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1、第13讲电磁感应问题主干体系知识核心再现及学科素养知识规律(1)“三定则、一定律”的应用安培定则：判断运动电荷、电流产生的磁场方向左手定则：判断磁场对运动电荷、电流的作用力的方向右手定则：判断部分导体切割磁感线产生感应电流的方向楞次定律：判断闭合电路磁通量发生变化产生感应电流的方向(2)求感应电动势的两种方法En，用来计算感应电动势的平均值EBLv，主要用来计算感应电动势的瞬时值思想方法(1)物理思想：等效思想、守恒思想(2)物理方法：假设法、图象法、转换法、微元法、类比法、逆向思维法.1(2018全国卷，17)如图，导体轨道OPQS固定，其中PQS是半圆弧，Q为半圆弧的中点，O为圆心轨道的电
2、阻忽略不计OM是有一定电阻、可绕O转动的金属杆，M端位于PQS上，OM与轨道接触良好空间存在与半圆所在平面垂直的匀强磁场，磁感应强度的大小为B.现使OM从OQ位置以恒定的角速度逆时针转到OS位置并固定(过程)；再使磁感应强度的大小以一定的变化率从B增加到B(过程)在过程、中，流过OM的电荷量相等，则等于()A. B. C.D2B在过程中，根据法拉第电磁感应定律，有E1根据闭合电路欧姆定律，有I1且q1I1t1，在过程中，有E2，I2，q2I2t2.又q1q2，即所以.2(2018全国卷，19)(多选)如图，两个线圈绕在同一根铁芯上，其中一线圈通过开关与电源连接，另一线圈与远处沿南北方向水平放置
3、在纸面内的直导线连接成回路将一小磁针悬挂在直导线正上方，开关未闭合时小磁针处于静止状态下列说法正确的是()A开关闭合后的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动B开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N极指向垂直纸面向里的方向C开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N极指向垂直纸面向外的方向D开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动AD根据安培定则，开关闭合时铁芯上产生水平向右的磁场A对：开关闭合后的瞬间，根据楞次定律，直导线上将产生由南向北的电流，根据安培定则，直导线上方的磁场垂直纸面向里，故小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动B、C错：开关闭合并保持一段时间后，
4、直导线上没有感应电流，故小磁针的N极指北D对：开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，根据楞次定律，直导线上将产生由北向南的电流，这时直导线上方的磁场垂直纸面向外，故小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动3(2018全国卷，18)如图，在同一水平面内有两根平行长导轨，导轨间存在依次相邻的矩形匀强磁场区域，区域宽度均为l，磁感应强度大小相等、方向交替向上向下一边长为l的正方形金属线框在导轨上向左匀速运动线框中感应电流i随时间t变化的正确图线可能是()D设线路中只有一边切割磁感线时产生的感应电流为i.线框位移等效电路的连接电流0I2i(顺时针)lI0lI2i(逆时针)2lI0分析知，只有选项D符合要求
5、4(2018全国卷，20)(多选)如图(a)，在同一平面内固定有一长直导线PQ和一导线框R，R在PQ的右侧导线PQ中通有正弦交流电i，i的变化如图(b)所示，规定从Q到P为电流正方向导线框R中的感应电动势()A在t时为零B在t时改变方向C在t时最大，且沿顺时针方向D在tT时最大，且沿顺时针方向ACA对：在t时，交流电图线斜率为0，即磁场变化率为0，由ES知，E0.C对，B、D错：在t和tT时，图线斜率最大，在t和tT时感应电动势最大在到之间，电场由Q向P减弱，导线在R处产生垂直纸面向里的磁场，且磁场减弱，由楞次定律知，R产生的感应电流的磁场方向也垂直纸面向里，即R中感应电动势沿顺时针方向，同理
6、可判断在到时，R中电动势也为顺时针方向，在T到T时，R中电动势为逆时针方向5(2017高考全国卷，18)扫描隧道显微镜(STM)可用来探测样品表面原子尺度上的形貌为了有效隔离外界振动对STM的扰动，在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板，并施加磁场来快速衰减其微小振动，如图所示无扰动时，按下列四种方案对紫铜薄板施加恒磁场；出现扰动后，对于紫铜薄板上下及其左右振动的衰减最有效的方案是()A底盘上的紫铜薄板出现扰动时，其扰动方向不确定，在选项C这种情况下，紫铜薄板出现上下或左右扰动时，穿过薄板的磁通量难以改变，不能发生电磁感应现象，没有阻尼效应；在选项B、D这两种情况下，紫铜薄板出现上下扰动
7、时，也没有发生电磁阻尼现象；选项A这种情况下，不管紫铜薄板出现上下或左右扰动时，都发生电磁感应现象，产生电磁阻尼效应，选项A正确考情分析命题特点与趋势1高考对本部分内容的要求较高，常在选择题中考查电磁感应中的图象问题、电磁感应中的电路、法拉第电磁感应定律、能量转换及电荷量的计算等知识点以导体棒运动为背景，综合应用电路的相关知识、牛顿运动定律和能量守恒定律以计算题形式作为压轴题2电磁感应中常涉及Bt图象、t图象、Et图象、It图象、Ft图象和vt图象，还涉及Ex图象、Ix图象等，这类问题既要用到电磁感应的知识，又要结合数学知识求解，对考生运用数学知识解决物理问题的能力要求较高解题要领1抓住两个关
8、键：一是电动势的大小，它取决于磁通量的变化率；二是电动势的方向，实际方向与规定的正方向一致时取正，反之取负同时注意对无感应电流区域的判断2迁移力学知识、规律解决电磁感应综合问题3常用思想方法：(1)图象法；(2)等效法；(3)守恒法；(4)模型法.高频考点一楞次定律和法拉第电磁感应定律的应用备考策略1本考点是高考的热点内容之一，在近几年高考中多以选择题的形式出现，考查的主要内容有探究电磁感应现象；利用法拉第电磁感应定律求解感应电动势的大小；利用楞次定律判断磁场的变化情况等需要考生学会灵活变通2重要知识再现(1) 感应电流方向的判断方法右手定则，即根据导体在磁场中做切割磁感线运动的情况进行判断；
9、楞次定律，即根据穿过闭合回路的磁通量的变化情况进行判断(2)愣次定律中“阻碍”的主要表现形式阻碍原磁通量的变化“增反减同”； 阻碍相对运动“来拒去留”；使线圈面积有扩大或缩小的趋势“增缩减扩”；阻碍原电流的变化(自感现象)“增反减同”(3)感应电动势大小的计算法拉第电磁感应定律：En.适用于普遍情况EBlv，适用于导体棒平动切割磁感线的情况EBl2，适用于导体棒旋转切割磁感线的情况题组突破11.如图，在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一U形金属导轨，导轨平面与磁场垂直，金属杆PQ置于导轨上并与导轨形成闭合回路PQRS，一圆环形金属线框T位于回路围成的区域内，线框与导轨共面现让金属杆PQ突然向右
10、运动，在运动开始的瞬间，关于感应电流的方向，下列说法正确的是()APQRS中沿顺时针方向，T中沿逆时针方向BPQRS中沿顺时针方向，T中沿顺时针方向CPQRS中沿逆时针方向，T中沿逆时针方向DPQRS中沿逆时针方向，T中沿顺时针方向D金属杆PQ突然向右运动，由右手定则可知，PQRS中有沿逆时针方向的感应电流，穿过圆环形金属线框T中的磁通量减小，由楞次定律可知，T中有沿顺时针方向的感应电流，故选项D正确，A、B、C错误12.图(甲)为手机及无线充电板图(乙)为充电原理示意图充电板接交流电源，对充电板供电，充电板内的送电线圈可产生交变磁场，从而使手机内的受电线圈产生交变电流，再经整流电路转变成直流
11、电后对手机电池充电为方便研究，现将问题做如下简化：设送电线圈的匝数为n1，受电线圈的匝数为n2，面积为S，若在t1到t2时间内，磁场(垂直于线圈平面向上、可视为匀强磁场)的磁感应强度由B1均匀增加到B2.下列说法正确的是()A受电线圈中感应电流方向由d到cBc点的电势高于d点的电势Cc、d之间的电势差为Dc、d之间的电势差为D根据楞次定律可知，受电线圈内部产生的感应电流方向俯视为顺时针，受电线圈中感应电流方向由c到d，所以c点的电势低于d点的电势，故AB错误；根据法拉第电磁感应定律可得c、d之间的电势差为UcdE，故C错误，D正确；故选D.13.(2018山东省青岛市高三统一质检)(多选)如图
12、，一根长为l、横截面积为S的闭合软导线置于光滑水平面上，其材料的电阻率为，导线内单位体积的自由电子数为n，电子的电荷量为e，空间存在垂直纸面向里的磁场某时刻起磁场开始减弱，磁感应强度随时间的变化规律是BB0kt，当软导线形状稳定时，磁场方向仍然垂直纸面向里，此时()A软导线围成一个正方形B导线中的电流为C导线中自由电子定向移动的速率为D导线中电场强度大小为BCDA：根据楞次定律“增缩减扩”的原理，软导线稳定时呈圆形故A项正确B：根据I2r可得、r，圆的面积S0r2，感应电动势大小为E，稳定时软导线中的电流为I，其中R，联立可得电流I，故B项正确C：导线横截面积为S、单位体积内的自由电子数为n、
13、电子的电荷量为e，则导线中电流IneSv，解得：导线中自由电子定向移动的速率v .故C项正确D：计算导线中电场可将其视为沿导线方向的匀强电场，则导线中电场强度E场.故D项正确高频考点二电磁感应中的图象问题备考策略1本考点是高考命题的热点，图象的种类较多，有随时间t变化的图象，如Bt、t、Et、Ft、it等图象；有随位移x变化的图象，如Ex、ix等图象此类问题综合性较强，应用知识较多，如左手定则、右手定则、安培定则、楞次定律、法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿运动定律等建议对本考点重点攻坚2解决电磁感应图象问题的“三点关注”：(1)关注初始时刻，如初始时刻感应电流是否为零，是正方向还是负方向.
14、(2)关注变化过程，看电磁感应发生的过程分为几个阶段，这几个阶段是否和图象变化相对应， (3)关注大小、方向的变化趋势，看图线斜率的大小、图线的曲、直是否和物理过程对应. 命题视角考向1随时间t变化的图像例1(2018四川省乐山市高三模拟)(多选)如图甲所示，正方形导线框固定在匀强磁场中，磁感线方向与导线框所在平面垂直，磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示，其中B0为已知量已知导线框的边长为L，总电阻为R，t3t2t2t1t0则下列说法中正确的是()At1t3时间内，导线框中电流的方向始终为badcbB0t1时间内，ab边受到的安培力大小为Ct2t3时间内，导线框产生的热量为Dt1t3时间内，通过导线框的电荷量为ACDt1t2时间内，穿过线圈的磁通量减小，根据楞次定律可知，感应电流方向为badcb，t2t3时间内，磁场反向了，但穿过线圈的磁通量增大，感应电流方向仍为badcb，故A正确；0t1时间内，回路中的磁通量不变，线圈中没有产生感应电动势，没有电流，所以不受安培力，故B错误；t2t3时间内感应电动势E，感应电流I，0t0时间内，产生的热量QI2Rt0()2Rt0，故C正确；t1t3时间内，电流恒定不变，所以，通过的电荷量为qI(2t
