速度快速插入，磁通量的变化量ΔΦ相同吗？指针偏转角度相同吗？

(3)在线圈匝数一定的情况下，感应电动势的大小取决于什么？

答案(1)磁通量的变化量ΔФ相同，但磁通量变化的快慢不同，快速插入比缓慢插入时指针偏转角度大．

(2)用并列的两根磁体快速插入时磁通量的变化量较大，磁通量变化率也较大，指针偏转角度较大．

(3)在线圈匝数一定的情况下，感应电动势的大小取决于eq\f(ΔΦ,Δt)的大小．

1．感应电动势

在电磁感应现象中产生的电动势叫作感应电动势，产生感应电动势的那部分导体相当于电源．

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)公式：E＝neq\f(ΔΦ,Δt)，其中n为线圈的匝数．

(3)在国际单位制中，磁通量的单位是韦伯(Wb)，感应电动势的单位是伏(V)．

【重难诠释】

1．磁通量Φ、磁通量的变化量ΔΦ及磁通量的变化率eq\f(ΔΦ,Δt)的比较

磁通量Φ

磁通量的变化量ΔΦ

磁通量的变化率eq\f(ΔΦ,Δt)

物理意义

某时刻穿过磁场中某个面的磁感线条数

在某一过程中，穿过某个面的磁通量的变化量

穿过某个面的磁通量变化的快慢

当B、S互相垂直时的大小

Φ＝BS

ΔΦ＝eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(Φ2－Φ1,B·ΔS,S·ΔB))

eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(\f(|Φ2－Φ1|,Δt),B·\f(ΔS,Δt),\f(ΔB,Δt)·S))

注意

若穿过的平面中有方向相反的磁场，则不能直接用Φ＝BS.Φ为抵消以后所剩余的磁通量

开始和转过180°时平面都与磁场垂直，但穿过平面的磁通量是不同的，一正一负，ΔΦ＝2BS，而不是零

在Φ－t图像中，可用图线的斜率表示eq\f(ΔΦ,Δt)

2.公式E＝neq\f(ΔΦ,Δt)的理解

感应电动势的大小E由磁通量变化的快慢，即磁通量的变化率eq\f(ΔΦ,Δt)决定，与磁通量Φ、磁通量的变化量ΔΦ无关．

知识点二导体棒切割磁感线时的感应电动势

【情境导入】

(1)如图，导体棒CD在匀强磁场中运动．自由电荷会随着导体棒运动，并因此受到洛伦兹力．导体棒中自由电荷相对于纸面的运动大致沿什么方向？(为了方便，可以认为导体棒中的自由电荷是正电荷．)

(2)导体棒一直运动下去，自由电荷是否总会沿着导体棒运动？为什么？导体棒哪端的电势比较高？(讨论时不必考虑自由电荷的热运动)

答案(1)导体棒中自由电荷(正电荷)随导体棒向右运动，由左手定则可判断正电荷受到沿棒向上的洛伦兹力作用．因此，正电荷一边向上运动，一边随导体棒匀速运动，所以正电荷相对于纸面的运动是斜向右上方的．

(2)不会．当导体棒中的自由电荷受到的洛伦兹力与电场力平衡时不再定向移动，因为正电荷会聚集在C点，所以C端电势高．

1．导体棒垂直切割磁感应线

导线垂直于磁场方向运动，B、l、v两两垂直时，如下图所示，E＝Blv.

2．导体棒不垂直切割磁感应线

导线的运动方向与导线本身垂直，但与磁感线方向夹角为θ时，如下图所示，E＝Blvsinθ.

导体棒切割磁感线产生感应电流，导体棒所受安培力的方向与导体棒运动方向相反，导体棒克服安培力做功，把其他形式的能转化为电能．

3.对公式E＝Blvsinθ的理解

(1)当B、l、v三个量的方向互相垂直时，E＝Blv；当有任意两个量的方向互相平行时，导线将不切割磁感线，E＝0.

(2)当l垂直于B且l垂直于v，而v与B成θ角时，导线切割磁感线产生的感应电动势大小为E＝Blvsinθ.

(3)若导线是弯折的，或l与v不垂直时，E＝Blv中的l应为导线两端点在与v垂直的方向上的投影长度，即有效切割长度．

图甲中的有效切割长度为：l＝eq\x\to(cd)sinθ；

图乙中的有效切割长度为：l＝eq\x\to(MN)；

图丙中的有效切割长度为：沿v1的方向运动时