102产生感生电动势的三类情境及五种题型 精讲精练-2022届高三物理一轮复习疑难突破微专题
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2025-01-03
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102 产生感生电动势的三类情境及五种题型
一.必备知识
1.磁通量 Φ、磁通量的变化量 ΔΦ、磁通量的变化率的比较
物理量
项目 磁通量 Φ磁通量的变化量 ΔΦ磁通量的变化率
意义
某时刻穿过
某个面的磁
感线的条数
某段时间内穿过某个
面的磁通量变化的多
少
穿过某个面的磁通量
变化的快慢
大小 Φ＝BS
ΔΦ＝Φ2－Φ1＝Δ(B·S)
两种特例：
①ΔΦ＝B·ΔS
②ΔΦ＝S·ΔB
＝
两种特例：
①＝B
②＝S
注意
若有相反方
向的磁场，
磁通量可抵
消；S为有
效面积
转过 180°前后穿过平
面的磁通量是一正一
负，ΔΦ＝2BS，而不
是零
等于单匝线圈上产生
的感应电动势，即 E
＝
提示：①Φ、ΔΦ、的大小之间没有必然的联系，Φ＝0，不一定等于 0；②感
应电动势 E与线圈匝数 n有关，但 Φ、ΔΦ、的大小均与线圈匝数无关。
2．法拉第电磁感应定律公式的物理意义：E＝n求的是 Δt时间内的平均感应
电动势，当 Δt→0时，E为瞬时感应电动势。
3．法拉第电磁感应定律应用的三种情况
(1)磁通量的变化是由有效面积变化引起时，ΔΦ＝B·ΔS，则 E＝n。
(2)磁通量的变化是由磁场变化引起时，ΔΦ＝ΔB·S，则 E＝n，S是磁场范围
内的有效面积。
(3)磁通量的变化是由有效面积和磁场变化共同引起的，则根据定义求，ΔΦ＝
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102 产生感生电动势的三类情境及五种题型
Φ末－Φ初，E＝n。
4．在图像问题中磁通量的变化率是 Φt 图像上某点切线的斜率，利用斜率和
线圈匝数可以确定感应电动势的大小。
二.典型例题
题型一：有效面积变化产生感应电动势
例 1．(2019·江苏高考)(14 分)如图所示，匀强磁场中有一个用软导线制成的单匝闭合
线圈，线圈平面与磁场垂直。已知线圈的面积
S
＝0.3 m2、电阻
R
＝0.6 Ω，磁场的磁感应强
度
B
＝0.2 T。现同时向两侧拉动线圈，线圈的两边在 Δ
t
＝0.5 s 时间内合到一起。求线圈在
上述过程中
(1)感应电动势的平均值
E
；
(2)感应电流的平均值
I
，并在图中标出电流方向；
(3)通过导线横截面的电荷量
q
。
答案 (1)0.12 V (2)0.2 A 电流方向见解析图 (3)0.1 C
解析 (1)感应电动势的平均值
E
＝
磁通量的变化量 Δ
Φ
＝
B
Δ
S
解得
E
＝
代入数据得
E
＝0.12 V。
(2)平均感应电流
I
＝
代入数据得
I
＝0.2 A(电流方向如图)。
(3)通过导线横截面的电荷量
q
＝
I
Δ
t
代入数据得
q
＝0.1 C。
题型二：磁场变化产生感应电动势
例 2 如图甲所示，单匝矩形金属线框
abcd
处在垂直于线框平面的匀强磁场中，线框面
积
S
＝0.3 m2，线框连接一个阻值
R
＝3 Ω 的电阻，其余电阻不计，线框
cd
边位于磁场边界
上。取垂直于线框平面向外为磁感应强度
B
的正方向，磁感应强度
B
随时间
t
变化的图像如
图乙所示。下列判断正确的是( )
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102产生感生电动势的三类情境及五种题型一.必备知识1.磁通量Φ、磁通量的变化量ΔΦ、磁通量的变化率的比较 物理量项目 磁通量Φ磁通量的变化量ΔΦ磁通量的变化率意义某时刻穿过某个面的磁感线的条数某段时间内穿过某个面的磁通量变化的多少穿过某个面的磁通量变化的快慢大小Φ＝BSΔΦ＝Φ2－Φ1＝Δ(B·S)两种特例： ①ΔΦ＝B·ΔS②ΔΦ＝S·ΔB＝两种特例： ①＝B②＝S注意若有相反方向的磁场，磁通量可抵消；S为有效面积转过180°前后穿过平面的磁通量是一正一负，ΔΦ＝2BS，而不是零等于单匝线圈上产生的感应电动势，即E＝提示：①Φ、ΔΦ、的大小之间没有必然的联系，Φ＝0，不一定等于0；②感...
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