第十二章 第2讲 法拉第电磁感应定律 自感和涡流-【优学精研】2026年高考物理一轮总复习教用word

第2讲　法拉第电磁感应定律　自感和涡流

考点一　法拉第电磁感应定律的理解

【核心要点】

1.磁通量、磁通量的变化量、磁通量的变化率的比较

2.法拉第电磁感应定律的四点提醒

(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。

【典例剖析】

角度1　磁通量的变化率

【典例1】(2023·湖北选择考)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1.0 cm、1.2 cm 和1.4 cm,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103 T/s,则线圈产生的感应电动势最接近(　　)

A.0.30 V　　　　　　 B.0.44 V

C.0.59 V     D.4.3 V

 【解析】选B。根据法拉第电磁感应定律可知E===103×(1.02+1.22+1.42)×10-4 V=0.44 V,故选B。

角度2　磁通量中的“有效面积”

【典例2】如图甲所示,虚线MN左、右两侧的空间均存在与纸面垂直的匀强磁

场,右侧匀强磁场的方向垂直纸面向外,磁感应强度大小恒为B0;左侧匀强磁场的磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示,规定垂直纸面向外为磁场的正方向。一硬质细导线的电阻率为ρ、横截面积为S0,将该导线做成半径为r的圆环固定在纸面内,圆心O在MN上。求:

(1)t=时,圆环受到的安培力;

(2)在0~t0内,通过圆环的电荷量。

【解析】(1)根据法拉第电磁感应定律,圆环中产生的感应电动势为E=S

其中S=,由图乙可知=

根据欧姆定律有I=,根据电阻定律有R=ρ

t=t0时,圆环受到的安培力

F=B0I·(2r)+I·(2r)

联立解得F=

安培力方向垂直于MN向左。

(2)通过圆环的电荷量q=·Δt

根据欧姆定律和法拉第电磁感应定律有=,

=

在0~t0内,圆环磁通量的变化量为ΔΦ=B0·πr2+·πr2,联立解得q=

答案:(1),方向垂直于MN向左