高考物理學(xué)案第10單元電磁感應(yīng)

第10單元電磁感應(yīng)

高考縱覽

2014年2015年2016年2017年高考基礎(chǔ)要求

高考熱點統(tǒng)計要求及

IIIIIIIIIIIIIIIIII冷山'統(tǒng)計

電磁感應(yīng)現(xiàn)象I14182015自感、渦流

磁通量I192518(I)

法拉第電磁感

、

應(yīng)定律II18251.524202125182015

楞次定律II25192420252015高考可于自

考查屬于冷

點，一般不

1.高考著重考查的知識點有：甩磁感應(yīng)現(xiàn)象、產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件、

單獨出題.

楞次定律、法拉第電磁感應(yīng)定律.

可以與物理

2.從近年來高考命題趨勢看,結(jié)合圖像綜合考查楞次定律和電磁感

考情分析學(xué)史結(jié)合考

應(yīng)定律的應(yīng)用為選擇題的命題熱點；以導(dǎo)軌+導(dǎo)體棒模型為載體，以

杳電磁感應(yīng)

近代科技、生活實際為背景，考查電磁感應(yīng)規(guī)律與力學(xué)、電路知識

現(xiàn)象.如

的綜合應(yīng)用,是計算題(或選擇題)的命題熱點.

2015年全國

卷I第19

題.

第26講電磁感應(yīng)現(xiàn)象、楞次定律

教材知識梳理

一回扣教材對點檢測一

一、磁通量

[6^

(D施義:磁感應(yīng)強度《與垂直于磁場方向的面積S的.

(2)公式：(p=(419;單位:韋伯(Wb).

(3)矢標性:磁通量是，但有正負.

2.磁通量的變化量：A①二..

A①

3.磁通量的變化率(磁通量變化的快慢)：與所用時間的比值，即右，與線圈的匝數(shù)

無關(guān).

二、電磁感應(yīng)現(xiàn)象

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，電路中有產(chǎn)生的現(xiàn)象.

2.產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件

(1)閉合電路；(2)發(fā)生變化.

三、感應(yīng)電流的方向

1.楞次定律:感應(yīng)電流的磁場總要引起感應(yīng)電流的的變化.適用于一切電

磁感應(yīng)現(xiàn)象.

2手定則’:伸開右手，使拇指與其余四個手指垂直，并且都與手掌在同一個平面內(nèi)；讓磁感

線從掌心進入，并使拇指指向的方向，這時四指所指方向就是感應(yīng)電流的方向.適用

于判斷導(dǎo)線時感應(yīng)電流的方向.

【思維辨析】

(1)閉合電路內(nèi)只要有磁通量,就有感應(yīng)電流產(chǎn)生.()

(2)穿過線圈的磁通量和線圈的匝數(shù)無關(guān).()

(3)線框不閉合時，，即使穿過線框的磁通量發(fā)生變化，線框中也沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生.()

(4)當(dāng)導(dǎo)體切割磁感線時，一定產(chǎn)生感應(yīng)電動勢.()

(5)由楞次定律知,感應(yīng)電流的磁場一定與引起感應(yīng)電流H勺磁場方向相反.()

(6)磁通量變化量越大，感應(yīng)電動勢越大.()

(7)自感現(xiàn)象是電磁感應(yīng)現(xiàn)象的應(yīng)用.()

考點互動探究

???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????

一不同考點不同講法一

?？键c一電磁感應(yīng)現(xiàn)象的理解與判斷

1.磁通晟發(fā)生變化的三種常見情況

(1)磁場強弱不變，回路面積改變.

(2)回路面積不變，磁場強弱改變.

(3)I可路面積和磁場強弱均不變，但二者的相對位置發(fā)生改變.

2.判斷是否產(chǎn)生感應(yīng)電流的流程

(D確定研究的回路.

(2)弄清楚回路內(nèi)的磁場分布，并確定穿過該回路的磁通量①.

(3)①不變無感應(yīng)電流

［不閉合，無感應(yīng)電流，但有感應(yīng)電動勢

①變化-I向路閉合，有感應(yīng)電流

例1［2017令國卷I］掃描隧道顯微鏡(STM)可用來探測樣品表面原子尺度上的形貌.為了

有效隔離外界振動對STM的擾動，在圓底盤周邊沿其徑向?qū)ΨQ地安裝若干對紫銅薄板，并施

加磁場來快速衰減其微小振動,如圖261所示.無擾動時,按下列四種方案對紫銅薄板施加恒

磁場；出現(xiàn)擾動后，對于紫銅薄板上下及左右振動的衰減最有效的方案是圖262中的

()

ST!、?描頭j

rrn可加吵區(qū)

111工11廠彳

.宜

.銅|?板/

圖261

—』日

ABCI)

圖262

變式題1圖263中能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()

通人增大的、與線

圈平面平徨的電流XXXfix

[Tx^x

I史IX

~vXXXX

D

圖263

度式題2利用所學(xué)物理知識，可以初步了解常用的公交一卡通(IC卡)的工作原理及相關(guān)問

題.IC卡內(nèi)部有一個由電感線圈L和電容器C構(gòu)成的￡C振蕩電路,公交卡上的讀卡機(刷卡

時“滴”的響一聲的機器)向外發(fā)射某一特定頻率的電磁波.刷卡時，IC卡內(nèi)的線圈￡中產(chǎn)生

感應(yīng)電流，給電容器C充電，達到一定的電壓后，驅(qū)動卡內(nèi)芯片進行數(shù)據(jù)處理和傳輸.下列說

法正確的是()

A.IC卡工作所需要的能量來源于卡內(nèi)的電池

B.僅當(dāng)讀卡機發(fā)射該特定頻率的電磁波時，IC卡才能有效工作

C.若讀卡機發(fā)射的電磁波偏離該特定頻率，則線圈L中不會產(chǎn)七感應(yīng)電流

D.IC卡只能接受讀卡機發(fā)射的電磁波,而不能向讀卡機傳輸自身的數(shù)據(jù)信息

◎考點二楞次定律的理解與應(yīng)用

考向一應(yīng)用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向的“四步法”

一

原

，

二

變

，

三

感

，

四

電

流

例2［2017?全國卷HI］如圖264所示,在方向垂直于紙面向里的勻強磁場中有一U形金屬

導(dǎo)軌,導(dǎo)軌平面與磁場垂直.金屬桿/?置于導(dǎo)軌上并與導(dǎo)軌形成閉合回路必況V,一圓環(huán)形金

屬線框7位于回路圍成的區(qū)域內(nèi)，線框與導(dǎo)軌共面.現(xiàn)讓金屬桿突然向右運動，在運動開始

的瞬間，關(guān)于感應(yīng)電流的方向，下列說法正確的是()

圖264

A.4WS中沿順時針方向，r中沿逆時針方向

B.中沿順時針方向，:中沿順時針方向

C.修胎中沿逆時針方向，7中沿逆時針方向

D/0"S中沿逆時針方向，『中沿順時針方向

變式題［2017?哈爾濱六中二模］如圖265所示,?圓形金屬環(huán)與兩固定的平行長直導(dǎo)線在

同一豎直平面內(nèi)，環(huán)的圓心與兩導(dǎo)線距離相等,環(huán)的直徑小于兩導(dǎo)線間距.兩導(dǎo)線中通有大小

相等、方向均向下的恒定電流，則()

圖265

A.金屬環(huán)向上運動時,環(huán)上的感應(yīng)電流方向為順時針

B.金屬環(huán)向下運動時,環(huán)上的感應(yīng)電流方向為順時針

C.金屬環(huán)向左側(cè)直導(dǎo)線靠近時，環(huán)上的感應(yīng)電流方向為逆時針

D.金屬環(huán)向右側(cè)直導(dǎo)線靠近時,環(huán)上的感應(yīng)電流方向為逆時針

■方法技巧.......................................

楞次定律中“阻礙”的含義

感應(yīng)電流的磁場阻礙引起感應(yīng)電流的磁場(原

誰阻礙誰

IIf磁場》的磁通貴的變化

阻礙什么-*阻礙的是磁通域的變化,而不是對礙磁通址本身

當(dāng)磁通心增加時，感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場

如何阻礙f的方向相反，當(dāng)磁通盤減小時，感應(yīng)電流的磁場

方向與原磁場的方向相同，即“增反減同”

阻礙并不是阻止，只是延緩了磁通量的變化，這

阻礙效果

II-種變化將維續(xù)進行

考向二利用楞次定律的推論速解電磁感應(yīng)問題

電磁感應(yīng)現(xiàn)象中因果相對的美系恰好反映了自然界的這種對立統(tǒng)一規(guī)律，對楞次定律中

“阻礙”的含義可以推廣為感應(yīng)電流的“效果”總是阻礙產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因，可.由以卜四

種方式呈現(xiàn)：

(1)阻礙磁通量的變化，即“增反減同”.

(2)阻礙相對運動，即“來拒去留”.

(3)使線圈面積有擴大或縮小的趨勢，即“增縮減擴”.

(4)阻礙原電流的變化(自感現(xiàn)象)，即“增反減同”.

例3如圖266所示,光滑固定導(dǎo)軌機N水平放置,兩根導(dǎo)體棒A。平行放置在導(dǎo)軌上,形成

一個閉合回路，當(dāng)一條形磁鐵從高處下落接近回路時(重力加速度為g)()

圖266

A.P、。將互相靠攏B.P、0將互相遠離

C.磁鐵的加速度仍為gD.磁鐵的加速度大于g

變式題［2017?上海靜安質(zhì)檢］如圖267所示，在同一水平面內(nèi)有兩根光滑平行金屬導(dǎo)軌,腑

和PQ,在兩導(dǎo)軌之間豎直放置通電螺線管，f訪和cd是放在導(dǎo)軌上的兩根金屬棒，它們分別放

在螺線管的左、右兩側(cè)，俁持開關(guān)閉合,最初兩金屬棒處于靜止狀態(tài).當(dāng)滑動變阻器的滑片向

左滑動時，兩根金屬棒與導(dǎo)軌構(gòu)成的回路中感應(yīng)電流方向(俯視圖)及四、cd兩棒的運動情

況是()

圖267

A.感應(yīng)電流為順時針方向：兩棒相互靠近

B.感應(yīng)電流為順時針方向:兩棒相互遠離

C.感應(yīng)電流為逆時針方向:兩棒相互靠近

D.感應(yīng)電流為逆時針方向：兩棒相互遠離

?？键c三左手定則、右手定則、楞次定律、安培定則

1.規(guī)律比較

名稱基本現(xiàn)象因果關(guān)系應(yīng)用嘴則或定

電流的磁效應(yīng)運動電荷、電流產(chǎn)生磁場因電生磁安培定則

洛倫茲力、安培磁場對運動電荷、電流有因電受力左手定則

力作用力

部分導(dǎo)體做切割磁感線運

因磁生電右手定則

電磁感應(yīng)動

閉合回路磁通豉變化因磁生電楞次定律

2.相互聯(lián)系

(D應(yīng)用楞次定律時,一般要用到安培定則.

(2)研究感應(yīng)電流受到的安培力，一般先用右手定則確定電流方向，再用左手定則確定安培力

的方向，有時也可以直接應(yīng)用楞次定律的推論確定.

例4(多選)如圖268所示,水平放置的兩條光滑的金屬軌道上有可自由移動的金屬棒掰、

MN,4V的左邊有一閉合電路.當(dāng)圖在一外力的作用下運動時，朗V向右運動，則”所做的運動

可能是()

圖268

A.向右加速運動B.向左加速運動

C.向右減速運動D.向左減速運動

變式題(多選)如圖269所示裝置中，cd金屬桿原來靜止.當(dāng)他桿做如下哪些運動時，cd金屬

桿將向右移動()

圖269

A.向右勻速運動B.向右加速運動

C.向左加速運動D.向左減速運動

■方法技巧.......................................

左、右手定則巧區(qū)分

(1)右手定則與左手定則的區(qū)別:抓住“因果關(guān)系”才能無誤，“因動而電”一一用右手；“因

電而動”一一用左手.

(2)左手定則和右手定則很容易混淆，為了便于區(qū)分，可把兩個定則簡單地總結(jié)為“通電受力

用左手,運動生電用右手”.

第27講法拉第電磁感應(yīng)定律、自感和渦流

教材知識梳理

?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????

一回扣教材對點檢測一

一、法拉第電磁感應(yīng)定律

1.感應(yīng)電動勢

(D定義:在中產(chǎn)生的電動勢.

(2)產(chǎn)生條件:穿過回路的發(fā)生改變，與電路是否閉合無關(guān).

(3)方向判斷:感應(yīng)電動勢的方向用或判斷.

2.法拉第電磁感應(yīng)定律

(1)內(nèi)容:感應(yīng)電動勢的大小跟穿過這一回路的成正比.

(2)公式:E=.

二、自感和渦流

1.自感現(xiàn)象

⑴由于導(dǎo)體本身的電流發(fā)生變化時而產(chǎn)生的現(xiàn)象.由于自感而產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢

叫作自感電動勢.

(2)自感電動勢生.

(3)自感系數(shù)/與線圈的大小、形狀、圈數(shù)、是否有鐵芯等有關(guān),單位是.

2.渦流:塊狀金屬在磁場內(nèi)運動，或者處在變化的磁場中，金屬塊內(nèi)部會產(chǎn)生感應(yīng)電流，這種

電流在整塊金屬內(nèi)部自成閉合回路，叫作

【思維辨析】

(D穿過線圈的磁通量越尢產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢越大.()

(2)穿過線圈的磁通量變化越大,產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢越大.()

(3)穿過線圈的磁通量變化越快,產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢越大.()

(4)線圈匝數(shù)〃越多，磁通量越大,產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢也越大.()

(5)對于同一線圈，電流變化越快,線圈中的自感電動勢越大.()

(6)自感電動勢阻礙電流的變化，但不能阻止電流的變化.()

考點互動探究

????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????

一不同考點不同講法一

?？键c一法拉第電磁感應(yīng)定律的理解和應(yīng)用

1.法拉第電磁感應(yīng)定律的理解

A①

(D感應(yīng)電動勢的大小由線圈的匝數(shù)和穿過線圈的磁通量的變化率后■共同決定，而與磁通量

S的大小、變化量△3的大小沒有必然聯(lián)系.

A①

(2)磁通量的變化率△￡對應(yīng)06圖線上某點切線的斜率.

2.應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律的三種情況

(D磁通量的變化是由面積變化引起時，△CD=B?

SAB

(2)磁通量的變化是由磁場變化引起時，△①;S?△氏則At；

⑶磁通量的變化是由面積和磁場共同變化引起時，則根據(jù)定義，A①二j①末①初

IB2s2-8品||ABAS|

H71

/,E=n及----------At.

例1[2015?重慶卷]圖271為無線充電技術(shù)中使用的受電線圈示意圖，線圈匝數(shù)為面積

為S.若在△到友時間內(nèi)，勻強磁場平行于線圈軸線向右穿過線圈，其磁感應(yīng)強度大小由笈均

勻增加到幾則該段時間線圈兩端a和6之間的電勢差凡九()

圖271

nS(B2-BQ

A.恒為f2-fl

nS(B2-BQ

B.從()均勻變化到f2-ci

nS(B2-BQ

c.恒為b-G

nS(^B2-B1)

D.從0均勻變化到b-G

變式題［2017?合肥-中段考］在半徑為八電阻為斤的圓形導(dǎo)線框內(nèi)，以直徑為界，左、右

兩側(cè)分別存在著方向如圖272甲所示的勻強磁場，以垂直于紙面向外為磁場的正方向，兩部

分磁場的磁感應(yīng)強度8隨時間t的變化規(guī)律分別如圖乙所示，則OY。時間內(nèi)，導(dǎo)線框中

()

A.感應(yīng)電流方向為順時針B.感應(yīng)電流方向為逆時針

2

3兀//2nrBQ

。?感應(yīng)電流大小為——■

C.感應(yīng)電流大小為“R

■方法技巧.......................................

應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律應(yīng)注意的三個問題

（1）公式后力且求解的是一個回路中某段時間內(nèi)的平均感應(yīng)電動勢,在磁通量均勻變化時，瞬

時值才等于平均值.

（2）利用公式力求感應(yīng)電動勢時，S為線圈在磁場范圍內(nèi)的有效面積.

O考點二導(dǎo)體棒切割磁感線引起的感應(yīng)電動勢的計算物理題根

例2（多選）［2017嚏國卷M］兩條平行虛線間存在一勻強磁場，磁感應(yīng)強度方向與紙面垂直.

邊長為0.1m、總電阻為G.005Q的正方形導(dǎo)線框aAd位于紙面內(nèi)，cd邊與磁場邊界平行,

如圖273甲所示.已知導(dǎo)線框一直向右做勻速直線運動，c〃邊于i=O時刻進入磁場.線框中感

應(yīng)電動勢隨時間變化的圖線如圖乙所示（感應(yīng)電流的方向為順時針時，感應(yīng)電動勢取正）.下

列說法正確的是（）

bc

甲乙

圖273

A.磁感應(yīng)強度的大小為0.5T

B.導(dǎo)線框運動速度的大小為0.5m/s

C.磁感應(yīng)強度的方向垂直于紙面向外

D.在￡4).4s至7).6s這段時間內(nèi)，導(dǎo)線框所受的安培力大小為0.1N

■題根分析.......................................

分析導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢時應(yīng)注意，一是導(dǎo)體棒切割磁感線有平動切割和轉(zhuǎn)

動切割兩種，二是要將其與根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律計算的感應(yīng)電動勢區(qū)別開.

(1)￡必加的三個特性

①正交性:本公式要求磁場為勻強磁場，而且反/、P三者互相垂直.

②有效性:公式中的1為導(dǎo)體棒切割磁感線的有效長度.圖274中，導(dǎo)體棒的有效長度為ab

間的距離.

XX/XXXXXX

xZqxxx/xX，xJGXX

X因XXxtxvx乂}XX

XX6XXXX漢XX

圖274

③相對性:/二4八，中的速度v是導(dǎo)體棒相對磁場的速度，若磁場也在運動,應(yīng)注意速度間的相

對關(guān)系.

(2)導(dǎo)體棒轉(zhuǎn)動切割磁感線

當(dāng)導(dǎo)體棒在垂直于磁場的平面內(nèi)繞一端以角速度出勻速轉(zhuǎn)動時，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為

,1

V——

3,如圖275所示.

XXXXX

:。依

乂X乂乂

圖275

■變式網(wǎng)絡(luò).................................

度式題1[2015?安徽卷]如圖276所示，他)為水平放置的平行“匚”形光滑金屬導(dǎo)軌,

間距為L導(dǎo)軌間有垂直于導(dǎo)軌平面的勻強磁場,磁感應(yīng)強度大小為B,導(dǎo)軌電阻不計.已知金

屬桿期V傾斜放置,與導(dǎo)軌成0角，單位長度的電阻為"保持金屬桿以速度/沿平行于cd的

方向滑動(金屬桿滑動過程中與導(dǎo)軌接觸良好)，則()

Blv

A.電路中感應(yīng)電動勢的大小為

BsinO

B.電路中感應(yīng)電流的大小為廠

B2lvsinO

C.金屬桿所受安培力的大小為

也

D.金屬桿的熱功率為rsMO

IS式題2［2015?全國卷1【］如圖277所示，直角三角形金屬框aA放置在勻強磁場中，磁感

應(yīng)強度大小為反方向平行于9邊向上.當(dāng)金屬框繞數(shù)邊以角速度3逆時針轉(zhuǎn)動時,小b、

。三點的電勢分別為人、力.?已知A邊的長度為1.下列判斷正確的是（）

8

圖277

A.,，金屬框中無電流

B.。b＞。金屬框中電流方向沿abca

1

c.U5BF3,金屬框中無電流

1

D.Ubc=2Bf3,金屬框中電流方向沿acba

變式題3（多選）［2016?全國卷II］法拉第圓盤發(fā)電機的示意圖如圖278所示.銅圓盤安裝

在豎直的銅軸上,兩銅片A0分別與圓盤的邊緣和銅軸接觸.圓盤處于方向豎直向上的勻強

磁場"中.圓盤旋轉(zhuǎn)時,關(guān)于流過電阻〃的電流,下列說法正確的是（）

圖278

A.若圓盤轉(zhuǎn)動的角速度恒定,則電流大小恒定

B.若從上向下看，圓盤順時針轉(zhuǎn)動，則電流沿a到力的方向流動

C.若圓盤轉(zhuǎn)動方向不變,角速度大小發(fā)生變化,則電流方向可能發(fā)生變化

D.若圓盤轉(zhuǎn)動的角速度變?yōu)樵瓉淼?倍,則電流在"上的熱功率也變?yōu)樵瓉淼?倍

變式題4（多選）如圖279所示，半徑為"的半圓形硬導(dǎo)體桿/仍以速度v在水平U形金屬框

架上勻速滑動，且彼此接觸良好.勻強磁場的磁感應(yīng)強度為反U形框架中接有甩阻他則AB

進入磁場的過程中（）

圖279

A.必中電流的方向由上到下

B.感應(yīng)電動勢的平均值為B以Rv

C.感應(yīng)電動勢的最大值為2陰和

D.感應(yīng)電動勢.的最大值為BnRv

。考點三渦流、自感現(xiàn)象的理解及應(yīng)用

考向一通電自感與斷電自感現(xiàn)象對比

斷電白感

器材MA2燈規(guī)格相同，廬凡,心

A上很大（有鐵芯）

規(guī)格較大

￡s閉合瞬間,A2燈立即亮

白感在開關(guān)S斷開時,A燈逐漸變暗

起來,Ai燈逐漸變亮，最終兩

現(xiàn)象直至熄滅

燈一樣亮

斷開開關(guān)S時，流過線圈￡的電

流減小，自感電動勢阻礙電流的

開關(guān)閉合時，流過電感線圈

減小，通過L的電流通過A燈,A

的電流迅速增大，線圈中產(chǎn)生

產(chǎn)生燈不會立即熄滅,若RKR、,原來的

自感電動勢，阻礙了電流的增

原因電流則A燈熄滅前要閃亮

大,流過A】燈的電流比流過A?

一下，若吊2%原來的電流/W

燈的電流增加得慢

R則A燈逐漸變暗直至熄滅，不

會閃亮一下

例3[2017?北京卷]圖2710甲和乙是教材中演示自感現(xiàn)象的兩個電路圖，/“和為電感

線圈.實驗時,斷開開關(guān)Si瞬間，燈Ai突然閃亮，隨后逐漸變暗；閉合開關(guān)冬,燈A?逐漸變亮,

而另一個相同的燈A」立即變亮,最終汽與A：,的亮度相同.下列說法正確的是（）

甲乙

圖2710

A.圖甲中,Ai與A的電阻值相同

B.圖甲中，閉合S1，電路穩(wěn)定后,Ai中電流大于中電流

C.圖乙中，變阻器〃與乙的電阻值相同

D.圖乙中，閉合S?瞬間，心中電流與變阻器〃中電流相等

考向二對渦流的考查

例4（多選）1824年，法國科學(xué)家阿拉果完成了著名的“圓盤實驗”.實驗中將一銅圓盤水平

放置，在其中心正上方用柔軟細線懸掛一枚可以自由旋轉(zhuǎn)的磁針，如圖2711所示，實驗中發(fā)

現(xiàn)，當(dāng)圓盤在磁針的磁場中繞過圓盤中心的豎直軸旋轉(zhuǎn)時，磁針也隨著?起轉(zhuǎn)動起來，但略有

滯后.下列說法正確的是（）

銅圓盤

圖2711

A.圓盤上產(chǎn)生了感應(yīng)電動勢

B.圓盤內(nèi)的渦電流產(chǎn)生的磁場導(dǎo)致磁針轉(zhuǎn)動

C.在圓盤轉(zhuǎn)動的過程中,磁針的磁場穿過整個圓盤的磁通量發(fā)生了變化

D.圓盤中的自由電子隨圓盤一起運動形成電流,此電流產(chǎn)生的磁場導(dǎo)致磁針轉(zhuǎn)動

WF電磁感應(yīng)中的電路和圖像問題

熱點題型探究

????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????

一把脈磨考'重點突破一

?熱點一電磁感應(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)電動勢的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源.如:切割磁

感線的導(dǎo)體棒、內(nèi)有磁通量變化的線圈等.

(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；除電源外其余部分

是外電路，外電路由電阻、電容器等電學(xué)元件組成.在外電路中，電流從高電勢處流向低電勢

處;在內(nèi)電路中，電流則從低電勢處流向高電勢處.

(3)分析電磁感應(yīng)電路問題的基本思路

求感應(yīng)電幻勢

^面等

%或

E=*效電

E=^路圖

例1如圖Z101甲所示，水平放置的兩根平行金屬導(dǎo)軌間距ZO.3m,導(dǎo)軌左端連接阻值

村.6Q的電阻，區(qū)域aAd內(nèi)存在垂直于導(dǎo)軌平面、磁感應(yīng)強度次).6T的勻強磁場，磁場

區(qū)域?qū)?m.細金屬棒力和4用長為2〃R.4m的輕質(zhì)絕緣桿連接,放置在導(dǎo)軌平面上,

均與導(dǎo)軌垂直且接觸良好,每根金屬棒在導(dǎo)軌間的電阻均為尸0.3Q.導(dǎo)軌電阻不計.使金屬

棒以恒定速度片l.()m/s沿導(dǎo)軌向右穿過磁場.計算從金屬棒4進入磁場(片0)到4離開磁

場的時間內(nèi)，不同時間段通過電阻發(fā)的電流,并在圖乙中畫出.

甲

圖Z101

度式題如圖Z102所示，由某種粗細均勻的總電阻為的金屬條制成的矩形線框數(shù)”固定

在水平面內(nèi)且處于方向豎直向下的勻強磁場8中.一接入電路電阻為"的導(dǎo)體棒〃。在水平拉

力作用下沿ab.dc以速度/勻速滑動,滑動過程PQ始終與劭垂直,且與線框接觸良好,不計

摩擦.在聞從靠近ad處向曲滑動的過程中()

圖Z102

A.“中電流先增大后減小

B.々兩端電壓先減小后增大

C.”上拉力的功率先減小后增大

D.線框消耗的電功率先減小后增大

■規(guī)律總結(jié).................................

電磁感應(yīng)中申，路知識的關(guān)系圖

閉合電路電磁感應(yīng)

E=Blv

聯(lián)系】：電動勢E

U每r

P=IU聯(lián)系2:功和能

Q=PRi

q=CU

O熱點二電磁感應(yīng)中的圖像問題

考向一感生類圖像問題總結(jié)

(1)問題類型

①給定電磁感應(yīng)過程,選出或畫出正確的圖像.

②由給定的有關(guān)圖像分析電磁感應(yīng)過程,求解相應(yīng)物理量.

(2)分析方法

A①

①電動勢大小：E=n△￡,取決于磁通量的變化率.

②電動勢方向:注意感應(yīng)電流的實際方向是否與規(guī)定情況一致，同向取正，反向取負.

(3)注意問題

①關(guān)注初始時刻：如初始時刻感應(yīng)電流是否為零，是正方向還是負方向.

②關(guān)注變化過程:看電磁感應(yīng)發(fā)生過程分為幾個階段，這幾個階段是否和圖像變化相對應(yīng).

③關(guān)注大小、方向的變化趨勢，看圖像斜率大小、圖像的曲直和物理過程是否相對應(yīng).

④求Ft圖像時，不但要注意it變化,還需要關(guān)注Bt變化.有時/W0,但萬，所以尸0.

I例2將一段導(dǎo)線繞成如圖Z103甲所示的閉合回路,并固定在水平面(紙面)內(nèi).回路的仍邊

置于垂直于紙面向里的勻強磁場I中.回路的圓環(huán)區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面的磁場II,以向

里為磁場II的正方向，其磁感應(yīng)強度8隨時間1變化的圖像如圖乙所示.用戶表示四邊受

到的安培力，以水平向右為廠的正方向，能正確反映隨時間t變化的圖像是圖Z104中的

()

B

4KCO

甲7.

變式題（多選）如圖Z105甲所示,正六邊形導(dǎo)線框疑cdef放在勻強磁場中靜止不動,磁場方

向與線框平面垂直，磁感應(yīng)強度〃隨時間t的變化關(guān)系如圖乙所示.ER時亥％磁感應(yīng)強度B

的方向垂直于紙面向里，設(shè)產(chǎn)生的感應(yīng)電流以順時針方向為正，豎直邊cd所受安培力的方向

以水平向左為正.關(guān)于感應(yīng)電流，和cd邊所受安培力/隨時間￡變化的圖像，正確的是圖

Z106中的（）

圖Z106

考向二動生類圖像問題總結(jié)

（1）問題類型

由閉合線圈的運動過程畫出it圖像或Et圖像.

（2）分析方法

①電動勢大?。合Χ嘭?/p>

要注意是單邊切割還是雙邊切割（感應(yīng)電流同向相加、反向相減），等效長度為在磁場中導(dǎo)線

首尾相連在垂直于速度方向的分量.

②電動勢方向:用右手定則判斷.

例3如圖Z107所示,一個矩形勻強磁場區(qū)域內(nèi)，磁場方向垂直于紙面向里.一個三角形閉合

導(dǎo)線框在紙面內(nèi)由位置1（左）勻速運動到位置2（右）.取線框剛到達磁場左邊界的時刻為計

時起點1旬），規(guī)定逆時針方向為電流的正方向，則能正確反映線框中電流與時間關(guān)系的圖像

是圖Z108中的（）

XXX

2B

XX

X

XX

AiX

圖Z107

ARCD

圖Z108

變式題如圖Z109所示,有兩個相鄰的有界勻強磁場區(qū)域,磁感應(yīng)強度的大小均為方向相

反,且與紙面垂直,磁場區(qū)域在x軸方向?qū)挾染鶠閍,在y軸方向足夠?qū)?現(xiàn)有一高為a的正三

角形導(dǎo)線框從圖示位置開始向右勻速穿過磁場區(qū)域.若以逆時針方向為電流的正方向，則線

框中感應(yīng)電流/與線框移動距離x的關(guān)系圖像正確的是圖Z1010中的()

圖Z1010

。熱點三電磁感應(yīng)中電珞與圖像的綜合

例4勻強磁場的磁感應(yīng)強度B=0.2T,磁場寬度LAm,一正方形金屬框邊長ab=l=\m,每邊

電阻2M).2Q,金屬框以/-IOm/s的速度勻速穿過磁場區(qū)域，其平面始終保持與磁感線方向

垂直，如圖Z10U所示.

(1)畫出金屬框穿過磁場區(qū)域的過程中金屬框內(nèi)感應(yīng)電流的〃圖像；(以逆時針方向為/的正

方向)

(2)畫出〃兩端電壓的次圖像.

?------4\xxxB

II'XXX

bC!

圖Z1011

度式題1[2017?南昌十校二模]如圖Z1012甲所示，光滑平行金屬導(dǎo)軌水平放置在豎直向

下的勻強磁場中，軌道左側(cè)連接一定值電阻H導(dǎo)體棒劭垂直于導(dǎo)朝L并與導(dǎo)軌接觸良好,導(dǎo)體

棒和導(dǎo)軌的電阻不計.導(dǎo)體棒數(shù)在向右的水平外力作用卜.運動，外力/隨時間「變化關(guān)系如

圖乙所示，已知導(dǎo)體棒在0%時間內(nèi)從靜止開始做勻加速直線運動，則在歸以后，導(dǎo)體棒ab

的運動情況為（）

A.一直做勻加速直線運動

B.做勻減速直線運動,直到速度為零

C.先做加速運動，最后做勻速直線運動

D.一直做勻速直線運動

度式題2如圖Z1013甲所示,水平面上的兩光滑金屬導(dǎo)軌平行固定放置.，間距月）.5%電阻

不計，左端通過導(dǎo)線與阻值G的電阻連接，右端通過導(dǎo)線與阻值用FG的小燈泡L迷

接.在〃矩形區(qū)域內(nèi)有垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強磁場，以長/=2m,有一阻值尸2Q的

金屬棒放置在靠近磁場邊界切處（恰好不在磁場中），與導(dǎo)軌垂直并接觸良好.CDFE區(qū)域

內(nèi)磁場的磁感應(yīng)強度《隨時間變化的圖像如圖乙所示.在至INs時間內(nèi)，金屬棒圖保

持靜止，在s時使金屬棒/鋁以某一速度進入磁場區(qū)域并保持勻速運動.已知從L0開始

到金屬棒運動到磁場邊界4處的整個過程中，小燈泡的亮度沒有發(fā)生變化.求：

（1）通過小燈泡的電流；

（2）金屬棒閭在磁場區(qū)域中運動的速度大小.

圖Z1013

高考模擬演練

?????????????????????????????????????????????????????????????I

一三年高考Ttt擬一

高考真題'

1.（多選）［2016?四川卷］如圖Z1014所示,電阻不計、間距為/的光滑平行金屬導(dǎo)軌水平放

置于磁感應(yīng)強度為B、方向豎直向下的勻強磁場中，導(dǎo)軌左端接一定值電阻尼質(zhì)量為外電

阻為，?的金屬棒/V置于導(dǎo)軌上,受到垂直于金屬棒的水平外力產(chǎn)的作用由靜止開始運動,外

力尸與金屬棒速度v的關(guān)系是F=R+kv5、才是常量），金屬棒與導(dǎo)軌始終垂直且接觸良好.

金屬棒中感應(yīng)電流為7,受到的安培力大小為A,電阻右兩端的電壓為以感應(yīng)電流的功率為

憶它們隨時間t變化圖像可能正確的是圖Z1015中的i）

圖Z1014

UlkEk

OtOtOtOt

ABCD

圖Z1015

2.（多選）［2016?上海卷］如圖Z1016甲所示,螺線管內(nèi)有平行于軸線的外加勻強磁場，以圖

中箭頭所示方向為其正方向.螺線管與導(dǎo)線框加“相連，導(dǎo)線框內(nèi)有一小金屬圓環(huán)/，,圓環(huán)與

導(dǎo)線框在同一平面內(nèi).當(dāng)螺線管內(nèi)的磁感應(yīng)強度〃隨時間按圖乙所示規(guī)律變化時（）

圖Z1016

A.在乙，時間內(nèi)，上有收縮趨勢

B.在七飛時間內(nèi)，￡有擴張趨勢

C.在套飛時間內(nèi)，/內(nèi)有逆時針方向的感應(yīng)電流

D.在套上時間內(nèi)，L內(nèi)有順時針方向的感應(yīng)電流

模擬精選N

3.（多選）［2017?寧夏石嘴山三中期末］如圖Z1017甲所示,光滑平行金屬導(dǎo)軌放圖所在

平面與水平面成"角，.伏夕兩端接一電阻上金屬棒劭與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，整個裝置處

于方向垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強磁場中.fF時對金屬棒ab施加一平行于導(dǎo)軌的外力F,

使金屬棒由靜止開始沿導(dǎo)軌向上運動，金屬棒電阻為乙導(dǎo)軌電阻忽略不計.已知通過電阻R

的感應(yīng)電流/隨時間t變化的關(guān)系如圖乙所示.關(guān)于棒運動速度人外力F、流過H的電荷量

A①

q以及穿過閉合回路的磁通量的變化率右隨時間變化的，圖像，正確的是圖Z1018中的

（）

4.［2（）17?南昌上校二模］如圖Z1019所示，由均勻?qū)Ь€制成的半徑為〃的圓環(huán)以速度/勻速

進入--磁感應(yīng)強度大小為笈的勻強磁場.當(dāng)圓環(huán)運動到圖示位置（Na。加90°）時,a、b兩點

的電勢差為（）

1}

圖Z1019

d2BRv5.—

A.2BRv

a3企

—BRvD.—

C.44BRV

5.（多選）［2017?河北辛集中學(xué)測試］空間中存在一垂直于紙面向里的勻強磁場,磁場區(qū)域的

橫截面為等腰直角三角形、底邊水平,其斜邊長度為￡.一正方形導(dǎo)體框abed的邊長也為L,

開始時正方形導(dǎo)體框的ab邊與磁場區(qū)域橫截面的斜邊剛好重合，如圖Z1020所示.由圖示

的位置開始計時，正方形導(dǎo)體框以平行于be邊的速度?/勻速穿越磁場.若導(dǎo)體框中的感應(yīng)

電流為。a、6兩點間的電勢差為感應(yīng)電流取逆時針方向為正，則導(dǎo)體框穿越磁場的

過程中，關(guān)于/、匾隨時間變化的圖像，正確的是圖Z1021中的（）

涉及電磁感應(yīng)的力電綜合問題

熱點題型探究

一把脈高考重點突破一

聯(lián)點一電磁感應(yīng)的動力學(xué)問題解答規(guī)范

1.用“四步法”分析電磁感應(yīng)中的動力學(xué)問題:

解決電磁感應(yīng)中的動力學(xué)問題的一般思路是“先電后力”，具體思路如卜.:

2.動態(tài)分析的基本思路

1?解決這類問題的關(guān)鍵是通過運動狀態(tài)的分析,尋找過程中的臨界狀態(tài)，如速度、加速度最大

或最小的條件.具體思路如下：

i=E

導(dǎo)體在外力作用下運動|工^|^應(yīng)電動勢|一^4感應(yīng)電流|-^半導(dǎo)體受安培力I一音為

藐|丁匚上3加速度變化?t速度變化?t臨界狀態(tài)

例1（14分）［2016?全國卷I］如圖Z111所示,兩固定的絕緣斜面傾角均為，，上沿相連.

兩細金屬棒"（僅標出a端）和cd（僅標出。端）長度均為L,質(zhì)量分別為2勿和回用兩根不可

伸長的柔軟輕導(dǎo)線將它們連成閉合回路abdca、并通過固定在斜面上沿的兩光滑絕緣小定滑

輪跨放在斜面上,使兩金屬棒水平.右斜面上存在勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B,方向垂直

于斜面向上，已知兩根導(dǎo)線剛好不在磁場中，問