2025版高考物理一輪總復(fù)習(xí)考點(diǎn)突破第12章電磁感應(yīng)第30講法拉第電磁感應(yīng)定律自感和渦流考點(diǎn)1法拉第電磁感應(yīng)定律的理解及應(yīng)用

考點(diǎn)1法拉第電磁感應(yīng)定律的理解及應(yīng)用。(實(shí)力考點(diǎn)·深度研析)1．感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向的確定(1)把產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的那部分電路或?qū)w當(dāng)作電源的內(nèi)電路，那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源。(2)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向與電源內(nèi)部電流的方向一樣，電源內(nèi)部電流的方向是由負(fù)極(低電勢(shì))流向正極(高電勢(shì))。(3)若電路是不閉合的，則先假設(shè)有電流通過，然后應(yīng)用楞次定律或右手定則推斷出電流的方向，從而確定電動(dòng)勢(shì)的方向，電源正負(fù)極。2．法拉第電磁感應(yīng)定律的理解(1)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小由線圈的匝數(shù)n和穿過線圈的磁通量的變更率eq\f(ΔΦ,Δt)共同確定，而與磁通量Φ的大小、變更量ΔΦ的大小沒有必定聯(lián)系。(2)磁通量的變更率eq\f(ΔΦ,Δt)對(duì)應(yīng)Φ－t圖線上某點(diǎn)切線的斜率。(3)公式E＝neq\f(ΔΦ,Δt)求解的是一個(gè)回路中某段時(shí)間的平均電動(dòng)勢(shì)，在磁通量勻整變更時(shí)，瞬時(shí)值才等于平均值。3．應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律的三種狀況(1)磁通量的變更是由有效面積變更引起時(shí)，ΔΦ＝B·ΔS，則E＝neq\f(BΔS,Δt)；(2)磁通量的變更是由磁場(chǎng)變更引起時(shí)，ΔΦ＝S·ΔB，則E＝neq\f(SΔB,Δt)；(3)磁通量的變更是由有效面積和磁場(chǎng)共同變更引起時(shí)，則依據(jù)定義，ΔΦ＝Φ末－Φ初，E＝neq\f(B2S2－B1S1,Δt)≠neq\f(ΔBΔS,Δt)。特別提示：以上三種狀況都只有在B⊥S時(shí)才適用。[解析](1)依據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有E＝eq\f(l2,2)·eq\f(ΔB,Δt)＝eq\f(kl2,2)。(2)由圖可知線框受到的安培力為FA＝eq\f(kl3,2R)·kt當(dāng)線框起先向上運(yùn)動(dòng)時(shí)有mg＝FA解得t0＝eq\f(mg·2R,k2l3)。[答案](1)eq\f(kl2,2)(2)eq\f(mg·2R,k2l3)【跟蹤訓(xùn)練】(2024·河北卷)將一根絕緣硬質(zhì)細(xì)導(dǎo)線順次繞成如圖所示的線圈，其中大圓面積為S1，小圓面積均為S2，垂直線圈平面方向有一隨時(shí)間t變更的磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B＝B0＋kt，B0和k均為常量，則線圈中總的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為(D)A．kS1 B．5kS2C．k(S1－5S2) D．k(S1＋5S2)[解析]由法拉第電磁感應(yīng)定律可得大圓線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E1＝eq\f(ΔΦ1,Δt)＝eq\f(ΔB·S1,Δt)＝kS1，每個(gè)小圓線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E2＝eq\f(ΔΦ2,Δt)＝kS2，由線圈的繞線方式和楞次定律可得大、小圓線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向相同，故線圈中總的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為E＝E1＋5E2＝k(S1＋5S2)，故D正確，A、B、C錯(cuò)誤。故選D。(2024·貴州銅仁月考)如圖甲所示，一金屬線圈的橫截面積為S，匝數(shù)為n。t＝0時(shí)刻，磁場(chǎng)平行于線圈軸線向左穿過線圈，其磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變更的關(guān)系如圖乙所示。則線圈兩端a和b之間的電勢(shì)差Uab(C)A．在t＝0時(shí)刻，Uab＝eq\f(nB0S,t2)B．在t＝t1時(shí)刻，Uab＝0C．從0～t2這段時(shí)間，Uab＝－eq\f(nB0S,t1)D．從0～t2這段時(shí)間，Uab＝eq\f(nB0S,t2)[解析]由題圖乙可知，磁感應(yīng)強(qiáng)度在0～t1時(shí)間內(nèi)勻整減小，由法拉第電磁感應(yīng)定律可知E＝neq\f(ΔΦ,Δt)＝neq\f(ΔBS,Δt)＝neq\f(B0S,t1)，由楞次定律可知線圈中感應(yīng)電流方向從a到b，則Uab＝－E＝－n