2025版高中物理：第十二章 电磁感应第2讲 法拉第电磁感应定律涡流自感

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第2讲
　
法拉第电磁感应定律
　
涡流
　
自感
对应学生用书 P276
考点一
　
法拉第电磁感应定律
1.感应电动势
(1)概念:在
①　　　　　　
中产生的电动势。
(2)产生条件:穿过回路的
②　　　　
发生改变,与电路是否闭合
③　　　　
。
(3)方向判断:感应电动势的方向用
④　　　　
或
⑤　　　　
判断。
2.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
⑥　　　　
成正比。
(2)公式:E=⑦
　　　　
,其中 n为线圈匝数。
(3)感应电流与感应电动势的关系:纯电阻电路中遵循闭合电路的
⑧　　　　
定律,即I=⑨
　　　　
。
3.导体切割磁感线的情形
(1)若B、l、v相互垂直,则E=⑩
　　　　
。
(2)v∥B时,E=0。
　　
答案
　①
电磁感应现象
　②
磁通量
　③
无关
　④
楞次定律
　⑤
右手定则
　⑥
变化率
　⑦
n
ΔΦ
Δt
　⑧
欧姆
　⑨
E
R+r
　⑩
Blv
　　
如图,结合“探究感应电流产生条件”的几个演示实验,回答下列问题:
(1)电流表指针偏转程度跟感应电动势的大小有什么关系?
(2)如图,将条形磁体从同一高度插入线圈中,快速插入和慢速插入有什么相同和不同的地方?
　　
答案
　
(1)由闭合电路欧姆定律 I=
E
R+r
知,当电路的总电阻一定时,E感越大,I感越大,指针偏转程度越大。(2)磁
通量变化相同,但磁通量变化的快慢不同,指针偏转的方向相同,但偏转角度不同。快速插入指针偏转角度大于慢速
插入指针偏转角度。
角度 1
　
B随时间 t变化类型
(改编)(多选)无线充电技术已经广泛应用于日常生活中。图 1为无线充电受电线圈的示意图,线圈匝数为 n,面
积为 S,总电阻为 R,某段时间 Δt内送电线圈产生的磁场平行于受电线圈的轴线穿过受电线圈。设向右为正方向,磁
感应强度随时间变化的图像如图 2所示。则在 0到t1时间内,下列说法正确的是(
　　
)。
A.线圈 a端的电势比线圈 b端的电势高
B.通过线圈的磁通量的变化量为 nS(B2+B1)
C.受电线圈中产生的感应电动势恒为
nS (B2-B1)
t1-t0
D.若用导线(电阻不计)将线圈 a、b两端连接起来,则通过导线横截面的电荷量为
nS (B2+B1)
R
　　
答案
　
AD
解析
　
由题意可知线圈中原磁场先向左减弱后向右增强,根据楞次定律可知,感应磁场方向一直向左,根据线圈
环绕方向知线圈 a端的电势比线圈 b端的电势高,A 项正确;在0到t1时间内,通过线圈的磁通量的变化量 ΔΦ=SB2-
S(-B1)=S(B2+B1),B 项错误;由法拉第电磁感应定律得 E=
n ΔΦ
Δt
=
,C 项错误;若用导线(不计电阻)将线
圈a、b两端连接起来,则通过导线横截面的电荷量 Q=
I
Δt=
E
R
Δt=
n ΔΦ
R Δt
Δt=
n ΔΦ
R
=
nS (B2+B1)
R
,D 项正确。
(2024 届延庆一模)如图 1所示,100 匝的线圈(图中只画了 2匝)两端 A、B与一个 R=40 Ω 的电阻相连。线
圈内有垂直于纸面向里的匀强磁场,穿过线圈的磁通量按图 2所示规律变化。已知线圈的总电阻 r=10 Ω,则(
　　
)。
A.线圈内感应电流的方向为顺时针
B.A 点电势比 B点电势低
C.通过电阻 R的电流大小为 1.0 A
D.0.2 s 内电路中产生的电能为 1.0 J
　　
答案
　
C
解析
　
由图可知,穿过线圈的磁通量方向向里增大,根据楞次定律可知,线圈内感应电流的方向为逆时针,外电路
中电流从 A点经电阻 R流到 B点,所以 A点电势比 B点电势高,A、B两项错误;根据法拉第电磁感应定律可得,线圈
中产生的感应电动势 E=n
ΔΦ
Δt
=100×
0 .15 -0 . 10
0 . 1
V=50 V,通过电阻 R的电流大小 I=
E
R+r
=
50
40+10
A=1.0
A,C 项正确;0.2 s 内电路中产生的电能等于电路中产生的焦耳热,则有 Q=I2(R+r)t=12×(40+10)×0.2 J=10 J,D
项错误。
1.应用法拉第电磁感应定律 E=n
ΔΦ
Δt
时的注意事项
(1)研究对象:是一个回路,而不是一段导体。
(2)物理意义:E=n
ΔΦ
Δt
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)E=n
ΔΦ
Δt
求得的电动势是整个回路的感应电动势,而不是回路中某段导体的电动势,整个回路的电动势为零,其
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