2020年高考物理一輪復(fù)習(xí)考點(diǎn)歸納專題10-電磁感應(yīng)附答案

1、2020年高考物理一輪復(fù)習(xí)考點(diǎn)歸納專題10電磁感應(yīng)目錄第一節(jié)電磁感應(yīng)現(xiàn)象楞次定律.1【基本概念、規(guī)律】.1【重要考點(diǎn)歸納】.2考點(diǎn)一電磁感應(yīng)現(xiàn)象的判斷.2考點(diǎn)二楞次定律的理解及應(yīng)用.2考點(diǎn)三“一定律三定則”的綜合應(yīng)用.3【思想方法與技巧】.3楞次定律推論的應(yīng)用.3第二節(jié)法拉第電磁感應(yīng)定律自感渦流.4【基本概念、規(guī)律】.4【重要考點(diǎn)歸納】.4考點(diǎn)一公式En/t的應(yīng)用.4考點(diǎn)二公式EBlv的應(yīng)用.5考點(diǎn)三自感現(xiàn)象的分析.6第三節(jié)電磁感應(yīng)中的電路和圖象問題.6【基本概念、規(guī)律】.6【重要考點(diǎn)歸納】.7考點(diǎn)一電磁感應(yīng)中的電路問題.7考點(diǎn)二電磁感應(yīng)中的圖象問題.7【思想方法與技巧】.8電磁感應(yīng)電路與圖象

2、的綜合問題.8第四節(jié)電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)和能量問題.8【基本概念、規(guī)律】.8【重要考點(diǎn)歸納】.9考點(diǎn)一電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問題分析.9考點(diǎn)二電磁感應(yīng)中的能量問題.9【思想方法與技巧】.10電磁感應(yīng)中的“雙桿”模型.10電磁感應(yīng)中的含容電路分析.10第一節(jié)電磁感應(yīng)現(xiàn)象楞次定律【基本概念、規(guī)律】一、磁通量1定義：在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，與磁場方向垂直的面積S和B的乘積2公式：BS.3單位：1Wb1_Tm2.4標(biāo)矢性：磁通量是標(biāo)量，但有正、負(fù)二、電磁感應(yīng)1電磁感應(yīng)現(xiàn)象當(dāng)穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化時(shí)，電路中有電流產(chǎn)生，這種現(xiàn)象稱為電磁感應(yīng)現(xiàn)象2產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件(1)電路閉合；(2)磁通量變化3能

3、量轉(zhuǎn)化發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象時(shí)，機(jī)械能或其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能特別提醒：無論回路是否閉合，只要穿過線圈平面的磁通量發(fā)生變化，線圈中就有感應(yīng)電動(dòng)勢產(chǎn)生三、感應(yīng)電流方向的判斷1楞次定律(1)內(nèi)容：感應(yīng)電流的磁場總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化(2)適用情況：所有的電磁感應(yīng)現(xiàn)象2右手定則(1)內(nèi)容：伸開右手，使拇指與其余四個(gè)手指垂直，并且都與手掌在同一個(gè)平面內(nèi)，讓磁感線從掌心進(jìn)入，并使拇指指向?qū)w運(yùn)動(dòng)的方向，這時(shí)四指所指的方向就是感應(yīng)電流的方向(2)適用情況：導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流【重要考點(diǎn)歸納】考點(diǎn)一電磁感應(yīng)現(xiàn)象的判斷1.判斷電路中能否產(chǎn)生感應(yīng)電流的一般流程：2.判斷能否產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，關(guān)鍵是看

4、回路的磁通量是否發(fā)生了變化磁通量的變化量21有多種形式，主要有：(1)S、不變，B改變，這時(shí)BSsin；(2)B、不變，S改變，這時(shí)SBsin；(3)B、S不變，改變，這時(shí)BS(sin2sin1)考點(diǎn)二楞次定律的理解及應(yīng)用1楞次定律中“阻礙”的含義2應(yīng)用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向的步驟考點(diǎn)三“一定律三定則”的綜合應(yīng)用1“三個(gè)定則與一個(gè)定律”的比較名稱電流的磁效應(yīng)磁場對電流的作用電磁感應(yīng)基本現(xiàn)象運(yùn)動(dòng)電荷、電流產(chǎn)生磁場磁場對運(yùn)動(dòng)電荷、電流有作用力部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)閉合回路磁通量變化應(yīng)用的定則或定律安培定則左手定則右手定則楞次定律2.應(yīng)用技巧無論是“安培力”還是“洛倫茲力”，只要是涉及磁力都用左

5、手判斷“電生磁”或“磁生電”均用右手判斷【思想方法與技巧】楞次定律推論的應(yīng)用楞次定律中“阻礙”的含義可以理解為感應(yīng)電流的效果總是阻礙產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因，推論如下：(1)阻礙原磁通量的變化“增反減同”；(2)阻礙相對運(yùn)動(dòng)“來拒去留”；(3)使線圈面積有擴(kuò)大或縮小的趨勢“增縮減擴(kuò)”；(2)公式：En(2)表達(dá)式：EL.(2)感應(yīng)電流與感應(yīng)電動(dòng)勢的關(guān)系：遵循閉合電路歐姆定律，即I.(4)阻礙原電流的變化(自感現(xiàn)象)“增反減同”第二節(jié)法拉第電磁感應(yīng)定律自感渦流【基本概念、規(guī)律】一、法拉第電磁感應(yīng)定律1感應(yīng)電動(dòng)勢(1)感應(yīng)電動(dòng)勢：在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的那部分導(dǎo)體就相當(dāng)于電源，導(dǎo)體的

6、電阻相當(dāng)于電源內(nèi)阻ERr2法拉第電磁感應(yīng)定律(1)內(nèi)容：閉合電路中感應(yīng)電動(dòng)勢的大小，跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比t，n為線圈匝數(shù)3導(dǎo)體切割磁感線的情形(1)若B、l、v相互垂直，則EBlv.(2)若Bl，lv，v與B夾角為，則EBlvsin_.二、自感與渦流1自感現(xiàn)象(1)概念：由于導(dǎo)體本身的電流變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象稱為自感，由于自感而產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢叫做自感電動(dòng)勢It(3)自感系數(shù)L的影響因素：與線圈的大小、形狀、匝數(shù)以及是否有鐵芯有關(guān)2渦流當(dāng)線圈中的電流發(fā)生變化時(shí)，在它附近的任何導(dǎo)體中都會(huì)產(chǎn)生像水的旋渦狀的感應(yīng)電流(1)電磁阻尼：當(dāng)導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)，感應(yīng)電流會(huì)使導(dǎo)體受到安培力

7、，安培力的方向總是阻礙導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)(2)電磁驅(qū)動(dòng)：如果磁場相對于導(dǎo)體轉(zhuǎn)動(dòng)，在導(dǎo)體中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，使導(dǎo)體受到安培力作用，安培力使導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)起來交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)就是利用電磁驅(qū)動(dòng)的原理工作的【重要考點(diǎn)歸納】考點(diǎn)一公式En/t的應(yīng)用1感應(yīng)電動(dòng)勢大小的決定因素(1)感應(yīng)電動(dòng)勢的大小由穿過閉合電路的磁通量的變化率(2)當(dāng)僅由B引起時(shí)，則En；當(dāng)僅由S引起時(shí)，則Ent.2磁通量的變化率(1)公式En(2)利用公式EnS(3)通過回路截面的電荷量q僅與n、和回路電阻R有關(guān)，與時(shí)間長短無關(guān)推導(dǎo)如下：qItt.t和線圈的匝數(shù)共同決定，而與磁通量、磁通量的變化量的大小沒有必然聯(lián)系SBBStt是t圖象上某點(diǎn)切線的斜率3.

8、應(yīng)用電磁感應(yīng)定律應(yīng)注意的三個(gè)問題t求解的是一個(gè)回路中某段時(shí)間內(nèi)的平均電動(dòng)勢，在磁通量均勻變化時(shí)，瞬時(shí)值才等于平均值Bt求感應(yīng)電動(dòng)勢時(shí)，S為線圈在磁場范圍內(nèi)的有效面積ntRnR考點(diǎn)二公式EBlv的應(yīng)用1使用條件本公式是在一定條件下得出的，除了磁場是勻強(qiáng)磁場外，還需B、l、v三者相互垂直實(shí)際問題中當(dāng)它們不相互垂直時(shí)，應(yīng)取垂直的分量進(jìn)行計(jì)算，公式可為EBlvsin，為B與v方向間的夾角2使用范圍導(dǎo)體平動(dòng)切割磁感線時(shí)，若v為平均速度，則E為平均感應(yīng)電動(dòng)勢，即EBlv.若v為瞬時(shí)速度，則E為相應(yīng)的瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢3有效性公式中的l為有效切割長度，即導(dǎo)體與v垂直的方向上的投影長度例如，求下圖中MN兩點(diǎn)間的電

9、動(dòng)勢時(shí)，有效長度分別為甲圖：lcdsin.乙圖：沿v1方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，lMN；沿v2方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，l0.丙圖：沿v1方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，l2R；沿v2方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，l0；沿v3方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，lR.4相對性EBlv中的速度v是相對于磁場的速度，若磁場也運(yùn)動(dòng)，應(yīng)注意速度間的相對關(guān)系5.感應(yīng)電動(dòng)勢兩個(gè)公式的比較公式導(dǎo)體適用意義Ent一個(gè)回路普遍適用常用于求平均電動(dòng)勢EBlv一段導(dǎo)體導(dǎo)體切割磁感線既可求平均值也可求瞬時(shí)值聯(lián)系本質(zhì)上是統(tǒng)一的但是，當(dāng)導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，用EBlv求E比較方便；當(dāng)穿過電路的磁通量發(fā)生變化時(shí)，用Ent求E比較方便考點(diǎn)三自感現(xiàn)象的分析1自感現(xiàn)象“阻礙”作用的理解(1)流過線圈的電流增加時(shí)，線

10、圈中產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢與電流方向相反，阻礙電流的增加，使其緩慢地增加(2)流過線圈的電流減小時(shí)，線圈中產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢與電流方向相同，阻礙電流的減小，使其緩慢地減小2自感現(xiàn)象的四個(gè)特點(diǎn)(1)自感電動(dòng)勢總是阻礙導(dǎo)體中原電流的變化(2)通過線圈中的電流不能發(fā)生突變，只能緩慢變化(3)電流穩(wěn)定時(shí)，自感線圈就相當(dāng)于普通導(dǎo)體(4)線圈的自感系數(shù)越大，自感現(xiàn)象越明顯，自感電動(dòng)勢只是延緩了過程的進(jìn)行，但它不能使過程停止，更不能使過程反向3自感現(xiàn)象中的能量轉(zhuǎn)化通電自感中，電能轉(zhuǎn)化為磁場能；斷電自感中，磁場能轉(zhuǎn)化為電能4.分析自感現(xiàn)象的兩點(diǎn)注意(1)通過自感線圈中的電流不能發(fā)生突變，即通電過程，線圈中電流逐漸變大

11、，斷電過程，線圈中電流逐漸變小，方向不變此時(shí)線圈可等效為“電源”，該“電源”與其他電路元件形成回路(2)斷電自感現(xiàn)象中燈泡是否“閃亮”問題的判斷，在于對電流大小的分析，若斷電后通過燈泡的電流比原來強(qiáng)，則燈泡先閃亮后再慢慢熄滅第三節(jié)電磁感應(yīng)中的電路和圖象問題【基本概念、規(guī)律】一、電磁感應(yīng)中的電路問題1內(nèi)電路和外電路(1)確定等效電源，利用En(1)電動(dòng)勢：EBlv或En.(2)路端電壓：UIRR.(1)切割磁感線運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體或磁通量發(fā)生變化的線圈都相當(dāng)于電源(2)該部分導(dǎo)體的電阻或線圈的電阻相當(dāng)于電源的內(nèi)阻，其余部分是外電阻2電源電動(dòng)勢和路端電壓tERr二、電磁感應(yīng)中的圖象問題1圖象類型(1)隨時(shí)

12、間t變化的圖象如Bt圖象、t圖象、Et圖象和it圖象(2)隨位移x變化的圖象如Ex圖象和ix圖象2問題類型(1)由給定的電磁感應(yīng)過程判斷或畫出正確的圖象(2)由給定的有關(guān)圖象分析電磁感應(yīng)過程，求解相應(yīng)的物理量(3)利用給出的圖象判斷或畫出新的圖象【重要考點(diǎn)歸納】考點(diǎn)一電磁感應(yīng)中的電路問題1對電源的理解：在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的那部分導(dǎo)體就是電源，如切割磁感線的導(dǎo)體棒、有磁通量變化的線圈等這種電源將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能2對電路的理解：內(nèi)電路是切割磁感線的導(dǎo)體或磁通量發(fā)生變化的線圈，外電路由電阻、電容等電學(xué)元件組成3解決電磁感應(yīng)中電路問題的一般思路：t或EBlvsin求感應(yīng)電動(dòng)勢的大小

13、，利用右手定則或楞次定律判斷電流方向(2)分析電路結(jié)構(gòu)(內(nèi)、外電路及外電路的串、并聯(lián)關(guān)系)，畫出等效電路圖(3)利用電路規(guī)律求解主要應(yīng)用歐姆定律及串、并聯(lián)電路的基本性質(zhì)等列方程求解4.(1)對等效于電源的導(dǎo)體或線圈，兩端的電壓一般不等于感應(yīng)電動(dòng)勢，只有在其電阻不計(jì)時(shí)才相等(2)沿等效電源中感應(yīng)電流的方向，電勢逐漸升高考點(diǎn)二電磁感應(yīng)中的圖象問題1題型特點(diǎn)一般可把圖象問題分為三類：(1)由給定的電磁感應(yīng)過程選出或畫出正確的圖象；(2)由給定的有關(guān)圖象分析電磁感應(yīng)過程，求解相應(yīng)的物理量；(3)根據(jù)圖象定量計(jì)算2解題關(guān)鍵弄清初始條件，正負(fù)方向的對應(yīng)，變化范圍，所研究物理量的函數(shù)表達(dá)式，進(jìn)、出磁場的轉(zhuǎn)折

14、點(diǎn)是解決問題的關(guān)鍵3解決圖象問題的一般步驟(1)明確圖象的種類，即是Bt圖象還是t圖象，或者是Et圖象、It圖象等；(2)分析電磁感應(yīng)的具體過程；(3)用右手定則或楞次定律確定方向?qū)?yīng)關(guān)系；(4)結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、牛頓運(yùn)動(dòng)定律等規(guī)律寫出函數(shù)關(guān)系式；(5)根據(jù)函數(shù)關(guān)系式，進(jìn)行數(shù)學(xué)分析，如分析斜率的變化、截距等；(6)畫出圖象或判斷圖象4.解決圖象類選擇題的最簡方法分類排除法首先對題中給出的四個(gè)圖象根據(jù)大小或方向變化特點(diǎn)分類，然后定性地分析電磁感應(yīng)過程中物理量的變化趨勢(增大還是減小)、變化快慢(均勻變化還是非均勻變化)，特別是用物理量的方向，排除錯(cuò)誤選項(xiàng)，此法最簡捷、最有效【思想

15、方法與技巧】電磁感應(yīng)電路與圖象的綜合問題解決電路與圖象綜合問題的思路(1)電路分析弄清電路結(jié)構(gòu)，畫出等效電路圖，明確計(jì)算電動(dòng)勢的公式(2)圖象分析弄清圖象所揭示的物理規(guī)律或物理量間的函數(shù)關(guān)系；挖掘圖象中的隱含條件，明確有關(guān)圖線所包圍的面積、圖線的斜率(或其絕對值)、截距所表示的物理意義(3)定量計(jì)算運(yùn)用有關(guān)物理概念、公式、定理和定律列式計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢：EBlvFE第四節(jié)電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)和能量問題【基本概念、規(guī)律】一、電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的動(dòng)力學(xué)問題1安培力的大小安培力公式：FBIlB2l2vR感應(yīng)電流：IR2安培力的方向(1)先用右手定則判定感應(yīng)電流方向，再用左手定則判定安培力方向(2)根據(jù)楞次定

16、律，安培力的方向一定和導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)方向相反二、電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化1過程分析(1)電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生感應(yīng)電流的過程，實(shí)質(zhì)上是能量的轉(zhuǎn)化過程(2)感應(yīng)電流在磁場中受安培力，若安培力做負(fù)功，則其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能；若安培力做正功，則電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能(3)當(dāng)感應(yīng)電流通過用電器時(shí)，電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能2安培力做功和電能變化的對應(yīng)關(guān)系“外力”克服安培力做多少功，就有多少其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能；安培力做多少功，就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能【重要考點(diǎn)歸納】考點(diǎn)一電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問題分析1導(dǎo)體的平衡態(tài)靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)處理方法：根據(jù)平衡條件(合外力等于零)列式分析2導(dǎo)體的非平衡態(tài)加

17、速度不為零處理方法：根據(jù)牛頓第二定律進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析或結(jié)合功能關(guān)系分析3.分析電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問題的一般思路(1)先進(jìn)行“源”的分析分離出電路中由電磁感應(yīng)所產(chǎn)生的電源，求出電源參數(shù)E和r；(2)再進(jìn)行“路”的分析分析電路結(jié)構(gòu)，弄清串、并聯(lián)關(guān)系，求出相關(guān)部分的電流大小，以便求解安培力；(3)然后是“力”的分析分析研究對象(常是金屬桿、導(dǎo)體線圈等)的受力情況，尤其注意其所受的安培力；(4)最后進(jìn)行“運(yùn)動(dòng)”狀態(tài)的分析根據(jù)力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，判斷出正確的運(yùn)動(dòng)模型考點(diǎn)二電磁感應(yīng)中的能量問題1電磁感應(yīng)過程的實(shí)質(zhì)是不同形式的能量轉(zhuǎn)化的過程，而能量的轉(zhuǎn)化是通過安培力做功的形式實(shí)現(xiàn)的，安培力做功的過程，是電能轉(zhuǎn)化為其

18、他形式能的過程，外力克服安培力做功，則是其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的過程2能量轉(zhuǎn)化及焦耳熱的求法(1)能量轉(zhuǎn)化(2)求解焦耳熱Q的三種方法2.(1)電容器的充電電流用IQCU3.在解決電磁感應(yīng)中的能量問題時(shí)，首先進(jìn)行受力分析，判斷各力做功和能量轉(zhuǎn)化情況，再利用功能關(guān)系或能量守恒定律列式求解【思想方法與技巧】電磁感應(yīng)中的“雙桿”模型1模型分類“雙桿”模型分為兩類：一類是“一動(dòng)一靜”，甲桿靜止不動(dòng)，乙桿運(yùn)動(dòng)，其實(shí)質(zhì)是單桿問題，不過要注意問題包含著一個(gè)條件：甲桿靜止、受力平衡另一種情況是兩桿都在運(yùn)動(dòng)，對于這種情況，要注意兩桿切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢是相加還是相減2分析方法通過受力分析，確定運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，一般會(huì)有收尾狀態(tài)對于收尾狀態(tài)則有恒定的速度或者加速度等，再結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律、牛頓運(yùn)動(dòng)定律和能量觀點(diǎn)分析求解3.分析“雙桿”模型問題時(shí)，要注意雙桿之間的制約關(guān)系