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1、第 30 页 共 30 页高考物理复习 第1讲电磁感应问题课标卷高考命题分析年份题号题型分值模型情景题眼分析难度2015年卷19题选择题6分阿拉果“圆盘实验”涡流的产生难卷15题选择题6分直角三角形金属框转动切割等效速度、电路分析易2016年卷20题选择题6分法拉第圆盘发电机旋转切割等效速度、电路分析中卷21题选择题6分电磁感应与交变电流的综合感应电动势规律的分析中25题计算题20分电磁感应的综合磁通量的分析计算难2017年卷18题选择题6分感应电流产生的条件施加磁场来快速衰减其微小震动中卷20题选择题6分法拉第电磁感应定律；楞次定律；安培力Et图象中获取信息中卷15题选择题6分楞次定律PQR
2、S中产生的感应电流也产生磁场易1楞次定律中“阻碍”的表现(1)阻碍磁通量的变化(增反减同)(2)阻碍物体间的相对运动(来拒去留)(3)阻碍原电流的变化(自感现象)2感应电动势的计算(1)法拉第电磁感应定律：En，常用于计算感应电动势的平均值若B变，而S不变，则EnS；若S变，而B不变，则EnB.(2)导体棒垂直切割磁感线：EBlv，主要用于求电动势的瞬时值(3)如图1所示，导体棒Oa围绕棒的一端O在垂直磁场的平面内做匀速圆周运动而切割磁感线，产生的电动势EBl2.图13感应电荷量的计算回路中发生磁通量变化时，在t时间内迁移的电荷量(感应电荷量)为qIttntn.可见，q仅由回路电阻R和磁通量的
3、变化量决定，与发生磁通量变化的时间t无关4电磁感应电路中产生的焦耳热当电路中电流恒定时，可用焦耳定律计算；当电路中电流变化时，则用功能关系或能量守恒定律计算解决感应电路综合问题的一般思路是“先电后力”，即：先作“源”的分析分析电路中由电磁感应所产生的“电源”，求出电源参数E和r；接着进行“路”的分析分析电路结构，弄清串、并联关系，求出相关部分的电流大小，以便求解安培力；然后是“力”的分析分析研究对象(通常是金属棒、导体、线圈等)的受力情况，尤其注意其所受的安培力；接着进行“运动状态”的分析根据力和运动的关系，判断出正确的运动模型；最后是“能量”的分析寻找电磁感应过程和研究对象的运动过程中，其能
4、量转化和守恒的关系高考题型1楞次定律和电磁感应定律的应用例1(多选)(2017山东模拟)如图2所示，竖直面内有一个闭合导线框ACDE(由细软导线制成)挂在两固定点A、D上，水平线段AD为半圆的直径，在导线框的E处有一个动滑轮，动滑轮下面挂一重物，使导线处于绷紧状态在半圆形区域内，有磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的有界匀强磁场设导线框的电阻为r，圆的半径为R，在将导线上的C点以恒定角速度(相对圆心O)从A点沿圆弧移动的过程中，若不考虑导线中电流间的相互作用，则下列说法正确的是()图2A在C从A点沿圆弧移动到D点的过程中，导线框中感应电流的方向先逆时针，后顺时针B在C从A点沿圆弧移动到图中A
5、DC30位置的过程中，通过导线上C点的电荷量为C当C沿圆弧移动到圆心O的正上方时，导线框中的感应电动势最大D在C从A点沿圆弧移动到D点的过程中，导线框中产生的电热为答案ABD解析由题意知，在C从A点沿圆弧移动到D点的过程中，直角三角形的面积先增大后减少，穿过直角三角形的磁通量先增大后减少，由楞次定律知导线框中感应电流的方向先逆时针，后顺时针，则A项正确；在C从A点沿圆弧移动到图中ADC30位置的过程中，通过导线上C点的电荷量qItt，则B项正确；设DC与AD间夹角为，通过导线框的磁通量B2Rsin 2Rcos 2R2Bsin cos R2Bsin 2，所以通过导线框的磁通量表达式为R2Bsin
6、 t，当C沿圆弧移动到圆心O的正上方时，导线框中的磁通量最大，而感应电动势为零，则C项错误；在C从A点沿圆弧移动到D点的过程中，对t的表达式求导得ER2Bcos t，产生的热量为Q，则D项正确1求感应电动势的两种方法(1)En，用来计算感应电动势的平均值(2)EBLv或EBL2，主要用来计算感应电动势的瞬时值2判断感应电流方向的两种方法(1)利用右手定则，即根据导体在磁场中做切割磁感线运动的情况进行判断(2)利用楞次定律，即根据穿过回路的磁通量的变化情况进行判断3楞次定律中“阻碍”的四种表现形式(1)阻碍磁通量的变化“增反减同”(2)阻碍相对运动“来拒去留”(3)使线圈面积有扩大或缩小的趋势“
7、增缩减扩”(4)阻碍电流的变化(自感现象)“增反减同”1(2017全国卷15)如图3，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()图3APQRS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中沿顺时针方向答案D解析金属杆PQ突然向右运动，在运动开始的瞬间，闭合回路PQRS中磁场方向垂直
8、纸面向里，磁通量增大，由楞次定律可判断，闭合回路PQRS中感应电流产生的磁场垂直纸面向外，由安培定则可判断感应电流方向为逆时针方向；由于闭合回路PQRS中感应电流产生的磁场方向垂直纸面向外，与原磁场方向相反，则T中磁通量减小，由楞次定律可判断，T中感应电流产生的磁场方向垂直纸面向里，由安培定则可知T中感应电流方向为顺时针方向，选项D正确2(多选)(2017江西鹰潭市一模)如图4甲所示，一个匝数为n的圆形线圈(图中只画了2匝)，面积为S，线圈的电阻为R，在线圈外接一个阻值为R的电阻和一个理想电压表，将线圈放入垂直线圈平面指向纸内的磁场中，磁感应强度随时间变化规律如图乙所示，下列说法正确的是()图
9、4A0t1时间内线圈中感应电流沿逆时针方向B0t1时间内电压表的读数为Ct1t2时间内R上的电流为Dt1t2时间内P端电势高于Q端电势答案AC解析0t1时间内，穿过线圈的磁通量增大，根据楞次定律可知线圈中感应电流沿逆时针方向，故A正确；0t1时间内线圈产生的感应电动势EnnSnS，电压表的示数等于电阻R两端的电压UIRR，故B错误；t1t2时间内线圈产生的感应电动势EnnS，根据闭合电路的欧姆定律I，故C正确；t1t2时间内，磁通量减小，根据楞次定律，感应电流沿顺时针方向，线圈相当于电源，上端为负极，下端为正极，所以P端电势低于Q端电势，故D错误来源:学科网ZXXK高考题型2电磁感应图象问题例
10、2(多选)(2017全国卷20)两条平行虚线间存在一匀强磁场，磁感应强度方向与纸面垂直边长为0.1 m、总电阻为0.005 的正方形导线框abcd位于纸面内，cd边与磁场边界平行，如图5(a)所示已知导线框一直向右做匀速直线运动，cd边于t0时刻进入磁场线框中感应电动势随时间变化的图线如图(b)所示(感应电流的方向为顺时针时，感应电动势取正)下列说法正确的是()图5A磁感应强度的大小为0.5 TB导线框运动的速度的大小为0.5 m/sC磁感应强度的方向垂直于纸面向外D在t0.4 s至t0.6 s这段时间内，导线框所受的安培力大小为0.1 N答案BC解析由E-t图象可知，导线框经过0.2 s全部
11、进入磁场，则速度v m/s0.5 m/s，选项B正确；由图象可知，E0.01 V，根据EBlv得，B T0.2 T，选项A错误；根据右手定则及正方向的规定可知，磁感应强度的方向垂直于纸面向外，选项C正确；在t0.4 s至t0.6 s这段时间内，导线框中的感应电流I A2 A, 所受的安培力大小为FBIl0.220.1 N0.04 N，选项D错误1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(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
12、物理过程对应2常用解决电磁感应图象问题的“两个方法”来源:学科网(1)排除法；(2)函数法 3.(2017贵州毕节市模拟)如图6所示，圆心为O、圆心角为90的扇形导线框N位于纸面内(竖直面)，过O的水平面上方足够大区域内有一匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里现使线框N在t0时从图示位置开始，绕垂直于纸面、且过圆心O的轴逆时针匀速转动下列可能正确表示此导线框中感应电流i随时间t变化关系的图象是()图6答案C解析当线框进入磁场时，切割的有效长度为半圆的半径，即电动势及电流大小不变，由右手定则可知，电流为逆时针，当线框全部进入磁场后，穿过线框的磁通量不变，无感应电流离开磁场时，电流为顺时针4(多选)(2
13、017辽宁锦州市模拟)图7甲为固定在匀强磁场中的正三角形导线框abc，磁场的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规定垂直纸面向里为磁场的正方向，abca的方向为线框中感应电流的正方向，水平向右为安培力的正方向，关于线框中的电流I与ab边所受的安培力F随时间t变化的图象(图中不考虑2 s末线框中的电流及ab边的受力情况)，下列各图正确的是()图7答案AD解析线框中的感应电流决定于磁感应强度B随时间t的变化率，01 s时间内，B均匀增大，均匀增大，由右手定则可知线框中的感应电流沿逆时针方向，因而是恒定的正值，B均匀增加，故安培力均匀增加，根据左手定则可知ab边所受安培
14、力方向向右，为正值.12 s、23 s穿过线框的磁通量不变，所以无感应电流，安培力为0；34 s根据楞次定律得感应电流沿逆时针方向，因而是正值且大小恒定，同样B均匀减小，故安培力均匀减小，根据左手定则可知ab边所受安培力方向向左，为负值高考题型3动力学观点和能量观点的应用例3(2017四川资阳市4月模拟)如图8所示，一足够大的倾角30的粗糙斜面上有一个粗细均匀的由同种材料制成的金属线框abcd，线框的质量m0.6 kg，其电阻值R1.0 ，ab边长L11 m，bc边长L22 m，与斜面之间的动摩擦因数.斜面以EF为界，EF上侧有垂直于斜面向上的匀强磁场一质量为M的物体用绝缘细线跨过光滑定滑轮与线框相连，连接线框的细线与斜面平行且细线最初处于松弛状态现先释放线框再释放物体，当cd边离开磁场时线框即以v2 m/s的速度匀速下滑，在ab边运动到EF位置时，细线恰好被拉直绷紧(时间极短)，随即物体和线框一起匀速运动，t1 s后开始做匀加速运动取g10 m/s2，求：图8(1)匀强磁场的磁感应强度B的大小；(2)细绳绷紧前，M下降的高度H；(3)系统在线框cd边离开磁场至重新进入磁场过程中
