第05讲：电磁感应 解析版【十一大考点+十一大题型】-2024-2025学年高二下学期物理期末《考点 题型 密卷》精讲精练高效复习讲义（人教版2019）.docx

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第05讲：电磁感应

【考点归纳】

考点1：电磁感应方向的判断

考点2：法拉第电磁感应定律

考点3:动生电动势

考点4：感生电动势

考点5：自感与互感

考点6：涡流、电磁阻尼、驱动

考点7：电磁感应图像问题

考点8：线圈模型

考点9：单杆模型

考点10：双杆模型

考点11：电磁感应、能量交汇问题

【知识梳理】

1．磁通量

(1)公式：Φ＝BS，S为垂直磁场的投影面积，磁通量为标量(填“标量”或“矢量”)．

(2)物理意义：磁通量的大小可形象表示穿过某一面积的磁感线条数的多少．

(3)磁通量变化：ΔΦ＝Φ2－Φ1.

2．电磁感应现象

(1)当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，闭合导体回路中有感应电流产生，这种利用磁场产生电流的现象叫作电磁感应．

(2)感应电流产生的条件

穿过闭合电路的磁通量发生变化．

(3)电磁感应现象产生感应电动势，如果电路闭合，则有感应电流．如果电路不闭合，则只有感应电动势而无感应电流．

3．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：穿过回路的磁通量发生改变，与电路是否闭合无关．

4．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，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比．

(2)公式：E＝neq\f(ΔΦ,Δt)，其中n为线圈匝数．

(3)感应电流与感应电动势的关系：I＝eq\f(E,R＋r).

(4)说明：E的大小与Φ、ΔΦ无关，决定于磁通量的变化率eq\f(ΔΦ,Δt).

5.动生电动势

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

(1)直接使用E＝Blv的条件是：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．

(2)有效长度

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：

图甲：l＝eq\x\to(cd)sinβ.

图乙：沿v方向运动时，l＝eq\x\to(MN).

图丙：沿v1方向运动时，l＝eq\r(2)R；沿v2方向运动时，l＝R.

(3)相对速度

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．

6．导体转动切割磁感线

如图，当长为l的导体在垂直于匀强磁场(磁感应强度为B)的平面内，绕一端以角速度ω匀速转动，当导体运动Δt时间后，转过的弧度θ＝ωΔt，扫过的面积ΔS＝eq\f(1,2)l2ωΔt，则E＝eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(BΔS,Δt)＝eq\f(1,2)Bl2ω(或E＝Bleq\x\to(v)＝Bleq\f(vA＋vC,2)＝Bleq\f(ωl,2)＝eq\f(1,2)Bl2ω)．

7.通电自感和断电自感的比较

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立即亮起来，灯A1逐渐变亮，最终一样亮

灯A立即亮，然后逐渐变暗达到稳定

断电时

回路电流减小，灯泡逐渐变暗，A1电流方向不变，A2电流反向

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

总结

自感电动势总是阻碍原电流的变化

8．分析电磁感应电路问题的基本思路

9．电磁感应中电路知识的关系图

10.计算电荷量的导出公式：q＝neq\f(ΔФ,R总)

在电磁感应现象中，只要穿过闭合回路的磁通量发生变化，闭合回路中就会产生感应电流，设在时间Δt内通过导体横截面的电荷量为q，则根据电流定义式eq\x\to(I)＝eq\f(q,Δt)及法拉第电磁感应定律eq\x\to(E)＝neq\f(ΔΦ,Δt)，得q＝eq\x\to(I)Δt＝eq\f(\x\to(E),R总)Δt＝eq\f(nΔΦ,R总Δt)Δt＝eq\f(nΔΦ,R总)，即q＝neq\f(ΔΦ,R总).

11.电磁感应中的动力学问题

1．导体的两种运动状态

(1)导体的平衡状态——静止状态或匀速直线运动状态．

处理方法：根据平衡条件列式分析．

(2)导体的非平衡状态——加速度不为零．

处理方法：根据牛顿第二定律进行动态分析或结合功能关系分析．

2．用动力学观点解答电磁感应问题的一般步骤

3．导体常见运动情况的动态分析

v

↓

E＝Blv

↓

I＝eq\f(E,R＋r)

↓

F安＝BIl

↓

F合

若F合＝0

匀速直线运动

若F合≠0

↓

F合＝ma

a、v同向

v增大，若a恒定，拉力F增大

v增大，F安增大，F合减小，a减小，做加速度减小的加速运动，减小到a＝0，匀速直线运动

a、v反向

v减小，F安减小，a减小，当a＝0，静止或匀速直线运动

12.电磁感应中的能量问题

1．电磁感应中的能量转化

eq\x(其他形式的能量