5/6第2講法拉第電磁感應定律、自感和渦流考點一法拉第電磁感應定律的理解及應用1.感應電動勢（1）感應電動勢：在電磁感應現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢。（2）產(chǎn)生條件：穿過回路的發(fā)生改變，與電路是否閉合無關。2.法拉第電磁感應定律（1）內(nèi)容：閉合電路中感應電動勢的大小，跟穿過這一電路的磁通量的成正比。（2）公式：E＝。（3）感應電流與感應電動勢的關系：I＝ER（4）說明：E的大小與Φ、ΔΦ無關，取決于磁通量的變化率ΔΦ?判斷小題1.Φ＝0時，感應電動勢不一定等于0。（）2.穿過線圈的磁通量變化越大，則感應電動勢越大。（）3.穿過線圈的磁通量變化越快，則感應電動勢越大。（）4.線圈匝數(shù)n越多，磁通量越大，產(chǎn)生的感應電動勢也越大。（）對公式E＝nΔΦ（1）磁通量的變化率ΔΦΔt對應Φ（2）通過回路截面的電荷量q＝nΔΦR，僅與n、ΔΦ和回路電阻R有關（3）感應電動勢E＝S有效ΔBΔt中的S有效為線圈回路在磁場中的面積1.【E＝nΔΦΔt的應用】（2023·重慶高考2題）某小組設計了一種呼吸監(jiān)測方案：在人身上纏繞彈性金屬線圈，觀察人呼吸時處于勻強磁場中的線圈面積變化產(chǎn)生的電壓，了解人的呼吸狀況。如圖所示，線圈P的匝數(shù)為N，磁場的磁感應強度大小為B，方向與線圈軸線的夾角為θ。若某次吸氣時，在t時間內(nèi)每匝線圈面積增加了S，則線圈P在該時間內(nèi)的平均感應電動勢為A.NBScosθtC.BSsinθt2.【電荷量的計算】（多選）如圖是學生常用的飯卡內(nèi)部實物圖，其由線圈和芯片電路組成。當飯卡處于感應區(qū)域時，會在線圈中產(chǎn)生感應電流來驅(qū)動芯片工作。已知線圈面積為S，共n匝，回路總電阻為R。某次刷卡時，線圈平面與磁感應強度方向垂直，且全部處于磁場區(qū)域內(nèi)，在感應時間t內(nèi)，磁感應強度由0增大到B，此過程中（）A.線圈有擴張的趨勢 B.通過線圈平面的磁通量變化量為nBSC.線圈的平均感應電動勢為nBSt D.通過導線某截面的電荷量為考點二動生電動勢導體切割磁感線的情形（1）垂直切割：E＝。（2）傾斜切割：E＝，其中θ為v與B的夾角。（3）旋轉(zhuǎn)切割（以一端為軸）：E＝12Bl2ω1.E＝Blv的三個特性正交性本公式要求磁場為勻強磁場，而且B、l、v三者互相垂直有效性公式中的l為導體棒切割磁感線的有效長度，如圖中ab相對性E＝Blv中的速度v是導體棒相對磁場的速度，若磁場也在運動，應注意速度間的相對關系

2.三種切割方式產(chǎn)生的感應電動勢切割方式感應電動勢表達式條件垂直切割E＝Blv（1）磁場為勻強磁場。（2）導體棒與磁場方向垂直傾斜切割E＝Blvsinθ，其中θ為v與B的夾角旋轉(zhuǎn)切割（1）以中點為軸時，E＝0（不同兩段的代數(shù)和）。（2）以端點為軸時E＝12Bωl2（平均速度取中點位置的線速度12ωl（3）以任意點為軸時E＝12Bω（l12－l22），其中平動導體棒切割電動勢【例1】如圖所示，在磁感應強度大小為B、方向垂直紙面向里的勻強磁場中，長為L的金屬桿MN在平行金屬導軌上以速度v向右勻速滑動。金屬導軌電阻不計，金屬桿與導軌的夾角為θ，電阻為2R，ab間電阻為R，M、N兩點間電勢差為U，則M、N兩點電勢的高低及U的大小分別為（）A.M點電勢高，U＝BLv3 B.M點電勢高，U＝C.N點電勢高，U＝BLv3 D.N點電勢高，U＝聽課記錄轉(zhuǎn)動導體棒切割電動勢【例2】（多選）（2024·重慶沙坪壩模擬）如圖所示，半徑為R的金屬圓環(huán)水平固定，電阻忽略不計。圓環(huán)內(nèi)存在與環(huán)面垂直的勻強磁場，磁感應強度大小為B。導體棒長為2R，其單位長度電阻值為r。t＝0時刻導體棒與圓環(huán)相切于O點，現(xiàn)使導體棒以O點為軸從圖示位置起在水平面內(nèi)順時針勻速轉(zhuǎn)過180°，角速度為ω，導體棒掃過整個環(huán)面時與環(huán)接觸良好。則在該過程中（）A.流過導體棒的電荷量為0B.導體棒轉(zhuǎn)過90°時，流過導體棒的感應電流大小為BRωC.導體棒轉(zhuǎn)過90°時，流過導體棒的感應電流大小為2D.導體棒轉(zhuǎn)過150°時，導體棒受到的安培力大小為B聽課記錄考點三自感渦流電磁阻尼與電磁驅(qū)動1.自感現(xiàn)象由于通過導體自身的發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應現(xiàn)象。2.自感電動勢（1）定義：在自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的感應電動勢。（2）表達式：E＝。（3）自感系數(shù)L：與線圈的大小、形狀、匝數(shù)以及是否有等因素有關，單位為亨利，簡稱亨，符號H。3.渦流現(xiàn)象（1）渦流：導體放在磁場中，導體內(nèi)產(chǎn)生的感應電流。（2）產(chǎn)生原因：導體內(nèi)變化→感應電動勢→感應電流。4.電磁阻尼當導體在磁場中運動時，感應電流會使導體受到安培力，安培力總是導體的運動。5.電磁驅(qū)動如果磁場相對于導體運動，在導體中會產(chǎn)生使導體受到安培力而起來。通電自感和斷電自感的比較電路圖器材要求A1、A2同規(guī)格，R＝RL，L較大L很大（有鐵芯）通電時在S閉合瞬間，燈A2立即亮起來，燈A1逐漸變亮，最終一樣亮燈A立即亮，然后逐漸變暗達到穩(wěn)定斷電時回路電流減小，燈泡逐漸變暗，A1電流方向不變，A2電流反向①若I2≤I1，燈泡逐漸變暗；②若I2＞I1，燈泡閃亮后逐漸變暗。兩種情況下燈泡中電流方向均改變總結(jié)自感電動勢總是阻礙原電流的變化

1.【通電和斷電自感】如圖所示，電源的電動勢為E，內(nèi)阻r不能忽略。A、B是完全相同的兩個小燈泡，L為自感系數(shù)很大、直流電阻可以忽略的線圈。設兩燈泡在以下操作中始終不會燒毀，則下列說法正確的是（）A.閉合開關S的瞬間，B燈亮，A燈不亮B.斷開開關S的瞬間，B燈立即熄滅，A燈中有自右向左的電流C.閉合開關S的瞬間，A、B同時發(fā)光，隨后A燈變暗直至熄滅，B燈變亮D.斷開開關S的瞬間，A燈右端電勢比左端電勢高2.【渦流】（2024·廣東廣州模擬）金屬探測器外環(huán)線圈中通有正弦交流電時，它產(chǎn)生的磁場會與所遇的金屬物發(fā)生作用，導致金屬物自身也會產(chǎn)生微弱的電流，來自金屬物的磁場進入內(nèi)環(huán)線圈被接收到后，檢測器會發(fā)出報警聲。若外環(huán)線圈某時刻產(chǎn)生向下且增強的磁場，則下列說法中正確的是（）A.此時金屬物產(chǎn)生的感應磁場的方向豎直向下B.此時金屬物中的渦流從上往下看是沿順時針方向C.金屬物發(fā)出的磁場穿過內(nèi)環(huán)線圈時，內(nèi)環(huán)線圈會產(chǎn)生微弱的電流D.金屬物中微弱的電流也能產(chǎn)生磁場，這一現(xiàn)象是一種電磁感應現(xiàn)象3.【電磁驅(qū)動】（多選）（2024·湖南長沙模擬）摩托車和汽車上裝有的磁性轉(zhuǎn)速表就是利用了電磁驅(qū)動原理，如圖所示是磁性式轉(zhuǎn)速表及其原理圖，關于磁性式轉(zhuǎn)速表的電磁驅(qū)動原理，下列說法正確的是（）A.鋁盤接通電源，通有電流的鋁盤在磁場作用下帶動指針轉(zhuǎn)動B.永久磁體隨轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動產(chǎn)生運動的磁場，在鋁盤中產(chǎn)生感應電流，感應電流使鋁盤受磁場力而轉(zhuǎn)動C.鋁盤轉(zhuǎn)動的方向與永久磁體轉(zhuǎn)動方向相同D.由于鋁盤和永久磁體被同一轉(zhuǎn)軸帶動，所以兩者轉(zhuǎn)動是完全同步的

4.【電磁阻尼】（多選）（2023·全國甲卷21題）一有機玻璃管豎直放在水平地面上，管上有漆包線繞成的線圈，線圈的兩端與電流傳感器相連，線圈在玻璃管上部的5匝均勻分布，下部的3匝也均勻分布，下部相鄰兩匝間的距離大于上部相鄰兩匝間的距離，如圖（a）所示。現(xiàn)讓一個很小的強磁體在玻璃管內(nèi)沿軸線從上端口由靜止下落，電流傳感器測得線圈中電流I隨時間t的變化如圖（b）所示。則（）A.小磁體在玻璃管內(nèi)下降速度越來越快B.下落過程中，小磁體的N極、S極上下顛倒了8次C.下落過程中，小磁體受到的電磁阻力始終保持不變D.與上部相比，小磁體通過線圈下部的過程中，磁通量變化率的最大值更大

第2講法拉第電磁感應定律、自感和渦流考點一基礎梳理1.（2）磁通量2.（1）變化率（2）nΔ判斷小題1.√2.×3.√4.×對點訓練1.A根據(jù)法拉第電磁感應定律有E＝NΔΦΔt＝NBcosθ·St＝NBS2.CD線圈平面的磁通量增加，根據(jù)楞次定律可知線圈有收縮的趨勢，故A錯誤；磁通量變化量為BS，與匝數(shù)無關，故B錯誤；線圈的平均感應電動勢E＝nΔΦΔt＝nBSt，故C正確；通過導線某截面的電荷量q＝ERΔt＝考點二基礎梳理（1）Blv（2）Blvsinθ【例1】B由右手定則可以判定金屬桿中電流的方向為由N到M，因此M點電勢高；金屬桿切割磁感線的有效長度是Lsinθ，根據(jù)法拉第電磁感應定律有E＝BLvsinθ，再根據(jù)閉合電路歐姆定律可知M、N兩點間電勢差U＝RR+2RE＝BLvsin【例2】BD導體棒勻速轉(zhuǎn)過180°的過程中，導體棒中始終有方向不變的電流，則流過導體棒的電荷量不為0，選項A錯誤；導體棒轉(zhuǎn)過90°時，流過導體棒的感應電流大小為I＝12Bω（2R）22Rr＝BRωr，選項B正確，C錯誤；導體棒轉(zhuǎn)過150°時，導體棒切割磁感線的有效長度為R，則感應電流I'＝12BωR考點三基礎梳理1.電流2.（2）LΔIΔt（3）鐵芯3.（1）變化漩渦狀（2）磁通量4.阻礙對點訓練1.C閉合開關S的瞬間，L自感系數(shù)很大，A燈和B燈可視為串聯(lián)，所以兩燈均同時發(fā)光，故A錯誤；斷開開關S的瞬間，B燈中電流瞬間為0，所以立即熄滅，而A燈與自感線圈并聯(lián)，由楞次定律可知線圈中有感應電動勢，且線圈中有自右向左的電流，則在A燈與自感線圈組成的回路中，A燈中有自左向右的電流，故B錯誤；閉合開關S的瞬間，A、B同時發(fā)光，隨后自感線圈中電流逐步變大后穩(wěn)定，A燈變暗直至被線圈短路而熄滅，B燈在此過程中變亮，故C正確；斷開開關S的瞬間，自感線圈相當于電源阻礙原電流減小，且線圈電流自右向左，即線圈左端相當于正極，右端相當于負極，所以A燈右端連接電源負極，電勢比左端電勢低，故D錯誤。2.C由題意知探測器發(fā)射線圈發(fā)出的磁場豎直向下且增強，根據(jù)楞次定律可確定金屬物中感應電流產(chǎn)生的磁場方向應豎直向上，用安培定則可判斷金屬物中的感應電流的方向，從上往下看是逆時針方向，故A、B錯誤；金屬物發(fā)出的磁場穿過接收線圈時，會引起接收線圈產(chǎn)生微弱的電流，使探測器報警，故C正確；金屬物中微弱的電流也能產(chǎn)生磁場這一現(xiàn)象，是電流的磁效應現(xiàn)象，故D錯誤。3.BC當永久磁體隨轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動時，產(chǎn)生轉(zhuǎn)動的磁場，在鋁盤中會產(chǎn)生感應電流，這時永久磁體的磁場會對鋁盤上的感應電流有力的作用，從而產(chǎn)生一個轉(zhuǎn)動的力矩，使指針轉(zhuǎn)動，由于彈簧游絲的反力矩，會使指針穩(wěn)定指在某一刻度上，故A錯誤，B正確；該轉(zhuǎn)速表利用了電磁感應原理，由楞次定律推論“來拒去留”知，永久磁體轉(zhuǎn)動方向與鋁盤轉(zhuǎn)動方向相同，故C正確；永久磁體固定在轉(zhuǎn)軸上，鋁盤固定在指針軸上，鋁盤和永久磁體沒有被同一轉(zhuǎn)軸帶動，故D錯誤。4.AD對于小磁體，可以忽略其與較遠線圈的電磁感應現(xiàn)象，只考慮與最近一匝線圈的電磁感應，則由題圖（b）可知，小磁體依次通過每匝線圈時產(chǎn)生的