2025版高考物理一轮总复习考点突破第12章电磁感应第30讲法拉第电磁感应定律自感和涡流考点1法拉第电磁感应定律的理解及应用

考点1法拉第电磁感应定律的理解及应用。(实力考点·深度研析)1．感应电动势方向的确定(1)把产生感应电动势的那部分电路或导体当作电源的内电路，那部分导体相当于电源。(2)感应电动势的方向与电源内部电流的方向一样，电源内部电流的方向是由负极(低电势)流向正极(高电势)。(3)若电路是不闭合的，则先假设有电流通过，然后应用楞次定律或右手定则推断出电流的方向，从而确定电动势的方向，电源正负极。2．法拉第电磁感应定律的理解(1)感应电动势的大小由线圈的匝数n和穿过线圈的磁通量的变更率eq\f(ΔΦ,Δt)共同确定，而与磁通量Φ的大小、变更量ΔΦ的大小没有必定联系。(2)磁通量的变更率eq\f(ΔΦ,Δt)对应Φ－t图线上某点切线的斜率。(3)公式E＝neq\f(ΔΦ,Δt)求解的是一个回路中某段时间的平均电动势，在磁通量匀整变更时，瞬时值才等于平均值。3．应用法拉第电磁感应定律的三种状况(1)磁通量的变更是由有效面积变更引起时，ΔΦ＝B·ΔS，则E＝neq\f(BΔS,Δt)；(2)磁通量的变更是由磁场变更引起时，ΔΦ＝S·ΔB，则E＝neq\f(SΔB,Δt)；(3)磁通量的变更是由有效面积和磁场共同变更引起时，则依据定义，ΔΦ＝Φ末－Φ初，E＝neq\f(B2S2－B1S1,Δt)≠neq\f(ΔBΔS,Δt)。特别提示：以上三种状况都只有在B⊥S时才适用。[解析](1)依据法拉第电磁感应定律有E＝eq\f(l2,2)·eq\f(ΔB,Δt)＝eq\f(kl2,2)。(2)由图可知线框受到的安培力为FA＝eq\f(kl3,2R)·kt当线框起先向上运动时有mg＝FA解得t0＝eq\f(mg·2R,k2l3)。[答案](1)eq\f(kl2,2)(2)eq\f(mg·2R,k2l3)【跟踪训练】(2024·河北卷)将一根绝缘硬质细导线顺次绕成如图所示的线圈，其中大圆面积为S1，小圆面积均为S2，垂直线圈平面方向有一随时间t变更的磁场，磁感应强度大小B＝B0＋kt，B0和k均为常量，则线圈中总的感应电动势大小为(D)A．kS1 B．5kS2C．k(S1－5S2) D．k(S1＋5S2)[解析]由法拉第电磁感应定律可得大圆线圈产生的感应电动势E1＝eq\f(ΔΦ1,Δt)＝eq\f(ΔB·S1,Δt)＝kS1，每个小圆线圈产生的感应电动势E2＝eq\f(ΔΦ2,Δt)＝kS2，由线圈的绕线方式和楞次定律可得大、小圆线圈产生的感应电动势方向相同，故线圈中总的感应电动势大小为E＝E1＋5E2＝k(S1＋5S2)，故D正确，A、B、C错误。故选D。(2024·贵州铜仁月考)如图甲所示，一金属线圈的横截面积为S，匝数为n。t＝0时刻，磁场平行于线圈轴线向左穿过线圈，其磁感应强度B随时间t变更的关系如图乙所示。则线圈两端a和b之间的电势差Uab(C)A．在t＝0时刻，Uab＝eq\f(nB0S,t2)B．在t＝t1时刻，Uab＝0C．从0～t2这段时间，Uab＝－eq\f(nB0S,t1)D．从0～t2这段时间，Uab＝eq\f(nB0S,t2)[解析]由题图乙可知，磁感应强度在0～t1时间内匀整减小，由法拉第电磁感应定律可知E＝neq\f(ΔΦ,Δt)＝neq\f(ΔBS,Δt)＝neq\f(B0S,t1)，由楞次定律可知线圈中感应电流方向从a到b，则Uab＝－E＝－n