高考物理一轮复习 第十一章 电磁感应 第2节 法拉第电磁感应定律及其应用学案 新人教版

学习资料
第2节 法拉第电磁感应定律及其应用
必备知识预案自诊
知识梳理
一、法拉第电磁感应定律 1.感应电动势
（1)概念：在 中产生的电动势。

(2）产生条件:穿过回路的 发生改变,与电路是否闭合 。

（3)方向判断①
：感应电动势的方向用 或 判
断.
2。

法拉第电磁感应定律
（1）内容：感应电动势的大小跟穿过这一电路的 成正比。

(2)公式②
：E=n ΔΦ
ΔΦ，其中n 为线圈匝数。

（3)感应电流与感应电动势的关系:遵守闭合电路的 定律,即I= 。

3.导体切割磁感线的情形
为轴) ③磁场为匀强
磁场
③注：E=Blv中的速度v是导体相对磁场的速度,若磁场也在运动，应注意速度间的相对关系.二、自感、涡流
1.自感现象
(1)概念:由于导体本身的变化而产生的电磁感应现象称为自感.
(2)自感电动势
①定义:在自感现象中产生的感应电动势叫作。

②表达式:E= 。

(3)自感系数L
①相关因素：与线圈的、形状、以及是否有铁芯有关。

②单位:亨利(H），1 mH= H,1 μH= H.
2。

涡流
当线圈中的电流发生变化时，在它附近的任何导体中都会产生,这种电流像水的漩涡所以叫涡流.
3。

电磁阻尼
导体在磁场中运动时,感应电流会使导体受到安培力，安培力的方向总是导体的运动.
4。

电磁驱动
如果磁场相对于导体转动，在导体中会产生使导体受到安培力而运动起来.
考点自诊
1。

判断下列说法的正误。

（1）Φ=0,ΔΦ
不一定等于0。

()
ΔΦ
（2)线圈匝数n越多,磁通量越大,产生的感应电动势也越大。

（)
（3)公式E=Blv中的l是导体棒的总长度。

()
（4)磁场相对导体棒运动时,导体棒中也可能产生感应电动势。

()
(5)线圈中的电流越大，自感系数也越大。

(）
(6)对于同一线圈,当电流变化越快时，线圈中的自感电动势越大。

(）
2.
(新教材人教版选择性必修第二册P31“思考与讨论”改编）如图，导体棒CD在匀强磁场中运动，导体棒中的自由电荷是电子。

自由电荷会随着导体棒运动，并因此受到洛伦兹力。

不必考虑自由电荷的热运动，导体棒中自由电荷相对于纸面的运动大致沿什么方向?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？
3.
(新教材人教版选择性必修第二册P35“思考与讨论”改编)磁电式仪表的线圈常常用铝框做骨架,把线圈绕在铝框上,指针也固定在铝框上(如图)。

铝框的作用是什么？
4。

(新教材人教版选择性必修第二册P43习题改编）如图所示,匀强磁场中有两个由相同导线绕成的圆形线圈a、b，磁场方向与线圈所在平面垂直,磁感应强度B随时间均匀增大。

a、b 两线圈的半径之比为2∶1，匝数之比为1∶2。

线圈中产生的感应电动势分别为E a和E b,某时刻磁通量分别为Φa和Φb，不考虑两线圈间的相互影响，则a、b线圈中产生的感应电动势之比E a∶E b是多少?
关键能力学案突破
考点一法拉第电磁感应定律的应用（师生共研)
1.磁通量Φ、磁通量的变化量ΔΦ、磁通量的变化率ΔΦ
的比较
ΔΦ
2。

法拉第电磁感应定律应用的三种情况
3.在有关图像问题中,磁通量的变化率ΔΦ
是Φ-t图像上某点切线的斜率，利用斜率和线
ΔΦ
圈匝数可以确定该点感应电动势的大小。

【典例1】(多选）（2019全国卷Ⅰ)空间存在一方向与纸面垂直、大小随时间变化的匀强磁场，其边界如图(a)中虚线MN所示。

一硬质细导线的电阻率为ρ、横截面积为S,将该导线做成半径为r的圆环固定在纸面内，圆心O在MN上.t=0时磁感应强度的方向如图（a)所示；磁感应强度B随时间t的变化关系如图(b)所示。

则在t=0到t=t1的时间间隔内()
图(a)图(b)
A.圆环所受安培力的方向始终不变
B。

圆环中的感应电流始终沿顺时针方向
C.圆环中的感应电流大小为Φ0ΦΦ
4Φ0Φ
D。

圆环中的感应电动势大小为Φ0πΦ2
4Φ0
解题指导（1)根据楞次定律判定感应电流方向，但要注意若由此盲目认为安培力方向始终不变,易错选。

（2)根据感应电动势E=S有效ΔΦ
中计算电动势，然后根据闭合电路欧姆定律计算电流，但
ΔΦ
要注意S有效为圆环回路在磁场中的有效面积，而不是圆环回路的面积。

1。

应用法拉第电磁感应定律解题的一般步骤
(1)分析穿过闭合电路的磁场方向及磁通量的变化情况；
(2)利用楞次定律确定感应电流的方向;
（3)灵活选择法拉第电磁感应定律的不同表达形式列方程求解。

2.几点注意
是求解回路某段时间内平均电动势的最佳选择。

(1)公式E=nΦΦ
Φt
（2）用公式E=nSΦB
求感应电动势时,S为线圈在磁场范围内的有效面积。

Φt
（3）通过某一回路截面的电荷量q仅与n、ΔΦ和回路总电阻R总有关，与时间长短无关。

推导如下:q=。