2026届新高考物理冲刺热点复习法拉第电磁感应定律、自感和涡流

0201目录CONTENTS0304法拉第电磁感应定律的理解及应用动生电动势的计算自感现象涡流电磁阻尼和电磁驱动2026届新高考物理冲刺热点复习法拉第电磁感应定律、自感和涡流主题一、法拉第电磁感应定律的理解及应用1.感应电动势(1)感应电动势：在电磁感应现象中产生的电动势。(2)产生条件：穿过电路的

发生改变，

与电路是否闭合无关。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

成正比。一、法拉第电磁感应定律的理解及应用磁通量磁通量的变化率BSA

一、法拉第电磁感应定律的理解及应用

一、法拉第电磁感应定律的理解及应用

√×√×【典例1】(2023·天津卷·11)如图，有一正方形线框，质量为m，电阻为R，边长为l，静止悬挂着，一个三角形磁场垂直于线框所在平面，磁感线垂直纸面向里，且线框中磁区面积为线框面积一半，磁感应强度变化B＝kt(k>0)，已知重力加速度g，求：(1)感应电动势E；(2)线框开始向上运动的时刻t0。一、法拉第电磁感应定律的理解及应用(1)

(2)FA＝BIl

＝mg

【针对训练1】(2023·湖北卷·5)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.0.44V C.0.59V D.4.3VB一、法拉第电磁感应定律的理解及应用E＝

＝103×(1.02＋1.22＋1.42)×10-4V＝0.44V【针对训练2】(2024·福建卷·4)拓扑结构在现代物理学中具有广泛的应用。现有一条绝缘纸带，两条平行长边镶有铜丝，将纸带一端扭转180°，与另一端连接，形成拓扑结构的莫比乌斯环，如图所示。连接后，纸环边缘的铜丝形成闭合回路，纸环围合部分可近似为半径为R的扁平圆柱。现有一匀强磁场从圆柱中心区域垂直其底面穿过，磁场区域的边界是半径为r的圆(r<R)。若磁感应强度大小B随时间t的变化关系为B＝kt(k为常量)，则回路中产生的感应电动势大小为()A.0

B.kπR2

C.2kπr2

D.2kπR2C一、法拉第电磁感应定律的理解及应用铜丝构成的莫比乌斯环形成了两匝(n＝2)线圈串联的闭合回路

＝2kπr2主题二、动生电动势的计算适用条件在匀强磁场中，B、L、v三者互相垂直。如果不相互垂直，应取垂直分量进行计算有效长度公式E＝BLv中的l为有效长度，即为_________________________

。如图，导体的有效长度分别为：图甲：L＝________图乙：沿v方向运动时，L＝________图丙：沿v1方向运动时，L＝_____；沿v2方向运动时，L＝___相对速度E＝BLv中的速度v是导体相对

的速度，若磁场也在运动，应注意速度间的相对关系二、动生电动势的计算1.导体平动切割磁感线产生感应电动势的算式E＝BLv的理解导体两端点连线在垂直于

R速度方向上的投影长度磁场

二、动生电动势的计算

×√×

B二、动生电动势的计算

C二、动生电动势的计算

＝BR2ω

【针对训练3】(2024·湖南卷·4)如图，有一硬质导线Oabc，其中abc是半径为R的半圆弧，b为圆弧的中点，直线段Oa长为R且垂直于直径ac。该导线在纸面内绕O点逆时针转动，导线始终在垂直纸面向里的匀强磁场中。则O、a、b、c各点电势关系为()A.φO>φa>φb>φcB.φO<φa<φb<φcC.φO>φa>φb＝φcD.φO<φa<φb＝φcC二、动生电动势的计算主题三、自感现象三、自感现象1.概念：当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的磁场在线圈本身激发出

，这种现象称为自感，由于自感而产生的感应电动势叫作自感电动势。2.表达式：E＝______。3.自感系数L的影响因素：与线圈的

、形状、

以及是否有铁芯有关。感应电动势

大小匝数GP线圈L1线圈L2思考判断：滑片右移L2的I感方向B感I感B电路图

器材要求A1、A2同规格，R＝RL，L较大L很大(有铁芯)通电时在S闭合瞬间，灯A2

，灯泡A1

，最终一样亮灯泡A_______________________________________断电时回路电流减小，两灯泡

，A1电流方向

，A2电流_____①若I2≤I1，灯A逐渐变暗；②若I2>I1，灯A________________两种情况下灯A中电流方向均______(选填“改变”或“不变”)总结自感电动势总是__________________4.通电自感和断电自感的比较逐渐变亮立即亮起来立即亮，然后逐渐变暗三、自感现象达到稳定均逐渐变暗闪亮后逐渐变暗改变阻碍原电流的变化不变反向若线圈电阻不计则灯熄灭分析自感问题的三个技巧三、自感现象【判断正误】1.线圈中电流越大，自感系数也越大。(

)2.对于同一个线圈，电流变化越快，线圈中的自感电动势也越大。(

)3.自感电动势总是阻止原电流的变化。(

)×√×三、自感现象【典例4】

图甲和图乙是教材中演示自感现象的两个电路图，L1和L2为电感线圈。实验时，断开开关S1瞬间，灯A1突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关S2，灯A2逐渐变亮，而另一个相同的灯A3立即变亮，最终A2与A3的亮度相同。下列说法正确的是()A.图甲中，A1与L1的电阻值相同B.图甲中，闭合S1，电路稳定后，A1中电流大于L1中电流C.图乙中，滑动变阻器R与L2的电阻值相同D.图乙中，闭合S2瞬间，L2中电流与滑动变阻器R中电流相等C三、自感现象主题四、涡流电磁阻尼和电磁驱动GP线圈L1线圈L2思考判断：滑片右移L2的I感方向B感I感1.感生涡流:①原因:②应用:冶炼和焊接四、涡流电磁阻尼和电磁驱动

B

感生电动势:块状金属放在变化磁场中，在金属块内产生的漩涡状感应电流。变化的磁场在周围产生的旋涡状电场vvE动=BLV×××××

×××××

××××××××××

LBvR四、涡流电磁阻尼和电磁驱动

I感

F安F安F安=BIL

××××××××

××××

××××××××

2.动生涡流:BvR从而受到安培力并阻碍相对运动，将E机转化为E电四、涡流电磁阻尼和电磁驱动I感块状金属在非均匀磁场中运动时，或进出匀强磁场时金属块内产生的漩涡状感应电流。①原因:动生电动势:导体在磁场中切割受洛伦兹力形成I感F安vv②应用:电磁驱动：磁场运动，金属跟着磁场动F安L2.动生涡流:从而受到安培力并阻碍相对运动，将E机转化为E电四、涡流电磁阻尼和电磁驱动块状金属在非均匀磁场中运动时，或进出匀强磁场时金属块内产生的漩涡状感应电流。①原因:动生电动势:②应用:电磁驱动：××××××××

××××

××××××××

F安v磁场运动，金属跟着磁场动××××××××

××××

××××××××

F安v导体在磁场中切割受洛伦兹力形成I感2.动生涡流:从而受到安培力并阻碍相对运动，将E机转化为E电四、涡流电磁阻尼和电磁驱动块状金属在非均匀磁场中运动时，或进出匀强磁场时金属块内产生的漩涡状感应电流。①原因:动生电动势:②应用:电磁驱动：××××××××

××××

××××××××

F安v磁场运动，金属跟着磁场动导体在磁场中切割受洛伦兹力形成I感电磁阻尼：金属运动，磁场阻碍金属动四、涡流电磁阻尼和电磁驱动②应用:电磁驱动：磁场运动，金属跟着磁场动电磁阻尼：金属运动，磁场阻碍金属动ωBωB电磁阻尼电磁驱动电磁驱动：磁场与金属有个速度差或转速差。四、涡流电磁阻尼和电磁驱动②应用:电磁驱动：磁场运动，金属跟着磁场动电磁阻尼：金属运动，磁场阻碍金属动电磁阻尼电磁驱动电磁驱动：磁场与金属有个速度差或转速差。四、涡流电磁阻尼和电磁驱动1.涡流现象(1)涡流：块状金属放在

磁场中，或者让它在非均匀磁场中运动时，金属块内产生的漩涡状感应电流。(2)产生原因：金属块内

变化→感应电动势→感应电流。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

使导体受到安培力而运动起来。变化磁通量阻碍感应电流【判断正误】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。(

)√×【典例5】扫描隧道显微镜(STM)可用来探测样品表面原子尺度上的形貌。为了有效隔离外界振动对STM的扰动，在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板，并施加磁场来快速衰减其微小振动，如图所示。无扰动时，按下列四种方案对紫铜薄板施加恒磁场；出现扰动后，对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有效的方案是()A四、涡流电磁阻尼和电磁驱动【练习1】(2023·北京卷·5)如图所示，L是自感系数很大、电阻很小的线圈，P、Q是两个相同的小灯泡，开始时，开关S处于闭合状态，P灯微亮，Q灯正常发光，断开开关()A.P与Q同时熄灭

B.P比Q先熄灭C.Q闪亮后再熄灭

D.P闪亮后再熄灭D课堂练习【练习2】(2024·甘肃卷·6)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B课堂练习

A课堂练习

【练习4】如图甲所示为探究电磁驱动的实验装置。某个铝框置于蹄形磁体的两个磁极间，铝框可以绕支点自由转动，其截面图如图乙所示。开始时，铝框和磁体均静止，转动磁体，会发现铝框也会跟着发生转动，下列说法正确的是()A.铝框是因为受到安培力而转动的B.铝框转动的速度的大小和方向与磁体相同C.磁体从图乙位置开始转动时，铝框截面abcd中

的感应电流的方向为a→d→c→b→aD.当磁体停止转动后，如果忽略空气阻力和摩擦力，铝框将保持匀速转动A课堂练习【练习5】如图所示，在水平向右的匀强磁场中，将一个水平放置的金属棒ab以某一水平速度抛出，金属棒在运动过程中始终保持水平。不计空气阻力，金属棒在运动过程中ab两端的电势分别为φa、φb，则()A.φa>φb，且Uab保持不变B.φa>φb，且Uab逐渐增大C.φa<φb，且Uba保持不变D.φa<φb，且Uba逐渐增大B课堂练习【练习6】如图，一不可伸长的细绳的上端固定，下端系在边长为l＝0.40m的单匝正方形金属框的一个顶点上。金属框的一条对角线水平，其下方有方向垂直于金属框所在平面的匀强磁场。已知构成金属框的导线单位长度的阻值为λ＝5.0×10－3Ω/m；在t＝0到t＝3.0s时间内，磁感应强度大小随时间t的变化关系为B(t)＝0.3－0.1t(SI)。求：(1)金属框中感应电动势的大小；(2)t＝2.0s时金属框所受安培力的大小。课堂练习(1)

(2)R＝4lλ＝4×0.40×5.0×10－3Ω＝0.008Ω

B2＝(0.3－0.1×2.0)T＝0.1T

【练习7】(2022·河北卷·5)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变化的磁场，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()A.kS1

B.5kS2C.k(S1－5S2)

D.k(S1＋5S2)D课堂练习大圆线圈

＝kS1每个小圆线圈

＝kS2E＝E1＋5E2＝k(S1＋5S2)

D课堂练习C'D'C''UCD＝UC'D'＝UC''D'

课堂练习(1)t＝0时E＝2B0hv＋B0hv＝3B0hv

方向水平向左

【练习9】(2023·广东卷·14)求：(1)t＝0时线框所受的安培力F；(2)t＝1.2τ时穿过线框的磁通量Φ；(3)2τ~3τ时间内，线框中产生的热量Q。课堂练习(1)t＝0时E＝2B0hv＋B0hv＝3B0hv