高考物理二轮复习电磁感应复习课件
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高三物理二轮专题复习讲座：电磁感应(共157张PPT)
注意：两种分力的合力分别充当安培力和非静电力
一个电阻为R的长方形线圈abed沿着磁针所指的南 北方向平放在北半球的一个水平桌面上，ab=l1， bc=l2．现突然将线圈翻转180°，使ab与dc互换位 置，测得导线中流过的电量为Q1．然后维持ad边不 动，将线圈绕ad边转动，使之突然竖直，这次测得 导线中流过的电量为Q2，试求该处地磁场的磁感强 度的大小。
《电磁感应》专题讲座
细推物理须行乐，何用浮名绊此身？ -----杜甫
瑞金一中高二物理备课组
物理竞赛大纲规定的考试内容：法拉第电磁感 应定律，Lenz定律，感应电场，自感系数和互 感等。从考点内容看，电磁感应所涉及到的知 识点与常规教学基本相同，但对学生能力的要 求较高，同时对数学能力的要求和物理方法的 应用能力的要求都很高，希望同学们对于一些 经典问题能有全面的理解。
2 B1 1 2 分析： Q1 R R ' B2 1 2 B1 Q2 R R
2 B B12 B2
1 2
B
2R 2 Q12 2Q1Q2 2Q2 2l1l2
Fm
B
v
h b
－－－－－－－－－－－
E
+++++++++++++++ Fe
H
将一载流导体放在磁场中，由于洛伦兹力的作用，会使 带电粒子(或别的载流子)发生横向偏转，在磁场和电流 二者垂直的方向上出现横向电势差，这一现象称为霍尔 效应。
2
ω
O
3
l
r Δr
2
3
r 3r Δr 3r Δr Δr
3 2 2
一个电阻为R的长方形线圈abed沿着磁针所指的南 北方向平放在北半球的一个水平桌面上，ab=l1， bc=l2．现突然将线圈翻转180°，使ab与dc互换位 置，测得导线中流过的电量为Q1．然后维持ad边不 动，将线圈绕ad边转动，使之突然竖直，这次测得 导线中流过的电量为Q2，试求该处地磁场的磁感强 度的大小。
《电磁感应》专题讲座
细推物理须行乐，何用浮名绊此身？ -----杜甫
瑞金一中高二物理备课组
物理竞赛大纲规定的考试内容：法拉第电磁感 应定律，Lenz定律，感应电场，自感系数和互 感等。从考点内容看，电磁感应所涉及到的知 识点与常规教学基本相同，但对学生能力的要 求较高，同时对数学能力的要求和物理方法的 应用能力的要求都很高，希望同学们对于一些 经典问题能有全面的理解。
2 B1 1 2 分析： Q1 R R ' B2 1 2 B1 Q2 R R
2 B B12 B2
1 2
B
2R 2 Q12 2Q1Q2 2Q2 2l1l2
Fm
B
v
h b
－－－－－－－－－－－
E
+++++++++++++++ Fe
H
将一载流导体放在磁场中，由于洛伦兹力的作用，会使 带电粒子(或别的载流子)发生横向偏转，在磁场和电流 二者垂直的方向上出现横向电势差，这一现象称为霍尔 效应。
2
ω
O
3
l
r Δr
2
3
r 3r Δr 3r Δr Δr
3 2 2
高考物理二轮专题复习 第2课 电磁感应规律及其应用课件
所以：Ub＝Eb＝0.3 V；
Ec＝21Br2ωc＝0.9 V.
第十六页，共38页。
K 考题 专项 训练
所以：Uc＝Ec＝0.9 V. (3)P、R 两端的电压等于圆盘以角速度 ω 转动产生的感 应电动势．
即 UP＝UR＝12Bωr2＝0.02ω.
栏
由欧姆定律，通过 R 的电流 IR＝URR＝U3P；
动
第九页，共38页。
K 考点 精辟 解析
考点三 电磁感应(diàncí-gǎnyìng)与 电路的综合
电磁感应与电路的综合是高考的一个热点内容(nèiróng)，
两者的核心内容(nèiróng)与联系主线如图所示：
栏 目 链 接
第十页，共38页。
K 考点 精辟 解析
楞次定律：在闭合电路的部分(bù fen)导体切割磁感线产 生感应电流的问题中，机械能转化为电能，导体棒克服安培力
第三十五页，共38页。
高考二轮专题复习与测试•物理 随堂讲义•第一(dìyī)部分 专题复习
专题四 电路与电磁感应 第2课 电磁感应规律及其应用
第一页，共38页。
栏 目 链 接
第二页，共38页。
J考 点简 析
楞次定律(lénɡ cì dìnɡ lǜ)和法拉第电磁感应定律及其应
用是本课中高考的热点．它常与电路、动力学、能量转化等
电压才能导通的电子元件．流过电流表的电流I与圆盘角速
栏 目
度ω的关系如图(b)所示，其中ab段和bc段均为直线，且ab段
链 接
过坐标原点．ω>0代表圆盘逆时针转动，已知：R＝3.0 Ω，
B＝1.0 T，r＝0.2 m．忽略圆盘、电流表和导线的电阻．
第十三页，共38页。
K 考题 专项 训练
高中物理二轮复习课件电磁感应规律及其应用
感应电动势计算
运用法拉第电磁感应定律 计算双棒间的感应电动势 。
电路分析
将双棒视为电源，分析电 路中的电流、电压和功率 等物理量。
电磁感应中电容问题
1 2
电容器充放电过程
分析电容器在电磁感应过程中的充放电现象。
电容对电路的影响
探讨电容器对电路中电流、电压等物理量的影响 。
3
电容器与电磁感应的综合应用
减小误差措施
选用内阻较小的电流表和电压表；选 用电阻较小的线圈；精确调整滑动变 阻器的阻值；多次重复实验取平均值 等。
06 总结与提高
知识体系梳理
电磁感应基本规律
包括法拉第电磁感应定律、楞次定律等基本规律，以及这些规
律在电路中的具体应用。
电磁感应中的能量转化与守恒
02
分析电磁感应过程中能量转化与守恒的关系，理解能量转化与
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。
法拉第电磁感应定律的应用
动生电动势和感生电动势的产生原因和计算。
楞次定律及其理解
楞次定律内容
楞次定律的理解
感应电流的磁场阻碍引起感应电流的 原磁场的磁通量的变化。
从原磁场磁通量的变化看感应电流的 磁场，两者方向相反；从原磁场磁通 量的变化看感应电流的磁场，阻碍的 是“原磁场磁通量的变化”而不是“ 原磁场”；原磁场变化时，感应电流 的磁场可能与原磁场方向相同，也可 能与原磁场方向相反；阻碍的过程是 能量相互转化的过程。
01
导体棒切割磁感线产生感应电动势
当导体棒在磁场中做切割磁感线运动时，会在导体棒中产生感应电动势
。感应电动势的大小与导体棒的速度、磁场的磁感应强度以及导体棒与
磁场的夹角有关。
电磁感应高三二轮复习专题PPT课件 通用
高三物理二轮复习专题
电磁感应
主讲: 丁玉莉 审稿: 周继中 (江苏省镇江中学) (镇江市教育局教研室)
电磁感应是中学物理的一个重要“节点”，不少问 题涉及到力和运动、动量和能量、电路和安培力等多 方面的知识，综合性强，也是高考的重点和难点，往 往是以“压轴题”形式出现．因此，在复习中，要综 合运用前面各章知识处理问题，提高分析问题、解决 问题的能力． 本着以高考题入手，通过对例题分析探究，让学 生感知高考命题的意图，剖析学生分析问题的思路， 培养解决问题的能力．
阻 碍 安培力F
磁场对电流的作用
闭 合 电 路
Байду номын сангаас
欧 姆 定 律
感应电流I
实际上，纯力学问题中只有重力、弹力、摩擦力，电磁感应中 多一个安培力，安培力随速度变化，部分弹力及相应的摩擦力 也随之而变，导致物体的运动状态发生变化，在分析问题时要 注意上述联系．
例1.如右图所示，两根平行金属导端点P、Q用电阻可忽略的 导线相连，两导轨间的距离l=0.20 m．有随时间变化的匀强磁 场垂直于桌面，已知磁感应强度B与时间t的关系为B=kt，比例 系数k＝0.020 T／s．一电阻不计的金属杆可在导轨上无摩擦 地滑动，在滑动过程中保持与导轨垂直．在t=0时刻，轨固定 在水平桌面上，每根导轨每m的电阻为r0＝0.10Ω／m，导轨的 金属杆紧靠在P、Q端，在外力作用下，杆恒定的加速度从静 止开始向导轨的另一端滑动，求在t＝6.0 s时金属杆所受的安 培力．
点评：①不要把ab两端的电势差与ab棒产生的感应电动势这 两个概念混为一谈。 ②金属棒匀速运动时，拉力和安培力平衡，拉力做正功， 安培力做负功，能量守恒，外力的机械功率和回路中的热功 率相等，即 P热 Fv 0.02×4W 0.08W
电磁感应
主讲: 丁玉莉 审稿: 周继中 (江苏省镇江中学) (镇江市教育局教研室)
电磁感应是中学物理的一个重要“节点”，不少问 题涉及到力和运动、动量和能量、电路和安培力等多 方面的知识，综合性强，也是高考的重点和难点，往 往是以“压轴题”形式出现．因此，在复习中，要综 合运用前面各章知识处理问题，提高分析问题、解决 问题的能力． 本着以高考题入手，通过对例题分析探究，让学 生感知高考命题的意图，剖析学生分析问题的思路， 培养解决问题的能力．
阻 碍 安培力F
磁场对电流的作用
闭 合 电 路
Байду номын сангаас
欧 姆 定 律
感应电流I
实际上，纯力学问题中只有重力、弹力、摩擦力，电磁感应中 多一个安培力，安培力随速度变化，部分弹力及相应的摩擦力 也随之而变，导致物体的运动状态发生变化，在分析问题时要 注意上述联系．
例1.如右图所示，两根平行金属导端点P、Q用电阻可忽略的 导线相连，两导轨间的距离l=0.20 m．有随时间变化的匀强磁 场垂直于桌面，已知磁感应强度B与时间t的关系为B=kt，比例 系数k＝0.020 T／s．一电阻不计的金属杆可在导轨上无摩擦 地滑动，在滑动过程中保持与导轨垂直．在t=0时刻，轨固定 在水平桌面上，每根导轨每m的电阻为r0＝0.10Ω／m，导轨的 金属杆紧靠在P、Q端，在外力作用下，杆恒定的加速度从静 止开始向导轨的另一端滑动，求在t＝6.0 s时金属杆所受的安 培力．
点评：①不要把ab两端的电势差与ab棒产生的感应电动势这 两个概念混为一谈。 ②金属棒匀速运动时，拉力和安培力平衡，拉力做正功， 安培力做负功，能量守恒，外力的机械功率和回路中的热功 率相等，即 P热 Fv 0.02×4W 0.08W
2024届高考物理二轮复习专题课件：+电磁感应
【考向】自感、互感
A．如图甲，人造地球卫星经过地面跟踪站上空，地面接收到信号频 率先增大后减小 B．如图乙，A、B两灯均发亮，若断开开关，A灯和B灯都会立即熄灭 C．如图丙，高频感应炉是利用炉外线圈产生的热量使炉内的金属熔 化 D．如图丁，利用该装置验证向心力与角速度的关系时，要保持皮带 连接的两个塔轮半径相同
A．线圈abcd中的电流方向为顺时针B．线圈abcd中的电流
方向为逆时针C．线圈abcd受到的安培力方向与车前行方向
一致D．线圈abcd受到的安培力方向与车前行方向相反
【答案】BC 【详解】AB．当汽车保险杠撞上前面的障碍物C时，电磁缓冲器是磁场相对于保 险杠上的线圈运动，可以反过来以磁场为参考系，则保险杠上的线圈abcd相对于 磁场反方向运动，根据右手定则或楞次定律，可知线圈abcd中的电流方向为逆时 针，故A错误，B正确； CD．根据左手定则可知bc边受到的安培力方向与车前行方向一致，故C正确，D 错误。故选BC。
二、网络构建、知识梳理
“三个定则”“一个定律”的比较
名称 电流的磁效应 磁场对电流的作用
电磁感应
应用的定则或定律 安培定则 左手定则 右手定则 楞次定律
基本现象 运动电荷、电流产生磁场 磁场对运动电荷、电流有作用力 部分导体做切割磁感线运动
闭合回路磁通量变化
自感、互感问题
通电自感和断电自感的比较
B．闭合回路中的感应电动势为 k S1 2S2
C．定值电阻两端的电流大小为 k S1 S2
D．定值电阻两端的电压为
Rk
S1
R
2S2
r
Rr
例2、如图所示，水平面上有两根相距0.5m的足够长的平行金属导轨MN和PQ， 它们的电阻可忽略不计，在M和P之间接有阻值为R的定值电阻，导体棒ab长 L＝0.5m，其电阻为r，与导轨接触良好，整个装置处于方向竖直向上的匀 强磁场中，磁感应强度B＝0.4T，现使ab以＝10m/s的速度向左做匀速运动.
2025届高三物理二轮专项复习课件：电磁感应问题
A.导体框一定是减速进入磁场
B.导体框可能匀速穿过整个磁场区域
L
C.导体框穿过匀强磁场的过程中，电阻产
生的热量为mg(L+h) 产生的热量=重力势能的较少量
D.导体框进入磁场的过程中，通过某个横
a
截面的电荷量为
∆∅
=
=
=
c
d
h
b
B
7.如图所示的电路中，电感L的自感系数很大，电阻可以忽略，D为理想二极
管，则下列说法正确的是（ BD）
A.当S闭合时， 立即变亮， 逐渐变亮
B.当S闭合时， 一直不亮， 逐渐变亮
C.当S断开时， 立即熄灭
D.当S断开时， 突然变亮，然后逐渐变暗至熄灭
D
E
S
8.(2019.河北月考）如图所示，两根光滑平行金属导轨固定在倾角为° 的
斜面上，导轨间距为L，导轨下端连接一个阻值为R的定值电阻，空间中有一
磁感应强度大小为B，方向垂直导轨所在平面向上的匀强磁场，在斜面上平行
斜面固定一个轻弹簧，弹簧的劲度系数为K,弹簧上端与质量为m电阻为r，长
为L的导体杆相连，杆与导轨垂直且接触良好，导体杆中点系一轻细线，细线
平行于斜面，绕过一个光滑定滑轮后悬挂一个质量也为m的物块，初始时用
F
B
4.在导体棒ab产生的感应电流方向
是（ A ）
A. → . →
F
O
O
F
T
A
t O
F
T
B
t
O
F
C
T t
B.导体框可能匀速穿过整个磁场区域
L
C.导体框穿过匀强磁场的过程中，电阻产
生的热量为mg(L+h) 产生的热量=重力势能的较少量
D.导体框进入磁场的过程中，通过某个横
a
截面的电荷量为
∆∅
=
=
=
c
d
h
b
B
7.如图所示的电路中，电感L的自感系数很大，电阻可以忽略，D为理想二极
管，则下列说法正确的是（ BD）
A.当S闭合时， 立即变亮， 逐渐变亮
B.当S闭合时， 一直不亮， 逐渐变亮
C.当S断开时， 立即熄灭
D.当S断开时， 突然变亮，然后逐渐变暗至熄灭
D
E
S
8.(2019.河北月考）如图所示，两根光滑平行金属导轨固定在倾角为° 的
斜面上，导轨间距为L，导轨下端连接一个阻值为R的定值电阻，空间中有一
磁感应强度大小为B，方向垂直导轨所在平面向上的匀强磁场，在斜面上平行
斜面固定一个轻弹簧，弹簧的劲度系数为K,弹簧上端与质量为m电阻为r，长
为L的导体杆相连，杆与导轨垂直且接触良好，导体杆中点系一轻细线，细线
平行于斜面，绕过一个光滑定滑轮后悬挂一个质量也为m的物块，初始时用
F
B
4.在导体棒ab产生的感应电流方向
是（ A ）
A. → . →
F
O
O
F
T
A
t O
F
T
B
t
O
F
C
T t
高考物理二轮复习电磁感应定律及其应用课件
过程由能量守恒定律得 mgh＝QR＋Q 棒，由于金属棒和定值电阻的阻值相等，则 QR＝Q 棒，解得 QR＝12mgh，D 正确。故选 BD。]
求解电磁感应中动力学和能量问题的两个关键 (1)在电磁感应中，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。 (2)分析清楚有哪些力做功及这些力做功的特点，就可以知 道合外力及能量相互转化情况。
2 s 内，金属棒做匀加速直线运动，所受安培力 F 安＝B2LR2at，可知安 培力随时间均匀增大，安培力的冲量为 F 安-t 图线与坐标轴围成的面 积，即 I 安＝F安22＋0t＝2 N·s，C 错误；撤去拉力 F 后，以金属棒 ab 为研究对象，由动量定理得－B－I Lt＝mΔv，又 q＝－I t，解得 BLq＝ mvmax，又有 q＝ΔRΦ＝BRLx，其中 x 为撤去拉力 F 后棒 ab 运动的距 离，联立并代入数据解得 x＝ 6 m，D 正确。故选 AD。]
突破点三 电磁感应中的
03 力电综合
1． 2．
3．求解焦耳热 Q 的三种方法 (1)焦耳定律：Q＝I2Rt。 (2)功能关系：Q＝W 。 克服安培力 (3)能量转化：Q＝ΔE 。 其他 4．利用动量定理求感应电荷量或运动位移 如：B－I LΔt＝Δp，q＝－I ·Δt，可得 q＝BΔLp。 B2RL总2－v Δt＝Δp，x＝－v Δt，可得 x＝ΔBp2RL2总。
动力学和能量观点的应用
[典例5] (多选)(2021·山东潍坊市高考模拟考试)如图所示，MN和PQ是 两根电阻不计的光滑平行金属导轨，间距为L，导轨水平部分处在磁感应强 度大小为B的匀强磁场中，磁场方向与水平导轨平面夹角为37°，导轨右端 接一阻值为R的定值电阻，质量为m、长度为L的金属棒，垂直导轨放置， 从导轨左端高h处静止释放，进入磁场后运动一段距离停止。已知金属棒电 阻为R，与导轨间接触良好，且始终与磁场垂直，sin 37°＝0.6，cos 37° ＝0.8，重力加速度为g，则金属棒进入磁场区域后( )
求解电磁感应中动力学和能量问题的两个关键 (1)在电磁感应中，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。 (2)分析清楚有哪些力做功及这些力做功的特点，就可以知 道合外力及能量相互转化情况。
2 s 内，金属棒做匀加速直线运动，所受安培力 F 安＝B2LR2at，可知安 培力随时间均匀增大，安培力的冲量为 F 安-t 图线与坐标轴围成的面 积，即 I 安＝F安22＋0t＝2 N·s，C 错误；撤去拉力 F 后，以金属棒 ab 为研究对象，由动量定理得－B－I Lt＝mΔv，又 q＝－I t，解得 BLq＝ mvmax，又有 q＝ΔRΦ＝BRLx，其中 x 为撤去拉力 F 后棒 ab 运动的距 离，联立并代入数据解得 x＝ 6 m，D 正确。故选 AD。]
突破点三 电磁感应中的
03 力电综合
1． 2．
3．求解焦耳热 Q 的三种方法 (1)焦耳定律：Q＝I2Rt。 (2)功能关系：Q＝W 。 克服安培力 (3)能量转化：Q＝ΔE 。 其他 4．利用动量定理求感应电荷量或运动位移 如：B－I LΔt＝Δp，q＝－I ·Δt，可得 q＝BΔLp。 B2RL总2－v Δt＝Δp，x＝－v Δt，可得 x＝ΔBp2RL2总。
动力学和能量观点的应用
[典例5] (多选)(2021·山东潍坊市高考模拟考试)如图所示，MN和PQ是 两根电阻不计的光滑平行金属导轨，间距为L，导轨水平部分处在磁感应强 度大小为B的匀强磁场中，磁场方向与水平导轨平面夹角为37°，导轨右端 接一阻值为R的定值电阻，质量为m、长度为L的金属棒，垂直导轨放置， 从导轨左端高h处静止释放，进入磁场后运动一段距离停止。已知金属棒电 阻为R，与导轨间接触良好，且始终与磁场垂直，sin 37°＝0.6，cos 37° ＝0.8，重力加速度为g，则金属棒进入磁场区域后( )
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面固定放置的平行金属板MN连接，如图5甲所示.导线PQ中通有正弦交变电流i，i的
变化如图乙所示，规定从Q到P为电流的正方向，则在1～2 s内
√A.M板带正电，且电荷量增加
B.M板带正电，且电荷量减小
C.M板带负电，且电荷量增加
D.M板带负电，且电荷量减小 图5
解析 在1～2 s内，穿过金属圆环的磁场垂直于纸面向里，磁感应强度变小，穿过金 属圆环的磁通量变小，磁通量的变化率变大.假设环闭合，由楞次定律可知感应电流 磁场与原磁场方向相同，即感应电流磁场方向垂直于纸面向里，然后由安培定则可 知感应电流沿顺时针方向，由法拉第电磁感应定律可知感应电动势增大，由此可知 M板电势高，带正电，电荷量增加，故A正确，B、C、D错误.
而切割磁感线，产生的感应电动势E＝
1 2
Bl2ω.
图1
3.感应电荷量的计算
回路中磁通量发生变化时，在Δt时间内迁移的电荷量(感应电荷量)为q＝I·Δt＝ ER·Δt＝nRΔΔΦt·Δt＝nΔRΦ. 可见，q仅由回路电阻R和 磁通量 的变化量ΔΦ决定，与 发生磁通量变化的时间Δt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.
第一部分 专题六 电磁感应和电路
高考命题轨迹
高考命题点
命题轨迹
情境图
楞次定律和法拉 第电磁感应定律 的应用
2015 1卷19,2卷15
15(1)19题 15(2)15题 16(2)20题
2016 2卷20,3卷21
16(3)21题
17(1)18题
楞次定律和 法拉第电磁 感应定律的 应用
2017 1卷18,2卷20,3卷15
B、C正确.
例2 (多选)(2019·全国卷Ⅰ·20)空间存在一方向与纸面垂直、大小随时间变化的匀强
磁场，其边界如图4(a)中虚线MN所示.一硬质细导线的电阻率为ρ、横截面积为S，将该
导线做成半径为r的圆环固定在纸面内，圆心O在MN上.t＝0时磁感应强度的方向如图
(a)所示；磁感应强度B随时间t的变化关系如图(b)所示.则在t＝0到t＝t1的时间间隔内
17(2)20题 17(3)15题 18(1)17题
楞次定律和 法拉第电磁 感应定律的 应用
2018
1卷17、19,2卷 18,3卷20
18(1)19题
18(2)18题
18(3)20题
楞次定律和 法拉第电磁 感应定律的 2019 1卷20,3卷14 应用
电磁感应中 动力学问题 2016 1卷24,2卷24 分析
当线框在上部磁场中匀速运动时：F 安＝mgsin θ＝B2RL2v，
当ab边刚越过边界ff′时，由于线框的ab边和cd边产生同方向感应电动势，则回路 的感应电动势加倍，感应电流加倍，每个边受到的安培力加倍，则此时：4F安－ mgsin θ＝ma，解得线框的加速度为a＝3gsin θ，选项B错误；
当 ab 边进入下部磁场再次做匀速运动时：2B2BLRv′L＝mgsin θ，解得 v′＝14v，选项 C
＝B20R2Lt03，故 A 正确； 根据楞次定律，可知，0～t0时间内，导线框中电流的方向始终为abcda，故B错误； 0～t0 时间内，通过导线框某横截面的电荷量为：q＝ΔRΦ＝B2R0L2＝B20RL2，故 C 错误；
由焦耳定律得，0~t0 时间内导线框产生的热量为：：Q＝B40R2Lt04，故 D 正确.
这样可以在电梯突然坠落时减小对人员的伤害.关于该装置，下列说法正确的是
A.当电梯突然坠落时，该安全装置可使电梯停在空中
√B.当电梯坠落至永久磁铁在图示位置时，闭合线圈A、B中的电流
方向相反
C.当电梯坠落至永久磁铁在图示位置时，只有闭合线圈A在阻碍
电梯下落
图2
D.当电梯坠落至永久磁铁在图示位置时，只有闭合线圈B在阻碍电梯下落
拓展训练3 (多选)(2019·贵州黔东南州第一次模拟)如图6甲所示，单匝正方形导线框 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、t0均为已知量.已知导线框的边长为L，总电阻为R，则下列 说法中正确的是
√A.t0 时刻，ab 边受到的安培力大小为B20R2Lt03
2.感应电动势的计算
(1)法拉第电磁感应定律：E＝n
ΔΦ，常用于计算感应电动势的 Δt
平均值
.
①若B变，而S不变，则E＝n ΔB S； Δt
②若S变，而B不变，则E＝nB ΔS . Δt
(2)导体棒垂直切割磁感线：E＝Blv，主要用于求感应电动势的 瞬时 值.
(3)如图1所示，导体棒Oa围绕棒的一端O在垂直匀强磁场的平面内做匀速圆周运动
答案 见解析
解析 cd棒先做加速度逐渐减小的加速运动，当cd棒所受重力与滑动摩擦力相等时， 速度达到最大，然后做加速度逐渐增大的减速运动，最后停止运动， 当cd棒速度达到最大时，有m2g＝μFN 又FN＝F安 F安＝BIL
I＝ER＝BLRvm，vm＝at0
整理解得 t0＝μmB22gLR2a＝2பைடு நூலகம்s
速度为g，则
√A.在ab进入上部磁场过程中的电流方向为adcba
B.当ab边刚越过边界ff′时，线框的加速度为gsin θ
√C.ab边进入下部磁场再次做匀速运动的速度为
1 4
v
D.从ab边进入磁场到ab边进入下部磁场再次做匀速运动的过程中，
图8
减少的动能等于线框中产生的焦耳热
解析 根据楞次定律可知，在ab边进入上部磁场过程中的电流方向为adcba，选项 A正确；
规律方法提炼
解决感应电路综合问题的一般思路是“先电后力”，即： 1.“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； 2.“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； 3.“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，建立正确的运动模型； 4.“动量”和“能量”的分析——寻找电磁感应过程和研究对象的运动过程中， 其能量转化和守恒的关系，并判断系统动量是否守恒.
A.圆环所受安培力的方向始终不变
√B.圆环中的感应电流始终沿顺时针方向
√C.圆环中的感应电流大小为
B0rS 4t0ρ
D.圆环中的感应电动势大小为
B0πr2 4t0
图4
解析 在0～t0时间内，磁感应强度减小，根据楞次定律可知感应电流的方向为顺时针， 圆环所受安培力水平向左；在t0～t1时间内，磁感应强度反向增大，感应电流的方向仍 为顺时针，圆环所受安培力水平向右，所以选项A错误，B正确；
过线圈，其磁感应强度均匀增加.下列说法正确的是
A.c点电势高于d点电势
√B.c点电势低于d点电势 √C.感应电流方向由c→受电线圈→d
D.感应电流方向由d→受电线圈→c
图3
解析 根据楞次定律可知，受电线圈内部产生的感应电流方向为俯视顺时针，受电线
圈中感应电流方向由c经受电线圈到d，所以c点的电势低于d点的电势，故A、D错误，
19(1)20题 16(1)24题 16(2)24题
电磁感应 中的动力 学和能量 问题
2016
3卷25
16(3)25题
相关知识链接
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)使线圈面积有扩大或缩小的趋势(增缩减扩). (4)阻碍 原电流 的变化(自感现象).
根据法拉第电磁感应定律得 E＝ΔΔΦt ＝12πr2·Bt00＝B20πt0r2， 由 R＝ρSl 可得 R＝ρ2Sπr，根据欧姆定律可得 I＝ER＝B40t0rρS，所以选项 C 正确，D 错误.
拓展训练2 (2019·安徽蚌埠市第二次质检)同一平面内固定有一长直导线PQ和一带缺
口的刚性金属圆环，在圆环的缺口两端引出两根导线，分别与两块垂直于圆环所在平
内容索引
NEIRONGSUOYIN
高考题型1 楞次定律和法拉第电磁感应定律的应用 高考题型2 电磁感应中的动力学问题分析 高考题型3 电磁感应中的动力学和能量问题分析
高考题型1
楞次定律和法拉第电磁感应定律的应用
题型：选择题：5年5考
1.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，即根据穿过闭合回路的磁通量的变化情况进行判断.
解析 若电梯突然坠落，闭合线圈A、B内的磁感应强度发生变化，将在线圈中产生 感应电流，感应电流会阻碍磁铁的相对运动，可起到应急避险作用，但不能阻止磁铁 的运动，故A错误； 当电梯坠落至永久磁铁在题图所示位置时，闭合线圈A中向上的磁场减弱，感应电流 的方向从上向下看是逆时针方向，闭合线圈B中向上的磁场增强，感应电流的方向从 上向下看是顺时针方向，可知闭合线圈A与B中感应电流方向相反，故B正确； 结合A的分析可知，当电梯坠落至永久磁铁在题图所示位置时，闭合线圈A、B都在阻 碍电梯下落，故C、D错误.
2.求感应电动势的两种方法 (1)E＝nΔΔΦt ，用来计算感应电动势的平均值，常用来求解电荷量. (2)E＝Blv 或 E＝12Bl2ω，主要用来计算感应电动势的瞬时值.
例1 (2019·湖南衡阳市第一次联考)如图2所示是某研究性学习小组的同学设计的电
梯坠落的应急安全装置，在电梯挂厢上安装永久磁铁，并在电梯的井壁上铺设线圈，
高考题型2
电磁感应中的动力学问题分析
题型：计算题：5年1考
例3 (2019·河南名校联盟高三下学期2月联考)相距L＝1.5 m的足够长金属导轨竖直放 置，质量为m1＝1 kg的金属棒ab和质量为m2＝0.27 kg的金属棒cd均通过棒两端的套环 水平地套在金属导轨上，如图7(a)所示，虚线上方磁场方向垂直纸面向里，虚线下方磁 场方向竖直向下，两处磁场磁感应强度大小相同.ab棒光滑，cd棒与导轨间的动摩擦因 数为μ＝0.75，两棒总电阻为1.8 Ω，导轨电阻不计，ab棒在方向竖直向上，大小按图(b) 所示规律变化的外力F作用下，从静止开始，沿导轨匀加速运动，同时cd棒也由静止释 放(取g＝10 m/s2). (1)求磁感应强度B的大小和ab棒加速度大小； 答案 见解析
变化如图乙所示，规定从Q到P为电流的正方向，则在1～2 s内
√A.M板带正电，且电荷量增加
B.M板带正电，且电荷量减小
C.M板带负电，且电荷量增加
D.M板带负电，且电荷量减小 图5
解析 在1～2 s内，穿过金属圆环的磁场垂直于纸面向里，磁感应强度变小，穿过金 属圆环的磁通量变小，磁通量的变化率变大.假设环闭合，由楞次定律可知感应电流 磁场与原磁场方向相同，即感应电流磁场方向垂直于纸面向里，然后由安培定则可 知感应电流沿顺时针方向，由法拉第电磁感应定律可知感应电动势增大，由此可知 M板电势高，带正电，电荷量增加，故A正确，B、C、D错误.
而切割磁感线，产生的感应电动势E＝
1 2
Bl2ω.
图1
3.感应电荷量的计算
回路中磁通量发生变化时，在Δt时间内迁移的电荷量(感应电荷量)为q＝I·Δt＝ ER·Δt＝nRΔΔΦt·Δt＝nΔRΦ. 可见，q仅由回路电阻R和 磁通量 的变化量ΔΦ决定，与 发生磁通量变化的时间Δt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.
第一部分 专题六 电磁感应和电路
高考命题轨迹
高考命题点
命题轨迹
情境图
楞次定律和法拉 第电磁感应定律 的应用
2015 1卷19,2卷15
15(1)19题 15(2)15题 16(2)20题
2016 2卷20,3卷21
16(3)21题
17(1)18题
楞次定律和 法拉第电磁 感应定律的 应用
2017 1卷18,2卷20,3卷15
B、C正确.
例2 (多选)(2019·全国卷Ⅰ·20)空间存在一方向与纸面垂直、大小随时间变化的匀强
磁场，其边界如图4(a)中虚线MN所示.一硬质细导线的电阻率为ρ、横截面积为S，将该
导线做成半径为r的圆环固定在纸面内，圆心O在MN上.t＝0时磁感应强度的方向如图
(a)所示；磁感应强度B随时间t的变化关系如图(b)所示.则在t＝0到t＝t1的时间间隔内
17(2)20题 17(3)15题 18(1)17题
楞次定律和 法拉第电磁 感应定律的 应用
2018
1卷17、19,2卷 18,3卷20
18(1)19题
18(2)18题
18(3)20题
楞次定律和 法拉第电磁 感应定律的 2019 1卷20,3卷14 应用
电磁感应中 动力学问题 2016 1卷24,2卷24 分析
当线框在上部磁场中匀速运动时：F 安＝mgsin θ＝B2RL2v，
当ab边刚越过边界ff′时，由于线框的ab边和cd边产生同方向感应电动势，则回路 的感应电动势加倍，感应电流加倍，每个边受到的安培力加倍，则此时：4F安－ mgsin θ＝ma，解得线框的加速度为a＝3gsin θ，选项B错误；
当 ab 边进入下部磁场再次做匀速运动时：2B2BLRv′L＝mgsin θ，解得 v′＝14v，选项 C
＝B20R2Lt03，故 A 正确； 根据楞次定律，可知，0～t0时间内，导线框中电流的方向始终为abcda，故B错误； 0～t0 时间内，通过导线框某横截面的电荷量为：q＝ΔRΦ＝B2R0L2＝B20RL2，故 C 错误；
由焦耳定律得，0~t0 时间内导线框产生的热量为：：Q＝B40R2Lt04，故 D 正确.
这样可以在电梯突然坠落时减小对人员的伤害.关于该装置，下列说法正确的是
A.当电梯突然坠落时，该安全装置可使电梯停在空中
√B.当电梯坠落至永久磁铁在图示位置时，闭合线圈A、B中的电流
方向相反
C.当电梯坠落至永久磁铁在图示位置时，只有闭合线圈A在阻碍
电梯下落
图2
D.当电梯坠落至永久磁铁在图示位置时，只有闭合线圈B在阻碍电梯下落
拓展训练3 (多选)(2019·贵州黔东南州第一次模拟)如图6甲所示，单匝正方形导线框 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、t0均为已知量.已知导线框的边长为L，总电阻为R，则下列 说法中正确的是
√A.t0 时刻，ab 边受到的安培力大小为B20R2Lt03
2.感应电动势的计算
(1)法拉第电磁感应定律：E＝n
ΔΦ，常用于计算感应电动势的 Δt
平均值
.
①若B变，而S不变，则E＝n ΔB S； Δt
②若S变，而B不变，则E＝nB ΔS . Δt
(2)导体棒垂直切割磁感线：E＝Blv，主要用于求感应电动势的 瞬时 值.
(3)如图1所示，导体棒Oa围绕棒的一端O在垂直匀强磁场的平面内做匀速圆周运动
答案 见解析
解析 cd棒先做加速度逐渐减小的加速运动，当cd棒所受重力与滑动摩擦力相等时， 速度达到最大，然后做加速度逐渐增大的减速运动，最后停止运动， 当cd棒速度达到最大时，有m2g＝μFN 又FN＝F安 F安＝BIL
I＝ER＝BLRvm，vm＝at0
整理解得 t0＝μmB22gLR2a＝2பைடு நூலகம்s
速度为g，则
√A.在ab进入上部磁场过程中的电流方向为adcba
B.当ab边刚越过边界ff′时，线框的加速度为gsin θ
√C.ab边进入下部磁场再次做匀速运动的速度为
1 4
v
D.从ab边进入磁场到ab边进入下部磁场再次做匀速运动的过程中，
图8
减少的动能等于线框中产生的焦耳热
解析 根据楞次定律可知，在ab边进入上部磁场过程中的电流方向为adcba，选项 A正确；
规律方法提炼
解决感应电路综合问题的一般思路是“先电后力”，即： 1.“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； 2.“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； 3.“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，建立正确的运动模型； 4.“动量”和“能量”的分析——寻找电磁感应过程和研究对象的运动过程中， 其能量转化和守恒的关系，并判断系统动量是否守恒.
A.圆环所受安培力的方向始终不变
√B.圆环中的感应电流始终沿顺时针方向
√C.圆环中的感应电流大小为
B0rS 4t0ρ
D.圆环中的感应电动势大小为
B0πr2 4t0
图4
解析 在0～t0时间内，磁感应强度减小，根据楞次定律可知感应电流的方向为顺时针， 圆环所受安培力水平向左；在t0～t1时间内，磁感应强度反向增大，感应电流的方向仍 为顺时针，圆环所受安培力水平向右，所以选项A错误，B正确；
过线圈，其磁感应强度均匀增加.下列说法正确的是
A.c点电势高于d点电势
√B.c点电势低于d点电势 √C.感应电流方向由c→受电线圈→d
D.感应电流方向由d→受电线圈→c
图3
解析 根据楞次定律可知，受电线圈内部产生的感应电流方向为俯视顺时针，受电线
圈中感应电流方向由c经受电线圈到d，所以c点的电势低于d点的电势，故A、D错误，
19(1)20题 16(1)24题 16(2)24题
电磁感应 中的动力 学和能量 问题
2016
3卷25
16(3)25题
相关知识链接
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)使线圈面积有扩大或缩小的趋势(增缩减扩). (4)阻碍 原电流 的变化(自感现象).
根据法拉第电磁感应定律得 E＝ΔΔΦt ＝12πr2·Bt00＝B20πt0r2， 由 R＝ρSl 可得 R＝ρ2Sπr，根据欧姆定律可得 I＝ER＝B40t0rρS，所以选项 C 正确，D 错误.
拓展训练2 (2019·安徽蚌埠市第二次质检)同一平面内固定有一长直导线PQ和一带缺
口的刚性金属圆环，在圆环的缺口两端引出两根导线，分别与两块垂直于圆环所在平
内容索引
NEIRONGSUOYIN
高考题型1 楞次定律和法拉第电磁感应定律的应用 高考题型2 电磁感应中的动力学问题分析 高考题型3 电磁感应中的动力学和能量问题分析
高考题型1
楞次定律和法拉第电磁感应定律的应用
题型：选择题：5年5考
1.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，即根据穿过闭合回路的磁通量的变化情况进行判断.
解析 若电梯突然坠落，闭合线圈A、B内的磁感应强度发生变化，将在线圈中产生 感应电流，感应电流会阻碍磁铁的相对运动，可起到应急避险作用，但不能阻止磁铁 的运动，故A错误； 当电梯坠落至永久磁铁在题图所示位置时，闭合线圈A中向上的磁场减弱，感应电流 的方向从上向下看是逆时针方向，闭合线圈B中向上的磁场增强，感应电流的方向从 上向下看是顺时针方向，可知闭合线圈A与B中感应电流方向相反，故B正确； 结合A的分析可知，当电梯坠落至永久磁铁在题图所示位置时，闭合线圈A、B都在阻 碍电梯下落，故C、D错误.
2.求感应电动势的两种方法 (1)E＝nΔΔΦt ，用来计算感应电动势的平均值，常用来求解电荷量. (2)E＝Blv 或 E＝12Bl2ω，主要用来计算感应电动势的瞬时值.
例1 (2019·湖南衡阳市第一次联考)如图2所示是某研究性学习小组的同学设计的电
梯坠落的应急安全装置，在电梯挂厢上安装永久磁铁，并在电梯的井壁上铺设线圈，
高考题型2
电磁感应中的动力学问题分析
题型：计算题：5年1考
例3 (2019·河南名校联盟高三下学期2月联考)相距L＝1.5 m的足够长金属导轨竖直放 置，质量为m1＝1 kg的金属棒ab和质量为m2＝0.27 kg的金属棒cd均通过棒两端的套环 水平地套在金属导轨上，如图7(a)所示，虚线上方磁场方向垂直纸面向里，虚线下方磁 场方向竖直向下，两处磁场磁感应强度大小相同.ab棒光滑，cd棒与导轨间的动摩擦因 数为μ＝0.75，两棒总电阻为1.8 Ω，导轨电阻不计，ab棒在方向竖直向上，大小按图(b) 所示规律变化的外力F作用下，从静止开始，沿导轨匀加速运动，同时cd棒也由静止释 放(取g＝10 m/s2). (1)求磁感应强度B的大小和ab棒加速度大小； 答案 见解析