考点49 法拉第电磁感应定律 自感和涡流-备战2024年高考物理一轮复习考点帮（全国通用）

考点49 法拉第电磁感应定律 自感和涡流 （核心考点精讲精练） 1. 5年真题考点分布 法拉第电磁感应定律 2023·全国甲卷·T21 2023·江苏卷·T8 2023·湖北卷·T5 2022·全国甲卷·T16 2022·湖北卷·T9 2022·江苏卷·T5 2021·重庆卷·T3 自感和涡流 2023·全国乙卷·T17 2023·北京卷·T5 2021·浙江卷6月·T22 2. 命题规律及备考策略 【命题规律】近几年高考主要考查：法拉第电磁感应定律的应用、自感和涡流 【备考策略】 1.理解法拉第电磁感应定律，会应用E＝n进行有关计算. 2.会计算导体切割磁感线产生的感应电动势. 3.了解自感现象、涡流、电磁驱动和电磁阻尼． 【命题预测】 法拉第电磁感应定律的应用、自感现象、涡流、电磁驱动和电磁阻尼是高中物理基础知识，这些知识与实际结合是高频考点。 考向1法拉第电磁感应定律的理解及应用 1.对法拉第电磁感应定律的理解 （1）公式E＝n求解的是一个回路中某段时间内的平均电动势，在磁通量均匀变化时，瞬时值才等于平均值。 （2）感应电动势的大小由线圈的匝数和穿过线圈的磁通量的变化率共同决定，而与磁通量Φ的大小、磁通量的变化量ΔΦ的大小没有必然联系。 （3）磁通量的变化率对应Φ－t图像上某点切线的斜率。 （4）通过回路横截面的电荷量q＝，仅与n、ΔΦ和回路电阻R有关，与时间长短无关。 2.磁通量发生变化的三种情况 （1）磁通量的变化是由面积变化引起时，ΔΦ＝BΔS，则E＝n。 （2）磁通量的变化是由磁场变化引起时，ΔΦ＝ΔBS，则E＝n，注意S为线圈在磁场中的有效面积。 （3）磁通量的变化是由于面积和磁场变化共同引起的，则根据定义求ΔΦ＝｜Φ末－Φ初｜，E＝n≠n。 3.一般解题步骤 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。 4.应注意的问题 ①用公式E＝n求解的是一个回路中某段时间内的平均感应电动势，只有在磁通量均匀变化时，瞬时值才等于平均值； ②通过回路的电荷量q仅与n、ΔΦ和回路总电阻R有关，与变化过程所用的时间长短无关，推导过程：q＝Δt＝Δt＝。 （2023·湖北·统考高考真题）近场通信（NFC）器件应用电磁感应原理进行通讯，其天线类似一个压平的线圈，线圈尺寸从内到外逐渐变大。如图所示，一正方形NFC线圈共3匝，其边长分别为、和，图中线圈外线接入内部芯片时与内部线圈绝缘。若匀强磁场垂直通过此线圈，磁感应强度变化率为，则线圈产生的感应电动势最接近（    ） A． B． C． D． （2023秋·湖北·高三统考开学考试）现有 100 匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴垂直于磁场，若穿过线圈的磁通量随时间变化的规律如图所示，下列说法正确的是（　　） A．时刻线圈中感应电动势为0 B．时刻线圈中感应电动势最大 C．时刻线圈中的感应电动势比 时刻的大 D．时间内线圈中平均感应电动势为0.4 V 考向2 动生电动势-导体切割磁感线产生感应电动势的计算 切割磁感线的那部分导体相当于电路中的电源，常见的情境有以下两种： 1．导体平动切割磁感线 对于导体平动切割磁感线产生感应电动势的计算式E＝Blv，应从以下几个方面理解和掌握： (1)正交性 本公式是在一定条件下得出的，除了磁场是匀强磁场，还需B、l、v三者相互垂直。当它们不相互垂直时，应取垂直的分量进行计算。 (2)平均性 导体平动切割磁感线时，若v为平均速度，则E为平均感应电动势，即＝Bl。 (3)瞬时性 导体平动切割磁感线时，若v为瞬时速度，则E为相应的瞬时感应电动势。 (4)有效性 公式中的l为导体有效切割长度，即导体在与v共同所在平面上垂直于v的方向上的投影长度。下图中有效长度分别为： 甲图：l＝cd sin β(容易错算成l＝ab sin β)。 乙图：沿v1方向运动时，l＝MN；沿v2方向运动时，l＝0。 丙图：沿v1方向运动时，l＝R；沿v2方向运动时，l＝0；沿v3方向运动时，l＝R。 (5)相对性 E＝Blv中的速度v是相对于磁场的速度，若磁场也运动时，应注意速度间的相对关系。 2．导体转动切割磁感线 当导体棒在垂直于磁场的平面内，绕导体棒上某一点以角速度ω匀速转动时，则： (1)以导体棒中点为轴时，E＝0(相同两段的代数和)。 (2)以导体棒端点为轴时，E＝Bωl2。 (3)以导体棒上任意一点为轴时，E＝Bω(l－l)(不同两段的代数和，其中l1>l2)。 【特别提醒】 1.E＝Blv的三个特性 （1）正交性：本公式要求磁场为匀强磁场，而且B、l、v三者互相垂直。 （2）有效性：公式中的l为导体棒切割磁感线的有效长度。如图中，导体棒的有效长度为a、b间