1、第九章电磁感应全国卷考情分析基础考点常考考点2016201520142013命题概率磁通量()自感、涡流()以上2个考点未曾独立命题现象()卷T14(6分)卷T19(6分)独立命题概率30%法拉第电磁感应定律()甲卷T20(6分)甲卷T24(12分)乙卷T24(14分)丙卷T25(20分)卷T19(6分)卷T15(6分)卷T18(6分)卷T25(19分)卷T17(6分)卷T25(19分)卷T16(6分)综合命题概率100%楞次定律()常考角度(1)根据楞次定律判断感应电流的方向(2)结合安培定则、左手定则、楞次定律判断导体受力或运动方向(3)法拉第电磁感应定律 Ent 和 EBlv 的比较应用
2、(4)电 磁 感 应 与 电 路 的 结合，自感、涡流(5)电磁感应的图像、受力、运动、能量等综合问题(6)电磁感应的科技应用问题第 1 节电磁感应现象楞次定律(1)闭合电路内只要有磁通量，就有感应电流产生。()(2)穿过线圈的磁通量和线圈的匝数无关。()(3)线框不闭合时，即使穿过线框的磁通量发生变化，线框中也没有感应电流产生。()(4)当导体切割磁感线时，一定产生感应电动势。()(5)由楞次定律知，感应电流的磁场一定与引起感应电流的磁场方向相反。()(6)感应电流的磁场一定阻碍引起感应电流的磁场的磁通量的变化。()(1)1831 年，英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象。(2)1834 年
3、，俄国物理学家楞次总结了确定感应电流方向的定律楞次定律。突破点(一)对电磁感应现象的理解和判断1判断感应电流的流程(1)确定研究的回路。(2)弄清楚回路内的磁场分布，并确定该回路的磁通量。(3)不变无感应电流。变化回路闭合，有感应电流；回路不闭合，无感应电流，但有感应电动势。2磁通量发生变化的三种常见情况(1)磁场强弱不变，回路面积改变。(2)回路面积不变，磁场强弱改变。(3)回路面积和磁场强弱均不变，但二者的相对位置发生改变。多角练通1下图中能产生感应电流的是()解析：根据产生感应电流的条件：A 中，电路没闭合，无感应电流；B 中，磁感应强度不变，面积增大，闭合电路的磁通量增大，有感应电流；
4、C 中，穿过线圈的磁感线相互抵消，恒为零，无感应电流；D 中，磁通量不发生变化，无感应电流。答案：B2(2017北京西城区期末)从 1822 年至 1831 年的近十年时间里，英国科学家法拉第心系“磁生电”。在他的研究过程中有两个重要环节：(1)敏锐地觉察并提出“磁生电”的闪光思想；(2)通过大量实验，将“磁生电”(产生感应电流)的情况概括为五种：变化的电流、变化的磁场、运动的恒定电流、运动的磁铁、在磁场中运动的导体。结合你学过的相关知识，试判断下列说法正确的是()A环节(1)提出“磁生电”思想是受到了麦克斯韦电磁场理论的启发B环节(1)提出“磁生电”思想是为了对已经观察到的“磁生电”现象做出
5、合理解释C环节(2)中五种“磁生电”的条件都可以概括为“穿过闭合导体回路的磁通量发生变化”D环节(2)中“在磁场中运动的导体”这种情况不符合“穿过闭合导体回路的磁通量发生变化”这一条件解析：法拉第提出“磁生电”的闪光思想是受奥斯特发现电流周围存在磁场的影响，A、B 错；环节(2)中“磁生电”的条件由法拉第总结概括为“穿过闭合导体回路的磁通量发生变化”，C 对，D 错。答案：C3(2017佛山高三质检)如图所示，一通电螺线管 b放在闭合金属线圈 a 内，螺线管的中心轴线恰和线圈的一条直径 MN 重合。要使线圈 a 中产生感应电流，可采用的方法有()A使通电螺线管中的电流发生变化B使螺线管绕垂直于
6、线圈平面且过线圈圆心的轴转动C使线圈 a 以 MN 为轴转动D使线圈绕垂直于 MN 的直径转动解析：在 A、B、C 三种情况下，穿过线圈 a 的磁通量始终为零，因此不产生感应电流，A、B、C 错误；选项 D 中，当线圈绕垂直于 MN 的直径转动时，穿过线圈的磁通量发生变化，会产生感应电流，故 D 正确。答案：D突破点(二)应用楞次定律判断感应电流的方向1楞次定律中“阻碍”的含义2判断感应电流方向的两种方法方法一 用楞次定律判断方法二 用右手定则判断该方法适用于切割磁感线产生的感应电流。判断时注意掌心、拇指、四指的方向：1掌心磁感线垂直穿入；2拇指指向导体运动的方向；3四指指向感应电流的方向。多
7、角练通1.(2017杭州模拟)如图所示，匀强磁场垂直圆形线圈指向纸内，a、b、c、d 为圆形线圈上等距离的四点，现用外力在上述四点将线圈拉成正方形，且线圈仍处在原先所在平面内，则在线圈发生形变的过程中()A线圈中将产生 abcda 方向的感应电流B线圈中将产生 adcba 方向的感应电流C线圈中感应电流方向无法判断D线圈中无感应电流解析：周长一定时，圆形的面积最大。本题线圈面积变小，磁通量变小，有感应电流产生。由楞次定律可知线圈中将产生顺时针方向的感应电流。故 A正确。答案：A2.如图所示，导线框 abcd 与直导线几乎在同一平面内，直导线中通有恒定电流 I，当导线框由左向右匀速通过直导线时，
8、线框中感应电流的方向是()A先 abcd，后 dcba，再 abcdB始终 dcbaC先 dcba，后 abcd，再 dcbaD先 abcd，后 dcba解析：当导线框从直导线左边向直导线靠近时，穿过导线框的磁感线是向外的且磁通量增加，由楞次定律可判断导线框中电流方向是 dcba，当导线框在直导线右边远离直导线时，穿过导线框的磁感线是向里的且磁通量减小，由楞次定律可判断导线框中电流方向还是 dcba。在导线框跨越直导线过程中，导线框的 ab 边和 dc 边均切割磁感线，由右手定则可得 ab 边感应电流的方向从 a 到 b，cd 边感应电流的方向从 c 到 d，而 ad、bc 边不切割磁感线，因
9、此，回路中相当于有两个电源串联，回路中感应电流的方向为 abcd。选项 C 正确。答案：C3(2017长沙重点高中测试)MN、GH 为光滑的水平平行金属导轨，ab、cd 为跨在导轨上的两根金属杆，匀强磁场垂直穿过 MN、GH 所在的平面，如图所示，则()A若固定 ab，使 cd 向右滑动，则 abdc 回路有电流，电流方向由 a 到 b 到 d 到 cB若 ab、cd 以相同的速度一起向右滑动，则 abdc 回路有电流，电流方向由 c 到 d 到 b 到 aC若 ab 向左、cd 向右同时运动，则 abdc 回路电流为零D若 ab、cd 都向右运动，且两棒速度 vcdvab，则 abdc 回路
10、有电流，电流方向由 c 到 d 到 b 到 a解析：若固定 ab，使 cd 向右滑动，由右手定则知应产生顺时针方向的电流，故 A 错。若 ab、cd 同向运动且速度大小相同，ab、cd 所围的面积不变，磁通量不变，则不产生感应电流，故 B 错。若 ab 向左、cd 向右同时运动，则 abdc 中有顺时针方向的电流，故 C 错。若 ab、cd 均向右运动，且 vcdvab，则 ab、cd 所围的面积增大，磁通量也增大，则产生由 c 到 d到 b 到 a 的电流，故 D 正确。答案：D 突破点(三)三定则、一定律的综合1规律比较名称基本现象因果关系应用的定则或定律电流的磁效应运动电荷、电流产生磁场
11、因电生磁安培定则洛伦兹力、安培力磁场对运动电荷、电流有作用力因电受力左手定则电磁感应部分导体做切割磁感线运动因动生电右手定则闭合回路磁通量变化因磁生电楞次定律2相互联系(1)应用楞次定律时，一般要用到安培定则。(2)研究感应电流受到的安培力，一般先用右手定则确定电流方向，再用左手定则确定安培力的方向，有时也可以直接应用楞次定律的推论确定。典例 如图所示，金属棒 ab、金属导轨和螺线管组成闭合回路，金属棒 ab 在匀强磁场 B 中沿导轨向右运动，则()Aab 棒不受安培力作用Bab 棒所受安培力的方向向右Cab 棒向右运动速度 v 越大，所受安培力越大D螺线管产生的磁场，A 端为 N 极思路点拨
12、(1)判断导体棒 ab 切割磁感线产生的感应电流应用右手定则。(2)判断导体棒 ab 受到的安培力应用左手定则。(3)判断螺线管中产生的磁场应用安培定则。解析 棒 ab 向右运动切割磁感线，根据右手定则判断感应电流方向由 ba，再根据左手定则判断棒所受安培力水平向左，故 A、B 错误；ab 的速度越大，感应电流越大，所受安培力就越大，C 正确；根据安培定则可判定螺线管的 B 端为 N 极，A端为 S 极，D 错误。答案 C方法规律左、右手定则巧区分(1)区分左手定则和右手定则的根本是抓住“因果关系”：“因电而动”用左手，“因动而电”用右手。(2)使用中左手定则和右手定则很容易混淆，为了便于记忆
13、，可把两个定则简单地总结为通电受力，“力”的最后一笔“丿”向左，用左手；运动生电，“电”的最后一笔“乚”向右，用右手。集训冲关1.如图所示，通电导线 MN 与单匝矩形线圈 abcd共面，位置靠近 ab 且相互绝缘。当 MN 中电流突然减小时，线圈所受安培力的合力方向()A向左 B向右C垂直纸面向外D垂直纸面向里解析:解法 1：当 MN 中电流突然减小时，单匝矩形线圈 abcd垂直纸面向里的磁通量减少，根据楞次定律，线圈 abcd 中产生的感应电流方向为顺时针方向，由左手定则可知 ab 边与 cd 边所受安培力方向均向右，所以线圈所受安培力的合力方向向右，B 正确。解法 2：由对楞次定律中“阻碍
14、”的理解可知，当 MN 中电流突然减小而导致线圈 abcd垂直纸面向里的磁通量减少时，线圈 abcd 一定会有向右运动的趋势以“阻碍”其磁通量的减少，所以其所受安培力的合力方向向右，B 正确。答案：B2.(多选)两根相互平行的金属导轨水平放置于如图所示的匀强磁场中，在导轨上接触良好的导体棒AB 和 CD 可以自由滑动。当 AB 在外力 F 作用下向右运动时，下列说法中正确的是()A导体棒 CD 内有电流通过，方向是 DCB导体棒 CD 内有电流通过，方向是 CDC磁场对导体棒 CD 的作用力向左D磁场对导体棒 AB 的作用力向左解析：两个导体棒与两根金属导轨构成闭合回路，分析出磁通量 增 加，
15、结 合 安 培 定 则 判 断 回 路 中 感 应 电 流 的 方 向 是BACDB。以此为基础，再根据左手定则进一步判断CD、AB 的受力方向，经过比较可得正确答案。答案：BD突破点(四)利用楞次定律的推论速解电磁感应问题电磁感应现象中因果相对的关系恰好反映了自然界的这种对立统一规律，对楞次定律中“阻碍”的含义可以推广为感应电流的“效果”总是阻碍产生感应电流的原因，可由以下三种方式呈现：(1)增反减同：增加，B感与B原反向减小，B感与B原同向阻碍原磁通量的变化，适用于单向磁场问题，如回路中有两个方向的磁场不再适用。(2)增缩减扩：增大，面积减小减小，面积增大使回路面积有扩大或缩小的趋势，同样
16、适用于单向磁场问题。(3)来拒去留：靠近：F斥力远离：F引力阻碍相对运动。多维探究(一)增反减同典例 1 如图甲所示，长直导线与导线框 abcd 固定在同一平面内。直导线中通以如图乙所示的大小和方向都随时间作周期性变化的交流电，并取图甲所示向上的电流方向为直导线中电流的正方向。关于 0T 时间内线框 abcd 中感应电流的方向，下列说法正确的是()A由顺时针方向变为逆时针方向B由逆时针方向变为顺时针方向C由顺时针方向变为逆时针方向，再变为顺时针方向D由逆时针方向变为顺时针方向，再变为逆时针方向解析 由题图乙，在 0T4时间内电流正向增大，根据安培定则，矩形线圈所处的磁场垂直纸面向里，由于磁通量
17、增大，由增反减同，矩形线圈中的感应磁场应垂直纸面向外，感应电流为逆时针，同理，T4T2，T23T4，3T4 T 内感应电流的方向依次为顺时针、顺时针、逆时针，故 D 正确。答案 D(二)增缩减扩典例 2 在水平面内有一固定的 U 型裸金属框架，框架上静止放置一根粗糙的金属杆ab，整个装置放在竖直方向的匀强磁场中，如图所示。下列说法中正确的是()A只有当磁场方向向上且增强，ab 杆才可能向左移动B只有当磁场方向向下且减弱，ab 杆才可能向右移动C无论磁场方向如何，只要磁场减弱，ab 杆就可能向右移动D当磁场变化时，ab 杆中一定有电流产生，且一定会移动解析 根据楞次定律的推论，“增缩减扩”，可判
18、断当磁通量增大时，闭合电路的面积有缩小的趋势，磁通量减小时，闭合电路的面积有扩大的趋势，故 A、B 错误，C 正确；只有 ab杆中受到的安培力大于杆所受到的摩擦力时，杆才会移动，故 D错误。答案 C(三)来拒去留典例 3(2017济南一中一模)如图所示，线圈两端与电阻相连构成闭合回路，在线圈上方有一竖直放置的条形磁铁，磁铁的 S 极朝下。在将磁铁的 S 极插入线圈的过程中()A通过电阻的感应电流的方向由 a 到 b，线圈与磁铁相互排斥B通过电阻的感应电流的方向由 b 到 a，线圈与磁铁相互排斥C通过电阻的感应电流的方向由 a 到 b，线圈与磁铁相互吸引D通过电阻的感应电流的方向由 b 到 a，
19、线圈与磁铁相互吸引解析 当磁铁向下运动时，穿过线圈的磁通量变大，原磁场方向向上，所以感应磁场方向向下，根据右手螺旋定则，通过电阻的电流方向为 ba。根据楞次定律“来拒去留”可判断线圈对磁铁的作用是阻碍作用，故磁铁与线圈相互排斥。综上所述：线圈中感应电流通过电阻的电流方向为 ba，磁铁与线圈相互排斥。B 正确。答案 B利用程序法和逆向推理法分析二次感应问题在电磁感应现象中，二次电磁感应问题在高考题中时常出现，解决该类问题的方法有程序法、逆向推理法等。(一)程序法(正向推理法)1(多选)如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒 PQ、MN，MN的左边有一闭合电路，当 PQ 在外力的作
20、用下运动时，MN 向右运动，则 PQ 所做的运动可能是()A向右加速运动 B向左加速运动C向右减速运动D向左减速运动解析：MN 向右运动，说明 MN 受到向右的安培力，因为 ab在 MN 处的磁场垂直纸面向里 左手定则 MN 中的感应电流由MN 安培定则 L1 中感应电流的磁场方向向上 楞次定律 L2中磁场方向向上减弱L2中磁场方向向下增强；若 L2 中 磁 场 方 向 向 上 减 弱安培定则 PQ 中电流为 QP 且减小 右手定则 向右减速运动；若 L2 中磁场方向向下增强 安培定则 PQ 中电流为 PQ 且增大 右手定则 向左加速运动。答案：BC(二)逆向推理法2(多选)如图所示装置中，c
21、d 杆原来静止。当 ab 杆做如下哪些运动时，cd 杆将向右移动()A向右匀速运动 B向右加速运动C向左加速运动D向左减速运动解析：ab 匀速运动时，ab 中感应电流恒定，L1 中磁通量不变，穿过 L2 的磁通量不变，L2 中无感应电流产生，cd 保持静止，A 错误；ab 向右加速运动时，L2 中的磁通量向下增大，通过 cd 的电流方向向下，cd 向右移动，B 正确；同理可得 C 错误，D 正确。答案：BD 3.如图所示，绕在铁芯上的线圈与电源、滑动变阻器和开关组成闭合回路。在铁芯的右端套有一个表面绝缘的铜环 A。不计铁芯和铜环 A 之间的摩擦。则下列情况中铜环 A 会向右运动的是()A线圈中通以恒定的电流B通电时，使滑动变阻器的滑片 P 向右匀速移动C通电时，使滑动变阻器的滑片 P 向左加速移动D开关突然断开的瞬间解析：铜环 A 向右运动，说明穿过 A 的磁通量在增加，绕在铁芯上的线圈中的电流在增大，故选项 C 正确。答案：C 反思领悟在二次感应现象中，“程序法”和“逆向推理法”的选择1如果要判断二次感应后的现象或结果，选择程序法。2如果已知二次感应后的结果，要判断导体棒的运动情况或磁场的变化，需选择逆向推理法。