2027届新高考物理热点精准复习　法拉第电磁感应定律　自感和涡流

2027届新高考物理热点精准复习法拉第电磁感应定律自感和涡流考点一法拉第电磁感应定律的理解与应用基础梳理变化率命题视角掌握法拉第电磁感应定律,求解感应电动势典例精析【典例1】(中等)如图所示,在半径为0.2m的虚线圆内有一匀强磁场,其磁感应强度B正以0.5T/s的变化率均匀增加。在磁场内放一半径为0.1m的金属圆环(图中实线),使圆环平面垂直于磁场,则(

)A.圆环中的感应电流方向为顺时针B.在虚线圆外的区域不存在感生电场C.金属圆环有向外扩张的趋势D.圆环中产生的电动势大小约1.57×10-2VD考点二导体切割磁感线产生感应电动势的计算基础梳理Blv典例精析命题视角1平动切割磁感线,关键是有效长度与相对速度的确定1.公式E=Blv中,l为导体切割磁感线的有效长度。如图所示,导体棒的有效长度为ab间的距离。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。2.若速度方向与磁场方向的夹角为θ,则E=Blvsinθ。【典例2】(中等)(2025·台州联考)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,结构如图甲所示。两对永磁铁可随发动机一起上下振动,每对永磁铁间有水平方向的匀强磁场,磁感应强度大小均为B,磁场中,边长为L、总电阻为R的单匝正方形线圈abcd竖直固定在减震装置上。某时刻磁场分布与线圈位置如图乙所示,永磁铁振动时磁场分界线不会离开线圈。如图乙,某时刻永磁铁相对线圈竖直向上运动时,其速度大小为v。下列说法正确的是(

)DC考点三自感、涡流、电磁阻尼和电磁驱动基础梳理自感电动势1.自感形状匝数铁芯2.3.4.变化磁通量阻碍安培力典例精析命题视角1自感现象,深刻理解“阻碍”不等于“阻止”分析自感问题的三个技巧【典例4】(中等)(2025·浙江1月选考)新能源汽车日趋普及,其能量回收系统可将制动时的动能回收再利用,当制动过程中回收系统的输出电压(U)比动力电池所需充电电压(U0)低时,不能直接充入其中。在下列电路中,通过不断打开和闭合开关S,实现由低压向高压充电,其中正确的是(

)BABCD解析:B

A项电路中,当开关S断开时,整个电路断开了,不能给电池充电,A错误;B项电路中,当S闭合稳定时,线圈L中有电流通过,当S断开时L产生自感电动势阻碍电流减小,L相当于电源,电源U与L中的自感电动势共同加在电池两端,且此时二极管能导通,从而实现向高压充电,B正确;C项电路中,当S闭合稳定时,线圈L中有电流通过,但当S断开时L也与电路断开,还是只有回收系统的输出电压U加在动力电池两端,则不能实现向高压充电,C错误;D项电路中,当S闭合稳定时,线圈L中有电流通过,但当S断开时回收系统所在电路也断开了,只有L产生的自感电动势(相当于电源)加在动力电池两端,则不能实现向高压充电,D错误。命题视角2掌握涡流的原理,了解涡流的应用与防止【典例5】(中等)(多选)涡流检测是工业上无损检测的方法之一。如图所示,线圈中通入一定频率的正弦式交变电流,靠近待测工件时,工件内会产生涡流,同时线圈中的电流受涡流影响也会发生变化。下列说法正确的是(

)A.涡流的磁场总是要阻碍穿过工件的磁通量的变化B.涡流的频率等于通入线圈的交变电流的频率C.通电线圈和待测工件间存在周期性变化的作用力D.待测工件可以是塑料或橡胶制品ABC解析:ABC

由楞次定律可知,涡流的磁场总是要阻碍穿过工件的磁通量的变化,A正确;涡流随着交变电流而变化,所以涡流的频率等于通入线圈的交变电流的频率,B正确;由于线圈中交变电流是周期性变化的,故在工件中引起的交变电流也是周期性变化的,可知通电线圈和待测工件间存在周期性变化的作用力,C正确;涡流只能在导体中产生,故待测工件不能是塑料或橡胶制品,D错误。命题视角3辨析电磁阻尼与电磁驱动的成因、能量转化及实际应用【典例6】(电磁阻尼·中等)(2023·浙江1月选考)如图甲所示,一导体杆用两条等长细导线悬挂于水平轴OO′,接入电阻R构成回路。导体杆处于竖直向上的匀强磁场中,将导体杆从竖直位置拉开小角度后由静止释放,导体杆开始下摆。当R=R0时,导体杆振动图像如图乙所示。若横、纵坐标皆采用图乙标度,则当R=2R0时,导体杆振动图像是(

)BABCD解析:B

将电阻变大,则导体杆切割磁感线时产生的感应电流变小,即所受安培力变小,对导体杆做阻尼振动而言,阻尼变小,振动时间相应延长,B正确,A、C、D错误。【典例7】(电磁驱动·中等)如图所示,磁性转速表是利用电磁驱动原理工作的。下列说法正确的是(

)A.在电磁驱动的过程中,其他形式能转化为机械能B.铝盘中产生感应电流,因受洛伦兹力作用而转动C.永磁体和铝盘应装在同一转轴上,两者同速转动D.永磁体和铝盘应装在同一转轴上,两者转动方向相反A解析:A

在电磁驱动的过程中,其他形式能转化为机械能,A正确;铝盘中产生感应电流,因受安培力作用而转动,B错误;磁性转速表的原理是:永磁体安装在转轴上,当转轴转动时带动永磁体转动,