2026版赢在微点顶层设计大一轮物理-第2讲　法拉第电磁感应定律　自感和涡流

第2讲法拉第电磁感应定律自感和涡流第十二章电磁感应目标要求

考点1法拉第电磁感应定律的理解和应用考点2导体切割磁感线产生感应电动势内容索引温馨提示:点击标题链接相关内容考点3自感现象考点4涡流电磁阻尼和电磁驱动法拉第电磁感应定律的理解和应用赢在微点物理大一轮考点1必|备|知|识1.感应电动势。(1)概念：在

中产生的电动势。①感生电动势：由于

而激发出感生电场，由感生电场而产生的感应电动势。②动生电动势：由于导体在磁场中

而产生的感应电动势。(2)条件：无论电路是否闭合，只要穿过电路的

发生变化，电路中就一定有感应电动势。电磁感应现象磁场的变化运动磁通量(3)与感应电流的关系：遵守

欧姆定律，即I=。2.法拉第电磁感应定律。(1)定律内容：闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的

成正比。(2)公式：E=

。其中n为线圈的

。闭合电路

磁通量的变化率匝数

(1)磁通量为零时磁通量的变化率不一定为零(

)(2)穿过线圈的磁通量变化越大，感应电动势越大(

)(3)电路断开，磁通量发生变化时不产生感应电流，也没有感应电动势产生(

)

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

)A.0.30V B.0.44VC.0.59V D.4.3V

解析

解析导体切割磁感线产生感应电动势赢在微点物理大一轮考点2必|备|知|识导体切割磁感线产生感应电动势的三种情形。(1)垂直切割时，E=

。(2)倾斜切割时，E=

，其中θ为v与B的夹角。

(3)旋转切割(以导体的一端为轴)时，E=。BlvBlvsinθ

(1)公式E=Blv的适用条件是B、l、v三者的方向两两垂直(

)(2)只要磁场与导体棒间有相对运动，导体棒中就产生感应电动势(

)(3)长度一定的导体棒的速度越大，磁感应强度越大，感应电动势一定越大(

)关|键|能|力1.E=Blv的三个特性。(1)正交性：本公式要求磁场为匀强磁场，而且B、l、v三者的方向两两垂直。(2)有效性。公式E=Blv中的l为导体两端点连线在垂直于速度方向上的投影长度。如图，导体的有效长度分别为：

(3)相对性：E=Blv中的速度v是导体相对磁场的速度，若磁场也在运动，应注意速度间的相对关系。

考向1

平动切割磁感线

解析考向2

旋转切割磁感线

解析考向3

感生电动势和动生电动势同时存在问题【典例5】如图所示，两根平行金属导轨固定在水平桌面上，每根导轨每米的电阻为r0=0.10Ω/m，导轨的端点P、Q用电阻可忽略的导线相连，两导轨间的距离l=0.20m。有随时间变化的匀强磁场垂直于桌面，已知磁感应强度B与时间t的关系为B=kt，比例系数k=0.020T/s。一电阻不计的金属杆可在导轨上无摩擦地滑动，在滑动过程中保持与导轨垂直。在t=0时刻，金属杆紧靠在P、Q端，在外力作用下，杆以恒定的加速度从静止开始向导轨的另一端滑动，求在t=6.0s时金属杆所受的安培力。

解析

解析

解析

解析

磁场变化的同时导体做切割磁感线运动，求某时刻的电动势时，有两点容易产生错误之处：(1)求动生电动势时磁感应强度B应代入该时刻的磁感应强度；(2)求感生电动势时回路的面积应代入该时刻回路的面积。自感现象赢在微点物理大一轮考点3必|备|知|识1.概念：由于导体本身的

变化而产生的电磁感应现象称为自感，由于自感而产生的感应电动势叫作

。2.表达式：E=。

3.自感系数L。(1)相关因素：与线圈的

、形状、

以及是否有

有关。(2)单位：亨利，符号是H(1mH=10-3H，1μH=10-6H)。电流自感电动势

大小匝数铁芯(1)线圈中电流越大，自感电动势越大(

)(2)对同一线圈，电流的变化越快，线圈中的自感电动势也越大(

)(3)自感电动势起到阻止原电流变化的作用(

)关|键|能|力1.自感现象的四大特点。(1)自感电动势总是阻碍导体中原电流的变化。(2)通过线圈中的电流不能发生突变，只能缓慢变化。(3)电流稳定时，自感线圈相当于普通导体。(4)线圈的自感系数越大，自感现象越明显；自感电动势只是延缓了过程的进行，但它不能使过程停止，更不能使过程反向。2.自感中“闪亮”与“不闪亮”问题。

与线圈串联的灯泡与线圈并联的灯泡电路图

通电时电流逐渐增大，灯泡逐渐变亮电流突然增大，然后逐渐减小达到稳定断电时电流逐渐减小，灯泡逐渐变暗，电流方向不变电路中稳态电流为I1、I2：①若I2≤I1，灯泡逐渐变暗；②若I2>I1，灯泡闪亮后逐渐变暗。两种情况下灯泡中电流方向均改变【典例6】

(多选)如图所示，A、B是相同的白炽灯，L是自感系数很大、电阻可忽略的自感线圈。下列说法正确的是(

)A.闭合开关S时，A、B灯同时亮，且达到正常B.闭合开关S时，B灯比A灯先亮，最后一样亮C.闭合开关S时，A灯比B灯先亮，最后一样亮D.断开开关S时，A灯与B灯同时慢慢熄灭由于自感的作用，闭合开关S时，B灯比A灯先亮，最后一样亮，A、C两项错误，B项正确；断开开关S时，L中产生自感电动势，A灯与B灯同时慢慢熄灭，D项正确。解析对自感现象的深度理解(1)电流稳定时，线圈中不产生自感电动势，线圈相当于导体，是否需要考虑其电阻，依题意而定。(2)通电自感：通电时线圈中产生自感电动势阻碍电流的增大，随着电流的增大，电流的变化率减小，自感电动势减小，阻碍作用减弱。(3)断电自感：断电时线圈相当于电源，是把线圈中储存的磁场能转化为电能释放出来。涡流电磁阻尼和电磁驱动赢在微点物理大一轮考点4必|备|知|识1.涡流现象。(1)涡流：块状金属放在

的磁场中，或者让它在

磁场中运动时，金属块内产生的漩涡状感应电流。(2)产生原因：金属块内磁通量

→感应电动势→感应电流。变化非均匀变化2.电磁阻尼。当导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受到安培力，安培力总是

导体的运动。3.电磁驱动。如果磁场相对于导体转动，在导体中会产生感应电流使导体受到安培力而

起来。阻碍运动(1)电磁阻尼体现了能量守恒定律(

)(2)电磁阻尼阻碍相对运动，电磁驱动促进二者相对运动(

)关|键|能|力【典例7】

(2024·甘肃卷)工业上常利用感应电炉冶炼合金，装置如图所示。当线圈中通有交变电流时，下列说法正确的是(

)A.金属中产生恒定感应电流B.金属中产生交变感应电流C.若线圈匝数增加，则金属中感应电流减小D.若线圈匝数增加，则金属中感应电流不变当线圈中通有交变电流时，感应电炉金属内的磁通量也不断随之变化，金属中产生交变感应电流，A项错误，B项正确；若线圈匝数增加，根据电磁感应定律可知，感应电动势增大，则金属中感应电流变大，C、D两项错误。解析【典例8】如图所示，弹簧上端固定，下端悬挂一个磁铁，磁铁的N极向下。将磁铁托起到某一高度(弹簧处于压缩状态)后放开，磁铁能上下振动较长时间才停下来。如果在磁铁下端放一个固定的闭合金属圆环(如图所示)，仍将磁铁托起到同一高度后放开，磁铁就会很快地停下来。针对这个现象下列解释正确的是(

)A.磁铁和弹簧组成的系统机械能守恒B.若磁铁的S极向下，磁铁振动时间会变长C.磁铁很快停下来的主要原因是圆环中产生了感应电流D.金属圆环的制作材料一定不是铝，因为磁铁对铝不会产生力的作用由楞次定律，线圈中产生感应电流，使磁铁始终受到阻碍，时而表现为引力，时而表现为斥力，导致电流做功，从而使系统的机械能转化为内能，A项错误；根据楞次定律，下面的线圈会阻碍磁铁运动，所以当磁铁向下靠近金属线圈时，线圈中产生了逆时针的感应电流