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1、高中物理-电磁感应交流电复习方略及真题讲解考纲定位内容要求见2022年高考真题练习1.电磁感应和楞次定律探究影响感应电流方向的因素，理解楞次定律.2.法拉第电磁感应定律通过实验，理解法拉第电磁感应定律.3.自感和涡流通过实验，了解自感现象和涡流现象能举例说明自感现象和涡流现象在生产生活中的应用.知识重现一、关于电磁感应的几个基本问题1电磁感应现象利用磁场产生电流(或电动势)的现象，叫电磁感应现象所产生的电流叫感应电流，所产生的电动势叫感应电动势2产生感应电流的条件(1)当穿过电路的磁通量发生变化时就将发生电磁感应现象，电路里产生感应电动势如果电路闭合，则产生感应电流(2)当导体在磁场中做切割磁
2、感线的运动时将发生电磁感应现象，导体里产生感应电动势如果做切割磁感线运动的导体是某闭合电路的一部分，则电路里将产生感应电流产生感应电动势的那部分导体相当于电源应指出的是：闭合电路的一部分做切割磁感线运动时，穿过闭合电路的磁通量也将发生变化所以上述两个条件从根本上还应归结为磁通量的变化如图所示，如果矩形线圈abcd在匀强磁场中以速度v平动时，尽管线圈的bc和ad边都在做切割磁感线运动，但由于穿过线圈的磁通量没有变，所以线圈回路中没有感应电流3发生电磁感应现象的理论解释(1)导体在磁场中做切割磁感线运动而发生的电磁感应现象，可以用运动电荷在磁场中受到洛伦兹力的作用来解释(2)磁场变化使穿过磁场中闭
3、合回路的磁通量改变而发生的电磁感应现象，可以用麦克斯韦的电磁场理论来解释二、感应电流方向的判断1右手定则使用方法如图所示右手定则适用于导体切割磁感线(平动或转动)产生的感应电流方向的判定2楞次定律(1)内容：感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化楞次定律主要用来判断感应电流的方向它涉及两个磁场，感应电流的磁场(新产生的磁场)和引起感应电流的磁场(原来就有的磁场)，前者和后者的关系不是“同向”和“反向”的简单关系，而是前者“阻碍”后者“变化”的关系(2)对“阻碍”意义的理解理解角度解释谁阻碍谁“感应电流的磁场”阻碍“产生感应电流的原磁场”的磁通量的变化阻碍什么阻碍的是穿过回路的“磁通量
4、的变化”，而不是磁通量本身如何阻碍原磁通量增加时，阻碍增加(感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，起抵消作用)；原磁通量减少时，阻碍减少(感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，起补偿作用)，简称“增反减同”结果如何阻碍并不是阻止，只是延缓了磁通量的变化，结果是阻而未止3.楞次定律和右手定则的区别(1)判断感应电流的方向时，右手定则只适用于部分导体切割磁感线的情况，楞次定律适用于任何情况(2)楞次定律的研究对象是整个回路，而右手定则却是一段做切割磁感线运动的导体但二者是统一的(3)用到楞次定律必定要用安培定则(判断感应电流产生的磁场方向，或由磁场方向判断感应电流)三、感应电动势的大小1感应电动势(1
5、)感应电动势：在电磁感应现象中产生的电动势产生感应电动势的那部分导体相当于电源，导体的电阻相当于电源内阻(2)感应电流与感应电动势的关系：遵循闭合电路欧姆定律，即I.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表达式为En.(2)理解方向：感应电动势的方向与电源内部感应电流方向一致当t为一段时间时，E为这段时间内的平均感应电动势；当t0时，E为瞬时感应电动势；t图象的斜率为.n为线圈的匝数，与n无关，E与n有关，相当于多个电源串联磁通量变化的三种方式En(3)应用En时应注意的几个问题由于磁通量有正负之分，计算磁通量的变化时一定要规定磁通量的
6、正方向正向的磁通量增加与反向的磁通量减少产生的感应电流的方向相同公式En是求解回路某段时间内平均感应电动势的最佳选择，所求得的感应电动势是整个回路的电动势，而不是某部分导体的电动势用公式EnS求感应电动势时，S为线圈在磁场范围内垂直磁场方向的有效面积计算通过回路的电荷量：通过回路截面的电荷量q仅与n、和回路电阻R总有关，与时间长短无关推导如下：qtt.3导体切割磁感线(1)感应电动势公式：EBLv(可由法拉第电磁感应定律推出)(2)说明：上式仅适用于导体各点以相同的速度在匀强磁场中切割磁感线的情况，且L、v与B两两垂直当LB，Lv，而v与B成角时，感应电动势EBLvsin.若导线是曲折的，则L
7、应是导线的有效切割长度下图中，棒的有效长度均为ab间的距离公式EBLv中，若v是一段时间内的平均速度，则E为平均感应电动势；若v为瞬时速度，则E为瞬时感应电动势4导体转动切割磁感线如图所示，导体棒以端点为轴，在垂直于磁感线的平面内以角速度匀速转动，产生的感应电动势EBl2(用中点的线速度来计算)四、自感和涡流1自感(1)自感现象：由于通过导体的电流发生变化而引起的电磁感应现象叫自感现象(2)自感电动势：自感现象中产生的电动势叫自感电动势，EL.自感电动势和电流的变化率及自感系数L成正比自感系数由导体本身的特性决定，线圈越长，单位长度上的匝数越多，横截面积越大，它的自感系数就越大；线圈中加入铁芯
8、，自感系数也会增大(3)通电自感：通电时电流增大，阻碍电流增大，自感电动势和原来电流方向相反(4)断电自感：断电时电流减小，阻碍电流减小，自感电动势和原来电流方向相同自感线圈的特点可以总结为这样几句话：闭合时，像电阻；稳定时，像导线；断开时，像电源2涡流当线圈中的电流发生变化时，在它附近的任何导体中都会产生感应电流，这种电流像水中的旋涡，所以叫涡流规律总结一、 常用结论1. 楞次定律分四步走：一是明确原磁场方向；二是磁通量增减；三是由楞次定律（增反减同）；四是由安培定则判定感应电流方向2. 楞次定律结论：效果阻碍原因(增反减同,来去都难)3. 导体棒围绕棒的一端在垂直磁场的平面内做匀速圆周运动
9、而切割磁感线产生的电动势4. 在变加速运动中，当物体的加速度为零时，物体的速度达到最大或最小常用于导体棒的动态分析。5. 安培力做多少正功，就有多少电能转化为其他形式的能量；安培力做多少负功，就有多少其他形式的能量转化为电能，这些电能在通过纯电阻电路时，又会通过电流做功将电能转化为内能。6. 在图象（或回路面积不变时的图象）中，图线的斜率既可以反映电动势的大小，有可以反映电源的正负极。7. 电磁感应定律综合应用分五步：源、路、力、动、能8. 电磁感应中通过道题截面积电荷量9. 电磁感应中导体棒转动产生电动势E=BLV平均10. 安培力做功与能量转化E rR（1）电磁感应现象的实质是不同形式能量
10、转化的过程，产生和维持感应电流存在的过程就是其它形式的能量转化为感应电流电能的过程.（2）电动机模型：安培力做正功的过程是电能转化为其它形式能量（动能、焦耳热等）的过程，安培力做多少正功，就有多少电能转化为其它形式能量。（3）发电机模型：因为多数情况下，安培力在电磁感应现象中是以阻力的形式出现的。所以，感应电流所受到的安培力在电磁感应现象中做负功。安培力做负功的过程是其它形式能量转化为电能的过程，克服安培力做多少功，就有多少其它形式能量转化为电能.如图所示，导体棒在恒力F作用由静止开始运动。导体在达到稳定状态之前，外力移动导体所做的功，一部分用于克服安培力做功，转化为产生感应电流的电能或最后转
11、化为焦耳热；另一部分用于增加导体的动能.导体在达到稳定状态之后，外力移动导体所做的功，全部用于克服安培力做功，转化为产生感应电流的电能并最后转化为焦耳热.二、题型应用电磁感应1. 磁通量、磁通量的变化量的理解与应用2. 右手定则与楞次定律的理解与应用3. 多定则的综合应用4. 法拉第电磁感应定律的理解与应用5. 电磁感应中的四大类问题分析与计算6. （1）电路问题 （2）图像问题 （3）力学问题 （4）能量问题7. 电磁感应中运动模型：“杆+导轨”模型本章考试题型归纳与分析：考试的题型：选择题、计算题考试核心考点与题型：（1）选择题： （2）计算题电磁感应应用 电磁感应问题（源、路、力、动、能
12、）(1)动力学问题：力和运动的关系问题，其联系桥梁是磁场对感应电流的安培力。(2)电路问题：电磁感应中切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路将产生感应电动势，该导体或回路就相当于电源,这样，电磁感应的电路问题就涉及电路的分析与计算。(3)图像问题：一般可分为两类：一是由给定的电磁感应过程选出或画出相应的物理量的函数图像；二是由给定的有关物理图像分析电磁感应过程，确定相关物理量。(4)能量问题：电磁感应的过程是能量的转化与守恒的过程，产生感应电流的过程是外力做功，把机械能或其他形式的能转化为电能的过程；感应电流在电路中受到安培力作用或通过电阻发热把电能转化为机械能或电阻的内能等。思维模板：解决这
13、四种问题的基本思路如下(1)动力学问题：根据法拉第电磁感应定律求出感应电动势，然后由闭合电路欧姆定律求出感应电流，根据楞次定律或右手定则判断感应电流的方向，进而求出安培力的大小和方向，再分析研究导体的受力情况，最后根据牛顿第二定律或运动学公式列出动力学方程或平衡方程求解。(2)电路问题：明确电磁感应中的等效电路，根据法拉第电磁感应定律和楞次定律求出感应电动势的大小和方向，最后运用闭合电路欧姆定律、部分电路欧姆定律、串并联电路的规律求解路端电压、电功率等。(3)图像问题：综合运用法拉第电磁感应定律、楞次定律、左手定则、右手定则、安培定则等规律来分析相关物理量间的函数关系，确定其大小和方向及在坐标
14、系中的范围，同时注意斜率的物理意义。(4)能量问题：应抓住能量守恒这一基本规律，分析清楚有哪些力做功，明确有哪些形式的能量参与了相互转化，然后借助于动能定理、能量守恒定律等规律求解。列表总结本章学科网（北京）股份有限公司学科网（北京）股份有限公司学科网（北京）股份有限公司章节核心问题常用公式原理常用方法常见题型重要概念电磁感应 感应电流的方向 感应电流的大小 感应电流的综合应用 楞次定律 电磁感应定律 欧姆定律 导体切割磁感线感应电动势公式 左手定则 右手定则 安培定则 判定感应电流方向：楞次定律 右手定则 计算感应电动势大小：E=Blv 电磁感应定律 计算回路中电流：欧姆定律 等效画出导体切
15、割磁感线的电路图 利用楞次定律判定感应电流方向四步走：原磁场方向磁通量增减感应电流磁场方向（增反减同）感应电流方向（安培定则） 利用楞次定律结论：效果阻碍原因解题 单轨道切割磁感线模型 双轨道切割磁感线模型 计算流过导体的电荷量Q=NR 楞次定律 左手定则、右手定则、安培定则区别72022年高考真题练习1、（2022湖南卷T10）如图，间距的U形金属导轨，一端接有的定值电阻，固定在高的绝缘水平桌面上。质量均为的匀质导体棒a和b静止在导轨上，两导体棒与导轨接触良好且始终与导轨垂直，接入电路的阻值均为，与导轨间的动摩擦因数均为0.1（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），导体棒距离导轨最右端。整个空间存在竖直向下的匀
