2025版高考物理一轮总复习考点突破训练题第12章电磁感应第30讲法拉第电磁感应定律自感和涡流考点1法拉第电磁感应定律的理解及应用

这是一份2025版高考物理一轮总复习考点突破训练题第12章电磁感应第30讲法拉第电磁感应定律自感和涡流考点1法拉第电磁感应定律的理解及应用，共3页。试卷主要包含了感应电动势方向的确定，法拉第电磁感应定律的理解等内容，欢迎下载使用。
1．感应电动势方向的确定
(1)把产生感应电动势的那部分电路或导体当作电源的内电路，那部分导体相当于电源。
(2)感应电动势的方向与电源内部电流的方向一致，电源内部电流的方向是由负极(低电势)流向正极(高电势)。
(3)若电路是不闭合的，则先假设有电流通过，然后应用楞次定律或右手定则判断出电流的方向，从而确定电动势的方向，电源正负极。
2．法拉第电磁感应定律的理解
(1)感应电动势的大小由线圈的匝数n和穿过线圈的磁通量的变化率eq \f(ΔΦ,Δt)共同决定，而与磁通量Φ的大小、变化量ΔΦ的大小没有必然联系。
(2)磁通量的变化率eq \f(ΔΦ,Δt)对应Φ－t图线上某点切线的斜率。
(3)公式E＝neq \f(ΔΦ,Δt)求解的是一个回路中某段时间的平均电动势，在磁通量均匀变化时，瞬时值才等于平均值。
3．应用法拉第电磁感应定律的三种情况
(1)磁通量的变化是由有效面积变化引起时，ΔΦ＝B·ΔS，则E＝neq \f(BΔS,Δt)；
(2)磁通量的变化是由磁场变化引起时，ΔΦ＝S·ΔB，则E＝neq \f(SΔB,Δt)；
(3)磁通量的变化是由有效面积和磁场共同变化引起时，则根据定义，ΔΦ＝Φ末－Φ初，E＝neq \f(B2S2－B1S1,Δt)≠neq \f(ΔBΔS,Δt)。
特别提醒：以上三种情况都只有在B⊥S时才适用。
[解析] (1)根据法拉第电磁感应定律有E＝eq \f(l2,2)·eq \f(ΔB,Δt)＝eq \f(kl2,2)。
(2)由图可知线框受到的安培力为FA＝eq \f(kl3,2R)·kt
当线框开始向上运动时有mg＝FA
解得t0＝eq \f(mg·2R,k2l3)。
[答案] (1)eq \f(kl2,2) (2)eq \f(mg·2R,k2l3)
【跟踪训练】
(2022·河北卷)将一根绝缘硬质细导线顺次绕成如图所示的线圈，其中大圆面积为S1，小圆面积均为S2，垂直线圈平面方向有一随时间t变化的磁场，磁感应强度大小B＝B0＋kt，B0和k均为常量，则线圈中总的感应电动势大小为( D )
A．kS1 B．5kS2
C．k(S1－5S2) D．k(S1＋5S2)
[解析] 由法拉第电磁感应定律可得大圆线圈产生的感应电动势E1＝eq \f(ΔΦ1,Δt)＝eq \f(ΔB·S1,Δt)＝kS1，每个小圆线圈产生的感应电动势E2＝eq \f(ΔΦ2,Δt)＝kS2，由线圈的绕线方式和楞次定律可得大、小圆线圈产生的感应电动势方向相同，故线圈中总的感应电动势大小为E＝E1＋5E2＝k(S1＋5S2)，故D正确，A、B、C错误。故选D。
(2024·贵州铜仁月考)如图甲所示，一金属线圈的横截面积为S，匝数为n。t＝0时刻，磁场平行于线圈轴线向左穿过线圈，其磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示。则线圈两端a和b之间的电势差Uab( C )
A．在t＝0时刻，Uab＝eq \f(nB0S,t2)
B．在t＝t1时刻，Uab＝0
C．从0～t2这段时间，Uab＝－eq \f(nB0S,t1)
D．从0～t2这段时间，Uab＝eq \f(nB0S,t2)
[解析] 由题图乙可知，磁感应强度在0～t1时间内均匀减小，由法拉第电磁感应定律可知E＝neq \f(ΔΦ,Δt)＝neq \f(ΔBS,Δt)＝neq \f(B0S,t1)，由楞次定律可知线圈中感应电流方向从a到b，则Uab＝－E＝－neq \f(B0S,t1)，t1～t2时间内磁感应强度变化率与0～t1时间内的相同，则在0～t2时间内a、b两端电势差不变，故A、B、D错误，C正确。