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1、第九章 电 磁 感 应(1)从近三年高考试题考点分布可以看出，高考对本章内容的考查重点有感应电流的产生、感应电动势方向的判断、感应电动势大小的计算、自感现象和涡流现象等。(2)高考对本章知识的考查多以选择题和计算题形式出现，常以选择题形式考查基础知识、基本规律的理解和应用；计算题主要是以综合性的题目出现，考查本章知识与其他相关知识综合，如与运动、力学、能量、电路、图像等，题目综合性强，分值较重。2015 高考考向前瞻Error!Error!预计在 2015 年的高考中，本章热点仍是滑轨类问题，线框穿越有界匀强磁场问题，电磁感应图像问题，电磁感应的能量问题，其涉及的知识多，考查学生的分析综合能力
2、及运用数学知识解决物理问题的能力，命题仍会倾向于上述热点内容，侧重于本章知识与相关知识的综合应用，以大型综合题出现的可能性非常大。第 1 节电磁感应现象_楞次定律磁通量想一想如图 911 所示，在条形磁铁外套有 A、B 两个大小不同的圆环，穿过 A 环的磁通量A和穿过 B 环的磁通量 B大小关系是什么？图 911提示：AB记一记1定义磁场中穿过磁场某一面积 S 的磁感线条数定义为穿过该面积的磁通量。2公式BS。3单位1 Wb1_Tm2。试一试1.如图 912 所示，通有恒定电流的导线 MN 与闭合金属框共面，第一次将金属框由平移到，第二次将金属框绕 cd 边翻转到，设先后两次通过金属框的磁通量
3、变化分别为 1和 2，则( )图 912A12 B12C1mg，T2mgBT1mg，T2mg解析：选 A 环从位置释放下落，环经过磁铁上端和下端附近时，环中磁通量都变化，都产生感应电流，由楞次定律可知，磁铁阻碍环下落，磁铁对圆环有向上的作用力。根据牛顿第三定律，圆环对磁铁有向下的作用力，所以 T1mg，T2mg，选项 A 正确。3(2012北京高考)物理课上，老师做了一个奇妙的“跳环实验” 。如图 3，她把一个带铁芯的线圈 L、开关 S 和电源用导线连接起来后，将一金属套环置于线圈 L 上，且使铁芯穿过套环。闭合开关 S 的瞬间，套环立刻跳起。某同学另找来器材再探究此实验。他连接好电路，经重复
4、试验，线圈上的套环均未动。对比老师演示的实验，下列四个选项中，导致套环未动的原因可能是( )图 3A线圈接在了直流电源上B电源电压过高C所选线圈的匝数过多D所用套环的材料与老师的不同解析：选 D 金属套环跳起的原因是开关 S 闭合时，套环上产生的感应电流与通电线圈上的电流相互作用而引起的。无论实验用交流电还是直流电，闭合开关 S 瞬间，金属套环都会跳起。如果套环是塑料材料做的，则不能产生感应电流，也就不会受安培力作用而跳起。所以答案是 D。4(2014北京丰台期末)如图 4 是一种焊接方法的原理示意图。将圆形待焊接金属工件放在线圈中，然后在线圈中通以某种电流，待焊接工件中会产生感应电流，感应电
5、流在焊缝处产生大量的热量将焊缝两边的金属熔化，待焊工件就焊接在一起。我国生产的自行车车轮圈就是用这种办法焊接的。下列说法中正确的是( )图 4A线圈中的电流是很强的恒定电流B线圈中的电流是交变电流，且频率很高C待焊工件焊缝处的接触电阻比非焊接部分电阻小D焊接工件中的感应电流方向与线圈中的电流方向总是相反解析：选 B 线圈中的电流是交变电流，且频率很高，选项 B 正确 A 错误；待焊工件焊缝处的接触电阻比非焊接部分电阻大，选项 C 错误；根据楞次定律，当线圈中的电流增大时，焊接工件中的感应电流方向与线圈中的电流方向相反；当线圈中的电流减小时，焊接工件中的感应电流方向与线圈中的电流方向相同，选项
6、D 错误。5.如图 5 所示，均匀带正电的绝缘圆环 a 与金属圆环 b 同心共面放置，当 a 绕 O 点在其所在平面内旋转时，b 中产生顺时针方向的感应电流，且具有收缩趋势，由此可知，圆环 a( )图 5A顺时针加速旋转B顺时针减速旋转C逆时针加速旋转D逆时针减速旋转解析：选 B 由楞次定律，欲使 b 中产生顺时针电流，则 a 环内磁场应向里减弱或向外增强，a 环的旋转情况应该是顺时针减速或逆时针加速，由于 b 环又有收缩趋势，说明 a 环外部磁场向外，内部向里，故选 B。6(2014无锡检测)如图 6 所示，一个金属圆环水平放置在竖直向上的匀强磁场中，能使圆环中产生感应电流的做法是( )图
7、6A使匀强磁场均匀减少B保持圆环水平并在磁场中上下移动C保持圆环水平并在磁场中左右移动D保持圆环水平并使圆环绕过圆心的竖直轴转动解析：选 A 根据闭合回路中磁通量变化产生感应电流这一条件，能使圆环中产生感应电流的做法是使匀强磁场均匀减少，选项 A 正确。二、多项选择题7带电圆环绕圆心在圆环所在平面内旋转，在环的中心处有一闭合小线圈，小线圈和圆环在同一平面内，则( )A只要圆环在转动，小线圈内就一定有感应电流B不管圆环怎样转动，小线圈内都没有感应电流C圆环做变速转动时，小线圈内一定有感应电流D圆环做匀速转动时，小线圈内没有感应电流解析：选 CD 带电圆环旋转时，与环形电流相当，若匀速旋转，电流恒
8、定，周围磁场不变，穿过小线圈的磁通量不变，不产生感应电流，A 错 D 对；若带电圆环变速转动，相当于电流变化，周围产生变化的磁场，穿过小线圈的磁通量变化，产生感应电流，B 错 C对。8(2014淮安模拟)如图 7 所示， “U”形金属框架固定在水平面上，金属杆 ab 与框架间无摩擦，整个装置处于竖直方向的磁场中。若因磁场的变化，使杆 ab 向右运动，则磁感应强度( )图 7A方向向下并减小 B方向向下并增大C方向向上并增大 D方向向上并减小解析：选 AD 因磁场变化，发生电磁感应现象，杆 ab 中有感应电流产生，而使杆 ab受到磁场力的作用，并发生向右运动。ab 向右运动，使得闭合回路中磁通量
9、有增加的趋势，说明原磁场的磁通量必定减弱，即磁感应强度正在减小，与方向向上、向下无关。故 A、D正确，B、C 错误。9.(2014唐山摸底)如图 8 甲所示，水平放置的平行金属导轨连接一个平行板电容器 C 和电阻 R，导体棒 MN 放在导轨上且接触良好，整个装置放于垂直导轨平面的磁场中，磁感应强度 B 的变化情况如图乙所示(图示磁感应强度方向为正)，MN 始终保持静止，则 0t2时间( )图 8A电容器 C 的电荷量大小始终没变B电容器 C 的 a 板先带正电后带负电CMN 所受安培力的大小始终没变DMN 所受安培力的方向先向右后向左解析：选 AD 磁感应强度均匀变化，产生恒定电动势，电容器
10、C 的电荷量大小始终没变，选项 A 正确 B 错误；由于磁感应强度变化，MN 所受安培力的大小变化，MN 所受安培力的方向先向右后向左，选项 C 错误 D 正确。10(2014泰州期末)如图 9 甲所示，螺线管内有一平行于轴线的磁场，规定图中箭头所示方向为磁感应强度 B 的正方向，螺线管与 U 型导线框 cdef 相连，导线框 cdef 内有一半径很小的金属圆环 L，圆环与导线框 cdef 在同一平面内，当螺线管内的磁感应强度随时间按图乙所示规律变化时，下列选项中正确的是( )图 9A在 t1时刻，金属圆环 L 内的磁通量最大B在 t2时刻，金属圆环 L 内的磁通量最大C在 t1t2时间内，
11、金属圆环 L 内有逆时针方向的感应电流D在 t1t2时间内，金属圆环 L 有收缩的趋势解析：选 BD 当螺线管内的磁感应强度随时间按图乙所示规律变化时，在导线框 cdef内产生感应电动势和感应电流，在 t1时刻，感应电流为零，金属圆环 L 内的磁通量为零，选项 A 错误；在 t2时刻，感应电流最大，金属圆环 L 内的磁通量最大，选项 B 正确；由楞次定律，在 t1t2时间内，导线框 cdef 内产生逆时针方向感应电流，感应电流逐渐增大，金属圆环 L 内磁通量增大，根据楞次定律，金属圆环 L 内有顺时针方向的感应电流，选项 C错误；在 t1t2时间内，金属圆环 L 有收缩的趋势，选项 D 正确。
12、三、非选择题11(2012上海高考)为判断线圈绕向，可将灵敏电流计 G 与线圈 L 连接，如图 10 所示。已知线圈由 a 端开始绕至 b 端，当电流从电流计 G 左端流入时，指针向左偏转。图 10(1)将磁铁 N 极向下从线圈上方竖直插入 L 时，发现指针向左偏转。俯视线圈，其绕向为_(填：“顺时针”或“逆时针”)。(2)当条形磁铁从图中的虚线位置向右远离 L 时，指针向右偏转。俯视线圈，其绕向为_(填：“顺时针”或“逆时针”)。解析：(1)将磁铁 N 极向下从线圈上方竖直插入 L 时，发现指针向左偏转，说明 L 中电流从 b 到 a。根据楞次定律，L 中应该产生竖直向上的磁场。由安培定则可
13、知，俯视线圈，电流为逆时针方向，线圈其绕向为顺时针。(2)当条形磁铁从图中的虚线位置向右远离 L 时，指针向右偏转，说明 L 中电流从 a 到b。根据楞次定律，L 中应该产生竖直向上的磁场。由安培定则可知，俯视线圈，电流为逆时针方向，俯视线圈，其绕向为逆时针。答案：(1)顺时针 (2)逆时针12.磁感应强度为 B 的匀强磁场仅存在于边长为 2l 的正方形范围内，有一个电阻为 R、边长为 l 的正方形导线框 abcd，沿垂直于磁感线方向，以速度 v 匀速通过磁场，如图 11 所示，从 ab 进入磁场时开始计时，到线框离开磁场为止。图 11(1)画出穿过线框的磁通量随时间变化的图像；(2)判断线框
14、中有无感应电流。若有，答出感应电流的方向。解析：(1)进入磁场的过程中磁通量均匀地增加，完全进入以后磁通量不变，之后磁通量均匀减小，如图所示。(2)线框进入磁场阶段，磁通量增加，由楞次定律得电流方向为逆时针方向；线框在磁场中运动阶段，磁通量不变，无感应电流；线框离开磁场阶段，磁通量减小，由楞次定律得电流方向为顺时针方向。答案：见解析第 2 节法拉第电磁感应定律_自感和涡流法拉第电磁感应定律想一想将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，如图 921所示，感应电动势的大小与什么有关？感应电流的磁场方向与原磁场方向的关系怎样？图 921提示：感应电动势的大小与线圈匝数和磁通量
15、的变化快慢有关；感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化，即“增反减同” 。记一记1感应电动势(1)定义：在电磁感应现象中产生的电动势。(2)产生条件：穿过回路的磁通量发生改变，与电路是否闭合无关。(3)方向判断：感应电动势的方向用楞次定律或右手定则判断。2法拉第电磁感应定律(1)内容：闭合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。(2)公式：En，其中 n 为线圈匝数。t试一试1.穿过某线圈的磁通量随时间的变化的关系如图 922 所示，在线圈内产生感应电动势最大值的时间是( )图 922A02 s B24 sC46 s D68 s解析：选 C t 图像中，图像斜率越大，越大，感应电动势就越大。t导体切割磁感线时的感应电动势想一想 如图 923 所示，当导体棒在垂直于磁场的平面内，其一端为轴， 以角速度 匀速转动时，产生的感应电动势为多少？图 923提示：棒在时间 t 内转过的角度 t，扫过的面积 S ll l2t，1212对应的磁通量 BS Bl2t，12则棒产生的感应电动势 E Bl2。t12另外：由 EBl ，又 l, 可得 E Bl2。vv1212记一记切割方式电动势表达式说明垂直切割EBlv倾斜切割EBlvsin_ 其中 为 v 与 B 的夹角旋转切割(以一端为轴)E Bl212导体棒与磁场方向垂直磁场为
