第2讲法拉第电磁感应定律自感与涡流课件-高考物理一轮复习

会泽县茚旺高级中学高三物理组2026届高三物理一轮复习第2讲法拉第电磁感应定律自感与涡流课标解读

通过实验，理解法拉第电磁感应定律。通过实验，了解自感现象与涡流现象。直击高考

复习目标

基础点1

法拉第电磁感应定律的理解与应用问题与思考：1、产生感应电流的条件是什么？闭合回路磁通量发生变化2.感应电流的大小跟哪些因素有关呢？实验探究：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变化率成正比。线圈有n匝2.公式:电磁感应定律3.单位：伏特（V）。4.说明:①计算时

取绝对值，感应电动势的正负根据楞次定律由电流方向判断;②该式计算的是感应电动势的平均值，当时，计算的就是瞬时值。③磁通量变化主要有三种情况：仅由面积变化引起、仅由磁场变化引起、

面积和磁场同时变化引起用公式求感应电动势E的三种情况：（1）磁感应强度B不变，垂直于磁场的回路面积S发生变化，此时（2）垂直于磁场的回路面积S不变，磁感应强度B发生变化，此时

（3）磁感应强度B和垂直于磁场的回路面积S都发生变化，此时电磁感应定律感应电动势有感应电动势，不一定有感应电流有感应电流，一定有感应电动势1、产生感应电动势的那部分导体相当于电源线圈相当于电源；ab边相当于电源；NS产生电动势的那部分导体或者线圈相当于电源，电流由等效电源的负极流向正极关于感应电动势

的图像问题Φ/Wbt/s123012546Φ/Wbt/s123012546Φ-t图线斜率大小表示电磁感应定律B/Tt/s123012546B-t图线斜率大小表示

物理意义与电磁感应关系磁通量Ф穿过回路的磁感线的条数多少无直接关系磁通量变化△Ф穿过回路的磁通量变化了多少产生感应电动势的条件磁通量变化率ΔΦ/Δt穿过回路的磁通量变化的快慢

决定感应电动势的大小关于Φ、△Φ、ΔΦ/Δt的意义电磁感应定律

定义式：

（电磁感应，N:线圈匝数）

A

例2

（2024·广东卷）电磁俘能器可在汽车发动机振动时利用电磁感应发电实现能量回收，结构如图1所示。两对永磁铁可随发动机一起上下振动，每对永磁

解析

根据图2可知，此时穿过线圈的磁通量为0，A项错误；根据法拉第电磁感应定律可知，永磁铁相对线圈上升越快，磁通量变化越快，线圈中感应电动势越大，B、C两项错误；永磁铁相对线圈下降时，根据安培定则可知，线圈中感应电流的方向为顺时针方向，D项正确。√

A

重难点

导体切割磁感线运动产生感应电动势导线切割磁感线的感应电动势如图，把矩形线框CDMN放在磁感应强度为B的匀强磁场里，线框平面跟磁感线垂直。设线框可动部分导体棒MN的长度为L，它以速度v向右运动，在Δt时间内，由原来的位置MN移到M1N1，用法拉第电磁感应定律推导此过程产生的感应电动势大小。1.导体平动垂直切割磁感线问题与思考：此过程中有其他力做功吗？如果有，能量是如何转换的？垂直切割时：如图：如果导线的运动方向与导线本身是垂直的，但与磁感线方向有一个夹角θ，如何求感应电动势的大小？θvB导线切割磁感线的感应电动势速度方向与磁场方向成θ角时：如图所示，将v分解为垂直B和平行B的两个分量，其中：对切割有贡献．对切割无贡献．

所以：速度方向与L方向成θ角时：如图所示，将L分解为垂直v和平行v的两个分量，其中：对切割有贡献．对切割无贡献．

所以：L1L2Lθv×

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×注意：若导线是弯折的，或l与v不垂直时，E＝Blv中的l为导体切割磁感线的有效切割长度．如果导线是弯曲的，应取与B、V垂直的等效直线的长度。导体转动垂直切割磁感线

如图所示，导体棒长为L，磁感应强度为B，垂直于纸面向里。以O为圆心转动，角速度ω，求感应电动势E。OALv×

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×由于棒上各点的速度随着距离O点的距离均匀变化，所以可以用O、A两点的平均速度代替棒运动的速度求解。右手定则：φA>φO，A相当于电源的正极。导线切割磁感线的感应电动势相对位置转轴位置端点中点任意位置导体棒ab长为l，垂直放于磁感应强度为B的匀强磁场，匀速转动的角速度为ωEab=Bl=Blv中=Bl2ωEab=0Eab=Bω-Bω小结：电动势大小计算切割方式表达式垂直切割

倾斜切割

，其中

为与

的夹角旋转切割（以一端为轴）

CA.不断增大

B.不断减小C.先增大后减小

D.先减小后增大

√圆盘切割磁场n个导体棒转动切割磁场n个电源并联

D

基础点2

自感现象与涡流的理解及应用1.自感现象当导体中电流发生变化时，导体本身就产生感应电动势，这个电动势总是⑤______导体中原来电流的变化，这种由于导体本身电流发生变化而产生的⑥______________叫自感现象。阻碍电磁感应现象2.自感电动势

是否有铁芯灯泡A1、A2

规格完相同，当开关闭合瞬间看到什么现象？先闭合开关使灯泡发光，然后断开开关。猜想：会有什么现象？4.通电自感和断电自感的比较电路图________________________________________________________________________器材要求、同规格，，

较大

很大（有铁芯）通电时在闭合瞬间，灯泡

立即亮起来，灯泡

逐渐变亮，最终一样亮灯泡

立即亮，然后逐渐变暗达到稳定断电时回路中电流减小，灯泡逐渐变暗，

中的电流方向不变，

中的电流反向①若

，灯泡逐渐变暗。②若

，灯泡闪亮后逐渐变暗。两种情况下灯泡中电流方向均改变总结自感电动势总是阻碍原电流的变化续表考向1

自感现象

D

归纳总结分析解答自感问题的三个技巧

√√

3.互感互不相连并相互靠近的两个线圈，当一个线圈的电流变化时，它所产生的变化的磁场会在另一个线圈中产生⑧____________，这种现象叫互感。互感现象中产生的电动势叫互感电动势。感应电动势5.涡流麦克斯韦认为：变化的磁场在其周围空间会激发一种涡旋状的电场，称为涡旋电场或感生电场。(1)感生电场位于与磁场垂直的平面上(2)感生电场的电场线是闭合的(3)可根据楞次定律判断感生电场的方向考向2

涡流的理解及应用例5

（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(

)。BA.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解析

当线圈中通有交变电流时，感应电炉金属内的磁通量也随之不断变化，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，根据法拉第电磁感应定律可知，感应电动势增大，则金属中感应电流变大，C、D两项错误。（2）电磁阻尼与电磁驱动电磁阻尼电磁驱动不同点成因由于导体在磁场中运动而产生感应电流，从而使导体受到安培力由于磁场运动引起磁通量的变化而产生感应电流，从而使导体受到安培力效果安培力的方向与导体运动方向⑩______，⑪______导体运动导体受安培力的方向与导体运动方向⑫______，⑬_______导体运动相同点两者都是电磁感应现象，都遵循楞次定律，都是安培力阻碍引起感应电流的导体与磁场间的相对运动相反阻碍相同推动考向3

电磁阻尼和电磁驱动

A.图3是用玻璃管获得的图像B.在铝管中下落，小磁体做匀变速运动C.在玻璃管中下落，小磁体受到的电磁阻力始终保持不变D.用铝管时测得的电流第一个峰到最后一个峰的时间间隔比用玻璃管时的短√实验演示解析

强磁体在铝管中运动，铝管中会形成涡流，玻璃是绝缘体，故强磁体在玻璃管中运动，玻璃管中不会形成涡流。强磁体在铝管中加速后很快达到平衡状态，做匀速直线运动，而玻璃管中的磁体则一直做加速运动，故由图像可知图3的脉冲电流峰值不断增大，说明强磁体的速度在增大，与玻璃管中磁体的运动情况相符，A项正确；在铝管中下落，脉冲电流的峰值一样，磁通量的变化率相同，故小磁体做匀速运动，B项错误；在玻璃管中下落，玻璃管为绝缘体，线圈的脉冲电流峰值增大，电流不断在变化，故小磁体受到的电磁阻力在不断变化，C项错误；强磁体分别从管的上端由静止释放，在铝管中，磁体在线圈间做匀速运动，玻璃管中磁体在线圈间做加速运动，故用铝管时测得的电流第一个峰到最后一个峰的时间间隔比用玻璃管时的长，D项错误。5.（2024·云南昆明期中）（多选）关于电磁驱动和电磁阻尼，下列说法正确的是(

)。BDA.图1中，当摇动手柄使得蹄形磁铁转动，铝框会同向转动，且和磁铁转得一样快B.图1中，当摇动手柄使得蹄形磁铁转动，铝框会同向转动，但转得比磁铁慢C.图2中，在蹄形磁铁两极间自由转动的铜盘，因为摩擦极小，所以能一直转动不会停下D.图2中，在蹄形磁铁两极间自由转