1、高考主题(十)电磁感应考纲要求 命题解读 1 电 磁 感 应现象()4 楞 次 定律()5个考点中，法拉第电磁感应定律和楞次定律为要求，从近年新课标命题情况看，年年皆考，选择题中以两个要求为核心，考查图像问题、经典物理实验中的思想方法，计算题命题难度适中，大部分同学复习到位可以得分。2 磁通量()5 自 感、涡流()3 法拉第电磁感应定律()主干知识忆一忆1磁通量：BS(适用于匀强磁场中，BS)。2产生感应电流的条件：穿过闭合电路的磁通量发生变化或者闭合电路的一部分导体在磁场内做切割磁感线运动。注意：(1)在电磁感应中，切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路将产生感应电动势，该导体或回路相当于
2、电源。(2)在电源内部，电流由负极流向正极，电源两端电压为路端电压。3判断感应电流的方向：右手定则和楞次定律。4法拉第电磁感应定律：Ent。若 B 变，而 S 不变，则 EnBt S；若 S 变，而 B 不变，则 EnBSt。常用于计算平均电动势。导体棒垂直切割磁感线时，感应电动势可用 EBLv 求出，式中 L 为导体棒切割磁感线的有效长度。导体棒在磁场中转动时，导体棒以端点为轴，在匀强磁场中垂直于磁感线方向匀速转动产生感应电动势 E12BL2。5自感现象：自感电流总是阻碍线圈中原电流的变化。易错易混醒一醒1在公式 BS 中错误地认为面积越大，磁通量越大。2应用楞次定律判断感应电流方向时，对“
3、阻碍变化”不理解。3应用公式 EBLv 计算电动势大小时，不能正确判断B、L、v 方向关系及 L 的有效长度。4在电磁感应的电路问题中，将电动势和路端电压混淆。5对自感现象中的接通开关瞬间和断开开关瞬间电路变化情况不能准确判断，对应的图像问题更没有头绪。1多选(2018 届高三贵州三校联考)如图所示，竖直光滑导轨上端接入一定值电阻 R，C1 和 C2 是半径都为 a 的两圆形磁场区域，其区域内的磁场方向都垂直于导轨平面向外，区域 C1 中磁场的磁感应强度随时间按 B1B0kt(k0)变化，C2 中磁场的磁感应强度恒为 B2，一质量为 m、电阻为 r、长度为L 的金属杆 AB 穿过区域 C2 的
4、圆心垂直地跨放在两导轨上，且与导轨接触良好，并恰能保持静止。则()A通过金属杆的电流大小为 mgB2LB通过金属杆的电流方向为从 B 到 AC定值电阻的阻值为 R2kB2a3mgrD整个电路的热功率 Pkamg2B2保温训练试一试解析：根据题述金属杆恰能保持静止，由平衡条件可得 mgB2I2a，通过金属杆的电流大小为 I mg2aB2，A 项错误；由楞次定律可知，通过金属杆的电流方向为从 B 到 A，B 项正确；根据区域 C1 中磁场的磁感应强度随时间按 B1B0kt(k0)变化，可知B1t k，C1 中磁场变化产生的感应电动势 EB1t a2ka2，由闭合电路欧姆定律 EI(rR)，联立解得
5、定值电阻的阻值为 R2kB2a3mgr，C 项正确；整个电路的热功率 PEIka2 mg2aB2kamg2B2，D 项正确。答案：BCD 2多选(2017山师大附中模拟)如图所示，为三个有界匀强磁场，磁感应强度大小均为 B，方向分别垂直纸面向外、向里和向外，磁场宽度均为 L，在磁场区域的左侧边界处，有一边长为 L 的正方形导体线框，总电阻为 R，且线框平面与磁场方向垂直，现用外力 F 使线框以速度 v 匀速穿过磁场区域，以初始位置为计时起点，规定电流沿逆时针方向时的电动势 E 为正，磁感线垂直纸面向里时的磁通量 为正值，外力 F 向右为正。则以下能反映线框中的磁通量、感应电动势 E、外力 F
6、和电功率 P随时间变化规律图像的是()解析：当线框以速度 v 匀速进入磁场，磁通量开始增加，当全部进入时达最大；此后向里的磁通量增加，总磁通量减小；当运动到 1.5L 时，磁通量最小，当运动到 2L 时磁通量变为向里的最大，故 A 项正确。当线圈进入第一个磁场时，由 EBLv可知，E 保持不变，感应电流为顺时针方向；而开始进入第二个磁场时，线框左右两条边同时切割磁感线，电动势变为2BLv，感应电流为逆时针方向，为正值，故 B 项正确。因安培力总是与运动方向相反，故拉力应一直向右，故 C 项错误。拉力的功率 PFv，因速度不变，而线框在第一个磁场时，电流为定值，拉力也为定值；两边分别在两个磁场中
7、时，F安2B2BLvRL4B2L2vR，因此安培力变为 4 倍，则拉力的功率变为原来的为 4 倍，故 D 项正确。答案：ABD 3多选如图所示，两个同心金属环水平放置，半径分别是 r 和 2r，两环间有磁感应强度为B、方向垂直环面向里的匀强磁场，在两环间连接有一个电容为 C 的电容器，a、b 是电容器的两个极板。长为 r 的金属棒 AB 沿半径方向放置在两环间且与两环接触良好，并绕圆心以角速度 做逆时针方向(垂直环面向里看)的匀速圆周运动。则下列说法正确的是()A金属棒中有从 B 到 A 的电流B电容器 a 极板带正电C电容器两端电压为3Br22D电容器所带电荷量为CBr22解析：根据右手定则
8、可知金属棒中的电流方向由 A 到 B，故电容器 a 极板带正电，A 项错误，B 项正确；金属棒转动产生的感应电动势为3Br22，C 项正确；电容器所带电荷量 Q3BCr22，D 项错误。答案：BC 4(2017淮北一模)如图甲所示，电阻不计的光滑平行金属导轨固定在水平面上，导轨间距 L0.5 m。左端连接 R0.5 的电阻，右端连接电阻不计的金属卡环。电阻不计，质量 m0.4 kg 的金属棒与质量也为 0.4 kg 的物块通过光滑滑轮用轻绳相连，轻绳始终处于绷紧状态，PQ、MN 到右端卡环的距离分别为 2.4 m和 2 m，将金属棒从 PQ 位置由静止释放，当它滑到 MN 位置开始计时，同时在
9、 MN 右侧导轨间施加垂直导轨平面向下的匀强磁场，该磁感应强度 B-t 图像如图乙所示，金属棒在运动过程中与导轨始终保持良好接触，当它滑至导轨右端卡环位置时被卡住不动(g 取 10 m/s2)，求：(1)金属棒进入磁场时受到的安培力大小和方向；(2)在 03 s 时间内电路中产生的焦耳热。解析：(1)设金属棒到达 MN 时的速度为 v，物块下落的高度为 h2.4 m2 m0.4 m在此过程中根据动能定理可知，mgh122mv2，解得 v2 m/s进入磁场后，产生的感应电动势EBLv20.52 V2 V形成的感应电流 IER 20.5 A4 A产生的安培力 F 安BIL240.5 N4 N，方向向左。(2)金属棒进入磁场后，对物块和金属棒组成的系统，F 安mg，所以金属棒在磁场中做匀速运动，设在磁场运动的时间为 t，由运动学公式 xvt解得 t1 s金属棒运动 1 s 被锁定，在 01 s 内电路中产生的焦耳热Q1I2Rt8 J锁定后，由题图乙可知，Bt 1 T/s，磁场的面积 SLx1 m2，设 13 s 内电动势为 E，由法拉第电磁感应定律可得EBt S1 V13 s 内产生的热量为 Q2E2R t24 J03 s 内产生的热量为 QQ1Q212 J。答案：(1)4 N 方向向左(2)12 J