第55讲 法拉第电磁感应定律 自感和涡流（讲义）-2024年高考物理一轮复习讲练测（新教材新高考）

第55讲 法拉第电磁感应定律 自感和涡流 目录 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 1 / 17 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 复习目标 网络构建 考点一 法拉第电磁感应定律 【夯基·必备基础知识梳理】 知识点1 法拉第电磁感应定律 知识点2 感应电流电荷量的求法 【提升·必考题型归纳】 考向1 感应电动势的求解 考向2 感应电流电荷量的求解 考点二 动生电动势 【夯基·必备基础知识梳理】 知识点1 E=Blv的三个特性 知识点2 动生电动势的三种常见情况 【提升·必考题型归纳】 考向1 平动导体棒切割电动势 考向2 转动导体棒切割电动势 考向3 转动线框切割电动势 考点三 自感和涡流 【夯基·必备基础知识梳理】 知识点1 通电和断电自感 知识点2 涡流 知识点3 电磁阻尼和电磁驱动 【提升·必考题型归纳】 考向1 通电和断电自感 考向2 涡流 考向3 电磁阻尼和电磁驱动 真题感悟 1、 理解和掌握法拉第电磁感应定律。 2、 会求感生电动势和动生电动势。 3、理解自感、涡流、电磁驱动和电磁阻尼 考点要求 考题统计 考情分析 （1）法拉第电磁感应定律 （2）自感、涡流、电磁驱动 和电磁阻尼 2023年重庆卷第2题 2023年湖北卷第5题 2023年江苏卷第8题 高考对法拉第电磁感应定律的考查非常频繁，大多以选择题和计算题的形式考查，难度上选择题一般较为简单，计算题多结合电路、动力学能量动量，题目总体难度较大。 考点一 法拉第电磁感应定律 知识点1 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＝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。 3.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、变化量ΔΦ的大小没有必然联系。 4.磁通量的变化率对应Φ­t图线上某点切线的斜率。 5.通过回路截面的电荷量q＝，仅与n、ΔΦ和回路电阻R有关，与时间长短无关。 6.感应电动势E＝S有效中的S有效为圆环回路在磁场中的面积，而不是圆环回路的面积。 知识点2 感应电流电荷量的求法 公　式 说　明 方法1 q＝It，式中I为回路中的恒定电流，t为时间。 ①由于导体棒匀速切割磁感线产生感应电动势而使得闭合回路中的电流恒定，根据电流定义式可知q＝It。 ②闭合线圈中磁通量均匀增大或减小且回路电阻保持不变，则电路中的电流I恒定，时间t内通过线圈横截面的电荷量q＝It。 方法2 q＝n。其中R为回路电阻，ΔФ为穿过闭合回路的磁通量变化量。 ①闭合回路中的电阻R不变，并且只有磁通量变化为电路提供电动势。 ②从表面来看，通过回路的电荷量与时间无关，但ΔФ与时间有关，随时间变化。 方法3 Δq＝C·ΔU＝CBLΔv，式中C为电容器的电容，B为匀强磁场的磁感应强度，L为导体棒切割磁感线的有效长度，Δv为导体棒切割速度的变化量。 在匀强磁场中，电容器接在切割磁感线的导体棒两端，不计一切电阻，电容器两极板间电压等于导体棒切割磁感线产生的感应电动势E，通过电容器的电流I＝＝，又E＝Blv，则ΔU＝BLΔv，可得Δq＝CBLΔv。 考向1 感应电动势的求解 1．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 2．如图所示，由相同的导线绕成的两个圆形线圈a，b，半径分别为和，匝数分别为和，半径为，垂直线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度随时间的变化关系为，、为大于零的常量，且，则下列说法正确的是（    ）    A．穿过a、b的磁通量变化率之比为 B．a、b产生的感应电动势大小之比为 C．a、b中的感应电流大小之比为 D．a、b产生的电功率大小之比为 考向2 感应电流电荷量的求解 3．如图是学生常用的饭卡内部实物图，其由线圈和芯片电路组成。当饭卡处于感应区域时，会在线圈中产生感应电流来驱动芯片工作。已知线圈面积为S，共n匝，回路总电阻为R。某次刷卡时，线圈平面与磁感应强度方向垂直，且全部处于磁场区域内，在感应时间t内，磁感应强度由0增大到B，此过程中（　　） A．线圈有扩张的趋势 B．通过线圈平面的磁通量变