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1、第9讲电磁感应现象及电磁感应规律的应用主要题型：选择题或计算题难度档次：选择题中等难度题、计算题难度较大电磁感应知识点较少，一般与电路知识、安培力进行简单的结合，或定性分析、或定量计算，通常涉及45个知识点电磁感应中的计算题综合了力学，电学、安培力等知识，难度较大，尤其是导体棒模型和线框模型高考热点1感应电流(1)产生条件(2)方向判断(3)“阻碍”的表现2感应电动势的计算(1)法拉第电磁感应定律：En.若B变，而S不变，则E_；若S变，而B不变，则E_，常用于计算_电动势图91(2)导体垂直切割磁感线：EBlv，主要用于求电动势的_值(3)如图91所示，导体棒Oa围绕棒的一端O在垂直磁场的平
2、面内做匀速圆周运动而切割磁感线产生的电动势E_.3电磁感应综合问题中运动的动态结构和能量转化特点(1)运动的动态结构(2)能量转化特点其他形式的能(如机械能)电能电流做功,其他形式的能(如内能)状元微博名师点睛解决电磁感应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；再进行“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，以便安培力的求解；然后是“力”的分析分析研究对象(通常是金属杆、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
3、寻找电磁感应过程和研究对象的运动过程中其能量转化和守恒的关系.考向1 【例1】 (多选)(2012江苏单科，7)某同学设计的家庭电路保护装置如图92所示，铁芯左侧线圈L1由火线和零线并行绕成当右侧线圈L2中产生电流时，电流经放大器放大后，使电磁铁吸起铁质开关K，从而切断家庭电路仅考虑L1在铁芯中产生的磁场，下列说法正确的有()图92A家庭电路正常工作时，L2中的磁通量为零B家庭电路中使用的电器增多时，L2中的磁通量不变C家庭电路发生短路时，开关K将被电磁铁吸起D地面上的人接触火线发生触电时，开关K将被电磁铁吸起解析由于零线、火线中电流方向相反，产生磁场方向相反，所以家庭电路正常工作时，L2中的
4、磁通量为零，选项A正确；家庭电路短路和用电器增多时均不会引起L2的磁通量的变化，选项B正确，C错误；地面上的人接触火线发生触电时，线圈L1中磁场变化引起L2中磁通量的变化，产生感应电流，吸起K，切断家庭电路，选项D正确答案ABD本题主要考查感应电流产生的条件、电磁感应中的互感、家庭用电常识等，着重考查学生的理解能力和分析综合能力，难度较大 矩形导线框abcd固定在匀强磁场中(如图93甲所示)，磁感线的方向与导线框所在平面垂直，规定磁场的方向垂直纸面向里，磁感应强度B随时间t变化的规律如图93乙所示，则()图93A从0到t1时间内，导线框中电流的方向为adcbaB从0到t1时间内，导线框中电流越
5、来越小C从t1到t2时间内，导线框中电流越来越大D从t1到t2时间内，导线框bc边受到安培力大小保持不变,借题发挥电磁感应现象能否发生的判断流程：(1)确定研究的闭合电路(2)弄清楚回路内的磁场分布，并确定该回路的磁通量.(3)安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律综合应用的比较基本现象应用的定则或定律运动电荷、电流产生磁场安培定则磁场对运动电荷、电流有作用力左手定则电磁感应部分导体做切割磁感线运动右手定则闭合回路磁通量变化楞次定律课堂笔记考向2 图94【例2】 (2012课标，20)如图94所示，一载流长直导线和一矩形导线框固定在同一平面内，线框在长直导线右侧，且其长边与长直导线平行已知在t
6、0到tt1的时间间隔内，直导线中电流i发生某种变化，而线框中的感应电流总是沿顺时针方向；线框受到的安培力的合力先水平向左、后水平向右设电流i正方向与图中箭头所示方向相同，则i随时间t变化的图线可能是()本题考查安培力、电磁感应现象、楞次定律的综合应用，考查考生的推理能力，难度中等图95 如图95虚线上方空间有匀强磁场，扇形导线框绕垂直于框面的轴O以角速度匀速转动，线框中感应电流方向以逆时针为正，则能正确表明线框转动一周感应电流变化情况的是(),得分技巧解决电磁感应现象中图象问题的基本方法与要点分析1基本方法(1)看清横、纵坐标表示的物理量(2)理解图象的物理意义(3)画出对应的物理图象(常采用
7、分段法、数学法来处理)2要点分析(1)定性或定量地表示出所研究问题的函数关系(2)注意横、纵坐标表达的物理量以及各物理量的单位(3)注意在图象中E、I、B等物理量的方向是通过正负值来反映的，故确定大小变化的同时，还应确定方向的变化情况3所用规律利用右手定则、左手定则、楞次定律和法拉第电磁感应定律等规律分析解决感应电流的方向和感应电流的大小图96【例3】 (2012天津理综，11)如图96所示，一对光滑的平行金属导轨固定在同一水平面内，导轨间距l0.5 m，左端接有阻值R0.3 的电阻一质量m0.1 kg，电阻r0.1 的金属棒MN放置在导轨上，整个装置置于竖直向上的匀强磁场中，磁场的磁感应强度
8、B0.4 T棒在水平向右的外力作用下，由静止开始以a2 m/s2的加速度做匀加速运动，当棒的位移x9 m时撤去外力，棒继续运动一段距离后停下来，已知撤去外力前后回路中产生的焦耳热之比Q1Q221.导轨足够长且电阻不计，棒在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触求(1)棒在匀加速运动过程中，通过电阻R的电荷量q；(2)撤去外力后回路中产生的焦耳热Q2；(3)外力做的功WF.解析(1)设棒匀加速运动的时间为t，回路的磁通量变化量为，回路中的平均感应电动势为，由法拉第电磁感应定律得其中Blx设回路中的平均电流为，由闭合电路欧姆定律得则通过电阻R的电荷量为qt联立式，代入数据得q4.5 C(
9、2)设撤去外力时棒的速度为v，对棒的匀加速运动过程，由运动学公式得v22ax设棒在撤去外力后的运动过程中安培力所做的功为W，由动能定理得W0mv2撤去外力后回路中产生的焦耳热Q2W联立式，代入数据得Q21.8 J(3)由题意知，撤去外力前后回路中产生的焦耳热之比Q1Q221，可得Q13.6 J在棒运动的整个过程中，由功能关系可知WFQ1Q2由式得WF5.4 J.答案(1)4.5 C(2)1.8 J(3)5.4 J本题考查了法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律、匀变速直线运动公式、动能定理、能量守恒定律等知识，主要考查考生的理解能力、分析综合能力本题难度较大图97 如图97所示，足够长的金属导轨
10、ABC和FED，二者相互平行且相距为L，其中AB、FE是光滑弧形导轨，BC、ED是水平放置的粗糙直导轨，在矩形区域BCDE内有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B，金属棒MN质量为m、电阻为r，它与水平导轨间的动摩擦因数为，导轨上A与F、C与D之间分别接有电阻R1、R2，且R1R2r，其余电阻忽略不计现将金属棒MN从弧形导轨上离水平部分高为h处由静止释放，最后棒在导轨水平部分上前进了距离s后静止(金属棒MN在通过轨道B、E交接处时不考虑能量损失，金属棒MN始终与两导轨垂直，重力加速度为g)，求：(1)金属棒在导轨水平部分运动时的最大加速度；(2)整个过程中电阻R1产生的焦耳热,借题发挥1巧解电磁
11、感应与力学综合题的两个基本观点(1)力的观点：是指应用牛顿第二定律和运动学公式解决问题，即选对研究对象进行受力分析，根据受力变化应用牛顿第二定律判断加速度的变化情况，最后找出求解问题的方法其流程图为：确定电源感应电流运动导体所受安培力受力情况分析合外力加速度情况运动状态的分析临界状态(2)能量的观点：动能定理、能量守恒定律在电磁感应中同样适用2能量转化及焦耳热的求法(1)能量转化(2)求解焦耳热Q的几种方法课堂笔记高考阅卷老师揭秘电磁感应中的压轴大题常考的问题有以下四个方面1电磁感应与力学综合问题2电磁感应与能量综合问题3电磁感应与电路综合问题4电磁感应与力、技术应用综合问题不论考查哪类问题，
12、实质上就两个模型模型1：电磁场中的导体棒模型(单棒)模型2：电磁场中的线框模型(含两根导体棒)模型一电磁场中的导体棒模型(单棒)图98【例1】 (2012广东理综，35)如图98所示，质量为M的导体棒ab，垂直放在相距为l的平行光滑金属导轨上导轨平面与水平面的夹角为，并处于磁感应强度大小为B、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中左侧是水平放置、间距为d的平行金属板R和Rx分别表示定值电阻和滑动变阻器的阻值，不计其他电阻(1)调节RxR，释放导体棒，当棒沿导轨匀速下滑时，求通过棒的电流I及棒的速率v.(2)改变Rx，待棒沿导轨再次匀速下滑后，将质量为m、带电量为q的微粒水平射入金属板间，若它能匀速
13、通过，求此时的Rx.解析(1)对匀速下滑的导体棒进行受力分析如图所示导体棒所受安培力F安BIl导体棒匀速下滑，所以F安Mgsin 联立式，解得I导体棒切割磁感线产生感应电动势EBlv由闭合电路欧姆定律得I，且RxR，所以I联立式，解得v(2)由题意知，其等效电路图如图所示由图知，平行金属板两板间的电压等于Rx两端的电压设两板间的电压为U，由欧姆定律知UIRx要使带电的微粒匀速通过，则mgq因为导体棒匀速下滑时的电流仍为I，所以联立式，解得Rx.答案(1)(2)思维模板解决电磁感应中综合问题的一般思路是“先电后力再能量”模型二电磁场中的线框模型(两根导体棒)1一杆静止一杆运动模型(如例2)2线框模型：当整个线框都在匀强磁场中运动时，不产生电流；线框只有一边切割磁场时，该边框两端的电压等于路端电压，而不是感应电动势图99【例2】 (2011四川卷)如图99所示，间距l0.3 m的平行金属
