3.1电磁感应（讲义）（5考点+11题型）——2023-2024学年高二物理下学期期中期末题型复习讲义

3.1电磁感应 考点一　电磁感应现象的判断 2 考点二　楞次定律的应用 2 考点三　法拉第电磁感应定律的应用 3 考点四　导体切割磁感线产生感应电动势的计算 3 考点五　自感现象的理解 4 题型1电磁感应现象 5 题型2楞次定律的应用 6 题型3对法拉第电磁感应定律的理解及应用 8 题型4平动切割磁感线. 9 题型5转动切割磁感线 10 题型6有效长度问题 12 题型7动生电动势的图像 13 题型8感生电动势的图像 15 题型9动力学图像 16 题型10自感现象 18 题型11涡流·电磁阻尼和电磁驱动 20 考点一　电磁感应现象的判断 1．磁通量 (1)定义：在匀强磁场中，磁感应强度B与垂直于磁场方向的面积的乘积． (2)公式：Φ＝BS. 适用条件：①匀强磁场． ②S为垂直磁场的有效面积． (3)磁通量是标量(填“标量”或“矢量”)． (4)磁通量的意义： ①磁通量可以理解为穿过某一面积的磁感线的条数． ②同一线圈平面，当它跟磁场方向垂直时，磁通量最大；当它跟磁场方向平行时，磁通量为零；当正向穿过线圈平面的磁感线条数和反向穿过的一样多时，磁通量为零． 2．电磁感应现象 (1)电磁感应现象：当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，闭合导体回路中有感应电流产生，这种利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应． (2)产生感应电流的条件：穿过闭合回路的磁通量发生变化． 产生感应电动势的条件：无论回路是否闭合，只要穿过线圈平面的磁通量发生变化，线圈中就有感应电动势产生． (3)电磁感应现象中的能量转化：发生电磁感应现象时，机械能或其他形式的能转化为电能，该过程遵循能量守恒定律． 考点二　楞次定律的应用 1．楞次定律 (1)内容：感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化． (2)适用情况：所有的电磁感应现象． 2．楞次定律中“阻碍”的含义 → → →当磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场的方向相反；当磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原磁场的方向相同，即“增反减同” → 3．楞次定律的使用步骤 考点三　法拉第电磁感应定律的应用 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．产生感应电动势的那部分导体就相当于电源，导体的电阻相当于电源内阻． (2)感应电流与感应电动势的关系：遵循闭合电路欧姆定律，即I＝. 2．感应电动势大小的决定因素 (1)感应电动势的大小由穿过闭合电路的磁通量的变化率和线圈的匝数共同决定，而与磁通量Φ、磁通量的变化量ΔΦ的大小没有必然联系． (2)当ΔΦ仅由B的变化引起时，则E＝n；当ΔΦ仅由S的变化引起时，则E＝n；当ΔΦ由B、S的变化同时引起时，则E＝n≠n. 3．磁通量的变化率是Φ－t图象上某点切线的斜率． 考点四　导体切割磁感线产生感应电动势的计算 1．公式E＝Blv的使用条件 (1)匀强磁场． (2)B、l、v三者相互垂直． (3)如不垂直，用公式E＝Blvsin θ求解，θ为B与v方向间的夹角． 2．“瞬时性”的理解 (1)若v为瞬时速度，则E为瞬时感应电动势． (2)若v为平均速度，则E为平均感应电动势． 3．切割的“有效长度” 公式中的l为有效切割长度，即导体在与v垂直的方向上的投影长度．图4中有效长度分别为： 图4 甲图：l＝sin β； 乙图：沿v1方向运动时，l＝；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. 4．“相对性”的理解 E＝Blv中的速度v是相对于磁场的速度，若磁场也运动，应注意速度间的相对关系． 考点五　自感现象的理解 1．自感现象 (1)概念：由于导体本身的电流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：与线圈的大小、形状、匝数以及是否有铁芯有关． 2．自感现象“阻碍”作用的理解 (1)流过线圈的电流增加时，线圈中产生的自感电动势与电流方向相反，阻碍电流的增加，使其缓慢地增加． (2)流过线圈的电流减小时，线圈中产生的自感电动势与电流方向相同，阻碍电流的减小，使其缓慢地减小． 线圈就相当于电源，它提供的电流从原来的IL逐渐变小． 3．自感现象的四大特点 (1)自感电动势总是阻碍导体中原电流的变化． (2)通过线圈中的电流不能发生突变，只能缓慢变化． (3)电流稳定时，自感线圈就相当于普通导体． (4)线圈的自感系数越大，自感现象越明显，自感电动势只是延缓了过程的进行，但它不能使过程停止，更不能使过程反向． 4．断电自感中，灯泡是否闪亮问题 (1)通过灯泡的自感电流大于原电流时，灯泡闪亮． (2)通过灯泡的自感电流小于或等于原电流时，灯泡不会闪亮． 题型1电磁感应现象 [题型专练1]. （2023秋•海门区期