第10单元 电磁感应 第02讲 法拉第电磁感应定律、自感和涡流-2022年高考物理一轮复习点点通视频课（人教版选修3-2、3-3、3-4、3-5）

第10单元 电磁感应 第02讲 法拉第电磁感应定律、自感和涡流 2022年高考物理一轮复习点点通 秒过基点 01 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. (2)产生条件：穿过回路的 发生改变，与电路是否闭合无关. (3)方向判断：感应电动势的方向用 或右手定则判断. 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_______________ 成正比. 一、法拉第电磁感应定律 磁通量 楞次定律 磁通量的变化率 (3)感应电流与感应电动势的关系：遵循闭合电路的欧姆定律，即I＝ . 斜率 3.导体切割磁感线时的感应电动势 (1)导体垂直切割磁感线时，感应电动势可用E＝ 求出，式中l为导体切割磁感线的有效长度； (2)导体棒在磁场中转动时，导体棒以端点为轴，在匀强磁场中垂直于磁感线 方向匀速转动产生感应电动势E＝ (平均速度等于中点位置的线速度 lω). Blv 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，由于自感而产生的感应电动势叫做自感电动势. (2)表达式：E＝L . (3)自感系数L的影响因素：与线圈的 、形状、 以及是否有铁芯有关. 2.涡流现象 (1)涡流：块状金属放在 磁场中，或者让它在磁场中运动时，金属块内产生的旋涡状感应电流. (2)产生原因：金属块内 变化→感应电动势→感应电流. 二、自感、涡流、电磁阻尼和电磁驱动 大小 电流 匝数 变化 磁通量 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，安培力总是 导体的相对运动. 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. 阻碍 感应电流 02 考点面对面 一、对法拉第电磁感应定律的理解及应用 1.感应电动势求解的“四种”情形 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) 绕一端垂直匀强磁场匀速转动的一段导体棒 绕与B垂直的轴匀速转动的导线框 表达式 E＝n E＝BLvsin θ E＝ BL2ω E＝NBSωsin ωt(从中性面位置开始计时) 2.解题技巧 　 如图甲所示， 匝的线圈（图中只画了2匝），电阻 ，其两端与一个 的电阻相连，线圈内有指向纸内方向的磁场。线圈中的磁通量按图乙所示规律变化。 (1)判断通过电阻 的电流方向； (2)求线圈产生的感应电动势 ； (3)求电阻 两端的电压 。 【答案】(1) ；(2) ；(3) 例1 1.大小计算 二、导体切割磁感线产生感应电动势 切割方式 表达式 垂直切割 E＝Blv 倾斜切割 E＝Blvsin θ，其中θ为v与B的夹角 旋转切割(以一端为轴) E＝ Bl2ω 说明　(1)导体与磁场方向垂直；(2)磁场为匀强磁场. 2.方向判断：(1)把产生感应电动势的那部分电路或导体当作电源的内电路，那部分导体相当于电源.(2)若电路是不闭合的，则先假设有电流通过，然后应用楞次定律或右手定则判断出电流的方向.(3)电源内部电流的方向是由负极(低电势)流向正极(高电势)，外电路顺着电流方向每经过一个电阻电势都要降低. 例2（2020年江苏卷）如图所示，电阻为 的正方形单匝线圈 的边长为 ， 边与匀强磁场边缘重合。磁场的宽度等于线圈的边长，磁感应强度大小为 。在水平拉力作用下，线圈以 的速度向右穿过磁场区域。求线圈在上述过程中： (1)感应电动势的大小E； (2)所受拉力的大小F； (3)感应电流产生的热量Q。 【答案】(1)0.8V；(2)0.8N；(3)0.32J 类型1　平动切割磁感线 例3.　如图所示，固定在水平面上的半径为r的金属圆环内存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。长为l的金属棒，一端与圆环接触良好，另一端固定在竖直导电转轴 上，随轴以角速度 匀速转动。在圆环的A点和电刷间接有阻值为R的电阻和电容为C、板间距为d的平行板电容器，有一带电微粒在电容器极板间处于静止状态。已知重力加速