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1、中小学教育资源交流中心 http:/ 提供电磁感应高考命题展望电磁感应是电磁学部分的核心内容，是高考考查的重点和热点内容。本章内容集中体现了与恒定电流、磁场、力学内容的联系，综合性很强，难度大，特别是从能量的角度分析和解决问题。本章的知识点并不是很多，但与其它章节的联系却很多，每年的高考题中对这一章的内容均有所涉及。重点考查的内容主要是导轨上的导体切割磁感线为模型，综合考查电磁感应、恒定电流、磁场、牛顿运动定律、能量的转化和守恒等知识点。解决问题的思路是，先解决电磁感应部分知识点，即切割磁感线的那部分导体相当于电源，导体的电阻为电源的内电阻；第二是解决恒定电流部分的知识点，即用恒定电流的串并联
2、的知识求电路中的电流；第三是解决磁场部分的知识点，就可以求出通电导体在磁场中受到的安培力，这时，这一类问题已经成为一个力学问题，就可以通过牛顿运动定律或能量的转化和守恒定律的知识来具体求解。本章即磁场之后继续对考生的空间想象能力进行考查，另外主要考查考生的综合分析应用能力。利用图象解决物理问题的能力，现在也正成为高考考查比较频繁的内容。在平常的学习过程中，要注意培养学生模型化或模块化学习的思想，对每一章、每一节的内容要打好基础，这样在这一章中才能做到综合应用。第一节 法拉第电磁感应定律考点跟踪解读考点 61：电磁感应现象磁通量法拉第电磁感应定律楞次定律（能力级别：）1电磁感应现象1电磁感应现象
3、：利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应现象，产生的电流叫做感应电流。2感应电流产生的条件：穿过闭合电路的磁通量发生变化。导体在磁场里做切割磁感线运动时，导体里就产生感应电动势；穿过线圈的磁通量发生变化时，线圈里就产生感应电动势。如果导体是闭合电路的一部分，或者线圈是闭合的，才能产生感应电流。2磁通量穿过某一面积的磁感线条数，在匀强磁场中， BS，单位是韦伯，简称韦，符号是Wb使用条件是 B 为匀强磁场， S 为平面在磁场方向上的投影磁通量虽然是标量，但有正负之分特别提示：磁通量这个概念的使用，主要是方向上的问题，不要死记硬背，根据定义转换成符合条件的形式【例题】磁感强度为 B 的匀强磁场，方向水
4、平向右，一面积为 S的矩形线圈 abcd 如图所示放置平面 abcd 与竖直方向成 角，将abcd 绕 ad 轴转 180角，则穿过线圈平面的磁通量的变化为A0 B2BS C2BScos D2BSsin 解析该题考查磁通量的概念，除注意磁通量中 B、S 的使用条件外，还要注意磁通量的正负，即磁通量的穿出穿入问题平面在abcdB中小学教育资源交流中心 http:/ 提供转动之前，磁场从左向右穿过平面，磁通量为 BScos，平面转过之后，磁场对平面是从右向左穿过的，磁通量应为BScos ，因此磁通量的变化为 BScos（BScos ）=2 BScos，应选 C变式练习：1如图所示，平面 M 的面积
5、为 S，垂直于匀强磁场 B，求平面 M 由此位置出发绕与 B 垂直的轴线转过 60时磁通量的变化为_，转过 180时磁通量的变化量为_。3法拉第电磁感应定律电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比，即 n 。 不能决定 的大小， 才能决定 的大小，而 与 之间ttt无大小上的必然联系。当 仅由 B 引起时，则 ；当 仅由 S 引起时，tBnS则 。tSB公式 n 计算的是在 t 时间内的平均电动势。要严格区别磁通量 、磁通量的变化量 及磁通量的变化率 之间的关系：磁通t量 BS 表示穿过这一平面的磁感线的条数，磁通量的变化量 2 1，表示磁通量变化的多少，磁通量的变化率 表
6、示磁通量变化的快慢。 大， 及 不一定大；tt大， 及 也不一定大。t【例题】如图所示，用均匀导线做成一个正方形线框，每边长为 0.2 cm，正方形的一半放在和线框垂直的垂直纸面向里的匀强磁场中，当磁场的变化为每 0.1 s 增加 1 T 时，线框中点 a、b 两点的电势差是AU ab=0.1VBU ab= 0.1VCU ab=0.2VDU ab=0.2V 解析由楞次定律可以判断，当线框中的磁场增加时，感应电流的磁场与原磁场方向相反，为垂直于纸面向外，由安培定则可以判断出感应电流的方向为逆时针方向，这个电路的等效电路如图所示，由题意可知 10 tBT/s，由法拉第电磁感应定律 0.2V，由闭合
7、电路欧姆定律2ltBStUabIR 0.1 V，由于 b 点电势高于 a 点电势，所以 Uab0.1 V，B 选项正确。2rR变式练习：2已知某一区域的地下埋有一根与地表面平行的直线电缆，电缆中通有变化的电流，在其周围有变化的磁场，因此可以通过在地面上测量闭合BMr/2 r/2ab试探线圈地面ad cb中小学教育资源交流中心 http:/ 提供试探小线圈中的感应电动势来探测电缆的确切位置、走向和深度。当线圈平面平行地面测量时，在地面上 a、 c 两处测得试探线圈中的电动势为零，b 、 d 两处线圈中的电动势不为零；当线圈平面与地面成 45 夹角时，在 b、 d 两处测得试探线圈中的电动势为零，
8、经过测量发现，a 、 b、 c、 d 恰好位于边长为 1 m 的正方形的四个顶角上，如图所示。据此可以判定地下电缆埋在_两点连线的正下方，离地表面的深度为_m。（上海高考卷）4楞次定律1 内容：感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化2应用步骤：明确原磁场的方向和磁通量的变化；应用楞次定律中的“阻碍”确定感应电流产生的磁场方向：磁通量增大则感应电流产生的磁场与原磁场方向相反；磁通量减小则感应电流产生的磁场与原磁场方向相同。利用安培定则判断感应电流的方向。3楞次定律的第二种表述：感应电流的效果总是阻碍产生感应电流的原因。因为产生感应电流的原因很多，因此这种表述应用更加灵活。常用的一般有以
9、下几种情况：阻碍相对运动，即“来拒去留”，使线圈面积有扩大或缩小的趋势，阻碍原电流的变化。【例题】如图所示，有一个弹性的轻质金属圆环，放在光滑的水平桌面上，环中央插着一根条形磁铁突然将条形磁铁迅速向上拔出，则此时金属圆环将 A圆环高度不变，但圆环缩小B圆环高度不变，但圆环扩张C圆环向上跳起，同时圆环缩小D圆环向上跳起，同时圆环扩张解析在金属环中磁通量有变化，所以金属环中有感应电流产生，按照楞次定律解决问题的步骤一步一步进行分析，分析出感应电流的情况后再根据受力情况考虑其运动与形变的问题原磁通量的方向竖直向上，当向上拔出条形磁铁时这个磁通量减小；所以感应电流的磁场要阻碍原磁场的减小，即感应电流的
10、磁场方向与原磁场方向相同，感应电流的磁场方向向上；由感应电流的磁场方向可以判断出感应电流的方向在由上向下俯视时是逆时针方向的如图所示为其剖面图，根据左手定则可以判断出金属环受力的情况如图所示注意安培力垂直于电流和磁感应强度决定的平面由于金属环是圆形的，它受到的安培力在水平方向上的效果是使金属圆环向外扩张，同时在竖直方向上的效果是有向上的力由题目可知，金属圆环很轻，受的重力较小，因此所受合力方向向上，产生向上的加速度这样金属圆环在向上跳起的同时向外扩张，所以 D 选项正确。另一种方法是应用楞次定律的第二种表述，金属环中感应电流的效果要阻碍产生感应电流的原因，即条形磁铁的拔出，则感应电流的效果就阻
11、碍拔出，金属环应该向上运动；拔出导致磁通量减小，感应电流的效果就阻碍减小，面积应该增加，所以要扩张。变式练习：3两圆环 A、B 置于同一水平面上，其中 A 为均匀带电绝缘环，B 为导体环，当 A 以如图所示的方向绕中心转动的角速度发生变化时，B 中产生如图所示方向的感应电流，则AA 可能带正电且转速减小BA 可能带正电且转速增大CA 可能带负电且转速减小AB中小学教育资源交流中心 http:/ 提供DA 可能带负电且转速增大（上海高考物理卷）考点 62：导体切割磁感线时的感应电动势右手定则（能力级别：）1导体切割磁感线时的感应电动势1导体平动切割磁感线时产生的感应电动势可用公式 Blv。上式适
12、用于导体各点以相同速度在匀强磁场中切割磁感线，且 L、v 与 B 两两垂直的情况。若直导线与 v、B 不两两垂直，则应取 L、v 与 B 互相垂直的分量（对矢量进行分解）。若导线是曲折的，则 L 应是导线的有效切割长度，即是导线两端点在 v、B 所决定的平面的垂线上的投影间的长度。若 v 为一段时间内的平均值，则 为该段时间内的平均值；若 v 为瞬时速度，则 为该时刻的瞬时值。【例题】北半球某地的地磁场为 4105 T，磁感线方向与水平面成 30角，一条东西方向水平放置的均匀导体棒长 0.5 m，将它以 2 m/s 的初速度向北水平抛出，则在抛出后 1 s 末，棒中的感应电动势多大？棒的哪端电
13、势较高?解析1 s 末导体棒的水平分速度和竖直分速度分别为 vxv 0，v ygt 。vx 切割地磁场的竖直分量 By，在棒中产生感应电动势 1，v y 切割地磁场的竖直分量Bx，在棒中产生感应电动势 2。1 LvxBy2 105 T，由右手定则知 1 向西；2 LvyBx1.7 104 T，由右手定则知 2 向东；故棒中的感应电动势 2 11.510 4 T，方向向东，即东端的电势较高。变式练习：4如图所示，匀强磁场的磁感应强度 B=0.1T，导体 ab 可在平行金属导轨上自由滑动，导轨宽 cd=0.2m。若导体 ab 以 v=10m/s 的速度向右匀速运动，则 ab 中的感应电动势的大小为
14、_V ，通过 ab 中的感应电流的方向为_(选取“a 至 b”或“b 至 a”)。(江苏高考理综卷)2导体转动切割磁感线时产生的感应电动势可用公式 Bl2求得。l 为导体的长1度， 为导体转动的角速度，该公式求出的为以导体的一端为圆心的感应电动势。该公式也可以通过法拉第电磁感应定律 和 Blv 的平均值导出。tn2右手定则伸开右手，让拇指跟同一四指垂直，并且都跟手掌在同一平面内，让磁感线从手心进入，拇指指向导体运动的方向，其余四指所指的就是感应电流的方向。右手定则适用于导体切割磁感线时（平动或转动）产生的感应电流的方向的判定。【例题】如图所示，金属杆 ab 长 0.5 m，以 O 点为轴在水平面内旋转，oa ab，角速度为 10 rad/s，匀强磁场竖直向上，磁感应强度为 1 T，则51a、b 两点间的电势差 Uab_ 。解析oa 段产生的感应电动势 1 B ，由右手定则知 a 端25la bOB abdcBv中小学教育资源交流中心 http:/ 提供电势高；ob 段产生的感应电动势 2 B ，由右手定则知 b 端电势高.1254lUabU aoU ob0.75 V变式练习：5一直升飞机停在南半球的地磁场上空。该处地磁场的方向竖直向上，磁感应强度为B。直升飞机螺旋桨叶片的长度为 l，螺旋桨转动的频率为 f，顺着地磁场的方向看螺旋桨，螺旋桨按顺时针
