专题5 （考点解读）法拉第电磁感应定律 高二物理选修3-2考点解读与考点练习 -2020-2021学年高二物理考点解读与考点练习（人教版选修3-2）

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专题 5 法拉第电磁感应定律
一、法拉第电磁感应定律
1.感应电动势
在 电磁感应现象 中产生的电动势，叫感应电动势。产生感应电动势的那部分导体相当于 电磁感应
现象 ，导体本身的电阻相当于 电源 。当电路断开时， 无 （“有”或“无”）感应电流，但
有 （“有”或“无”）感应电动势。
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，跟穿过这一电路的磁通量的 变化率 成正比。
（2）表达式：E＝n。
（3）单位：在国际单位制中，电动势的单位是伏（V）。
二、导线切割磁感线时的感应电动势
如图所示电路中，闭合电路的一部分导体 ab 处于匀强磁场中，磁感应强度为 B，ab 切割磁感线的有效长
度为 l，以速度 v匀速切割磁感线。
（1）在 Δt 时间内导体棒由原来的位置运动到 a1b1，线框面积的变化量是 ΔS＝ 。
（2）穿过闭合电路磁通量的变化量：ΔΦ＝BΔS＝B。
（3）感应电动势的大小 E＝＝ 。
1.当磁场方向、导体、导体运动方向三者 两两垂直 时，E＝ 。
2.若导体与磁场方向垂直，导体运动方向与导体本身垂直，但与磁场方向的夹角为 θ 时，如图 2 所示，
则 E＝Blv1＝ 。
三、反电动势
1.定义：电动机转动时，由于切割磁感线，线圈中产生的 削弱 电源电动势作用的感应电动势。
2.作用：阻碍线圈的转动，要维持线圈原来的转动，电源就必须向电动机提供 能量 。这正是电能
转化 为其他形式能的过程。
3.危害与防止
若电动机工作中由于机械阻力过大而停止转动，这时就没有了 反电动势 ，电阻很小的线圈中电流会
很大 ，可能会把电动机 烧坏 ，这时应立即 切断 电源，进行检查。
命题点一 磁通量 、磁通量的变化量 、磁通量的变化率 比较
（1）物理意义不同：磁通量西表示某时刻或某位置时穿过某一面积的磁感线条数的多少；磁通量的变化
量 表示在某一过程中穿过某一面积的磁通量变化的多少；磁通量的变化率 表示穿过某一面积的
磁通量变化的快慢。
（2）穿过一个平面的磁通量大，磁通量的变化量不一定大，磁通量的变化率也不一定大；穿过一个平
面的磁通量的变化量大，磁通量不一定大，磁通量的变化率也不一定大；穿过一个平面的磁通量的变化
率大，磁通量和磁通量的变化量都不一定大。
（3）感应电动势 E的大小决定于穿过电路的磁通量的变化率 ，而与 的大小、 的大小没
有必然的联系，与电路的电阻 无关。
1.由法拉第电磁感应定律公式 E＝ 可知（　　）
A． 穿过线圈的磁通量 Φ越大，感应电动势 E一定越大
B． 穿过线圈的磁通量改变量 ΔΦ越大，感应电动势 E一定越大
C． 穿过线圈的磁通量变化率 越大，感应电动势 E一定越大
D． 穿过线圈的磁通量发生变化的时间 Δt越小，感应电动势 E一定越大
【答案】C
【解析】由法拉第电磁感应定律可知；E＝n，即 E与磁通量的变化率成正比，即电动势取决于磁通量
的变化快慢，故 C正确，A、B、D错误．
2.（多选）关于闭合电路中线圈的感应电动势 E、磁通量 Φ，磁通量的变化量 ΔΦ及磁通量的变化率 、
线圈的匝数 N之间的关系，下列说法中正确的是（　　）
A．Φ很大时，E一定很大
B．Φ＝0时，E可能最大
C． ＝0时，E一定等于 0
D．N越多，Φ一定很大，故 E也一定很大
【答案】BC
【解析】由法拉第电磁感应定律可知，闭合电路的感应电动势与磁通量的变化率成正比，与磁通量及磁
通量的变化大小无关， ＝0时，E一定等于 0，故 A错误，B、C正确，Φ＝BS，与匝数 N无关，故 D
错误；故选：B、C.
命题点二 公式 与 的区别和联系
1．区别
（1）研究对象不同： 的研究对象是一个回路； 的研究对象是在磁场中运动的一
段导体。
（2）适用范围不同： 具有普遍性，无论什么方式引起 Φ的变化都适用； 只适用
于一段导线切割磁感线的情况。
（3）条件不同： 不一定是匀强磁场； 中的 、 、 应取两两互相垂直的分量，可
采用投影的办法。
（4）物理意义不同： 求的是 时间内的平均感应电动势， 与某段时间或某个过程相对应；
求的是瞬时感应电动势， 与某个时刻或某个位置相对应。
2．联系
（1） 是由 在一定条件下推导出来的。
（2）只有 、 、 三者大小、方向均不变时，在出时间内的平均感应电动势才和它在任意时刻产生的
瞬时电动势相同。
（3）公式 中的 若代入 ，则求出的 为平均感应电动势。
例3.如图所示，两条平行虚线之间存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，虚线间的距离为l.金属圆环的
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