2024届高考物理一轮复习讲义：19.2 法拉第电磁感应定律

19.2 电磁感应定律 要点一.感应电动势、感应电流. 1.感应电动势与感应电流： 感应电动势 感应电流 定义 电磁感应现象中产生的电动势 电磁感应现象中产生的电流 产生条件 1.回路中有磁通量变化 2.与是否闭合无关. 1.回路中有磁通量变化. 2.闭合回路. 特点、联系 1.产生电动势的部分相当于电源。 2.有感应电动势，不一定有电流。 1.有感应电流，必然有感应电动势。 方向判断 楞次定律、右手定则 2.求解感应电动势的常见情况 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) 绕一端垂直磁场转动的导体棒 绕与B垂直的轴转动的导线框 表达式 E＝n E＝BLvsin θ E＝BL2ω E=nBSω·sinωt (从中性面位置开始计时) 要点二.法拉第电磁感应定律（感生电动势） 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.大小 感应电动势：E＝n 为磁通量的变化率 n为线圈匝数。 3.对E＝n的理解 1. E的大小与Φ、ΔΦ无关，决定于磁通量的变化率. ①B不变，S变化，则＝B·； ②B变化，S不变，则＝·S； ③B、S变化，则＝。 2. 若已知Φ－t图像，则图斜率为k= 故E=nk； 若已知B-t图像，则图像斜率为k= 故E=nkS； 3.通过回路截面的电荷量q＝IΔt＝Δt＝，与时间长短无关. 2．磁通量Φ、磁通量的变化量ΔΦ及磁通量的变化率的比较： 物理量 单位 物理意义 计算公式 磁通量Φ Wb 某时刻穿过面积的磁感线的条数 Φ＝B·S⊥ 磁通量的 变化量ΔΦ Wb 穿过面积磁通量变化的多少 ΔΦ＝Φ2－Φ1 磁通量的 变化率 Wb/s 表示穿过面积的磁通量变化的快慢 ＝ 要点三.导体切割磁感线的感应电动势（动生电动势） 1.平动切割 1.平动垂直切割 B、l、v两两垂直时： E＝Blv 2.平动不垂直切割 线的v方向与导线本身垂直，与磁感线方向夹角为θ时： E＝Blv1＝Blvsinθ 3.对导体切割磁感线的理解 1.对L的理解（有效长度） 上式中的L为有效长度 ①若导线不和磁场垂直，L为导线在与磁场垂直方向投影的长度； L0=Lcos L0=LsinB ②若导线是弯曲的，则应取与B和v垂直的等效直线长度，即导线的首位相连ab的弦长。 2. 对v的理解（有效速度） ①公式中的v为导线和磁场的相对速度，导线线不动磁场运动时，也有电磁感应现象。 ②若速度v与磁场方向不垂直，则取垂直于B方向的有效速度。 E＝Blv1＝Blvsinθ ③公式E＝BLv一般用于导线各部速度相同的情况，若导线各部分速度不同，可取其平均速度求电动势，如转动切割。 2.转动切割 1.端点转动 2.中点转动 3.任意点转动 要点四.感生电动势与动生电动势的比较 1.感生电动势与动生电动势的对比 比较项 感生电动势 动生电动势 产生原因 磁场的变化 导体做切割磁感线运动 移动电荷的非静电力 感生电场对自由电荷的电场力 导体中自由电荷，受洛伦兹力沿导体方向分力 回路中相当于电源的部分 处于变化磁场中的线圈部分 做切割磁感线运动的导体 方向判断方法 由楞次定律判断 通常由右手定则判断， 也可由楞次定律判断 大小计算方法 由E＝n计算 通常由E＝Blvsinθ计算，也可由E＝n计算 2． E＝n与E＝Blvsinθ的对比 比较项 E=Blvsinθ 区别 研究对象 一个回路 磁场中运动的导线 适用范围 任何电磁感应现象 只适用于匀强磁场中导线切割磁感线 用途 求：平均感应电动势 求：瞬时感应电动势 联系 ①E=Blvsinθ是由在一定条件下推导出来的。 ②中的△t→0时，所求E为瞬时感应电动势； ③E=Blvsinθ中的v为平均速度时，E为平均感应电动势。 要点五.图像法求电动势 1.函数法：找到对应的变量与因变量的关系式，根据函数特点提取关键条件。 2.排除法：找到某些特殊位置的有效L、有效v的大小，进而分析答案的合理性。 1.感生电场图像（函数法） 常见的感生电场图像有-t和B-t图像，通常利用-t和B-t图像斜率，来判断过程中感应电动势的大小；进而解决动力学、电路及功能关系等问题。 核心关系式： 2.动生电场图像（函数法、排除法） 常见的动生电场图像还有E-x，I-x等图像，通常利用有效长度L和