高考物理二轮复习第一部分专题四电路与电磁感应第2讲电磁感应规律及其应用课件新人教版
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【精编】高三物理二轮复习 第1部分 专题4 电路与电磁感应 第2讲 电磁感应定律的综合应用课件-精心整理
解析： 进入磁场前和通过磁场后，线圈只受重力，加速
度恒为 g.设线圈下边进入磁场时速度为 v，则线圈中感应电动 势 E＝Bdv，由闭合电路欧姆定律有 I＝E/R，安培力 F＝BId， 解得：F＝B2Rd2v，若 F＝mg，则线圈匀速穿过磁场，A 项正确； 若 F＞mg，且线圈减速通过磁场，由牛顿第二定律有：B2Rd2v－ mg＝ma1，可知线圈加速度不断减小，B 项正确；若 F＜mg， 线圈在磁场中刚开始做加速运动，由牛顿第二定律有 mg－ B2Rd2v＝ma2，所以线圈加速度不断减小，当 F＝mg 时线圈匀 速运动，故 C、D 项错．
[解题指导] 解答本题时应从以下四点进行分析： (1)根据右手定则判断感应电流的方向． (2)“刚要向上滑动”说明所受摩擦力为最大摩擦力． (3)正确分析 ab 的受力，结合平衡知识、欧姆定律、感应 电动势的知识求解． (4)正确理解能量的转化，利用能量守恒定律及串联电路的 特点求 ab 上产生的热量．
答案： D
3.(多选)法拉第发明了世界上第一台发电机——法拉第圆盘 发电机，如图所示，紫铜做的圆盘水平放置在竖直向下的匀强 磁场中，圆盘圆心处固定一个摇柄，边缘和圆心处各与一个黄 铜电刷紧贴，用导线将电刷与两竖直导轨、电阻连接起来形成 回路，一金属圆环L(不能转动)用细线悬挂在绝缘棒ab上，转 动摇柄，使圆盘沿逆时针方向做ω增大的加速转动，导轨和铜 盘电阻不计，则下列说法中正确的是( )
A．恒为nStB2－2－t1B1 B．从 0 均匀变化到nStB2－2－t1B1 C．恒为－nStB2－2－t1B1 D．从 0 均匀变化到－nStB2－2－t1B1
解析： 根据法拉第电磁感应定律得，感应电动势 E＝nΔΔΦt ＝nBt22－－Bt11S，由楞次定律和右手螺旋定则可判断 b 点电势高 于 a 点电势，因磁场均匀变化，所以感应电动势恒定，因此 a、 b 两点电势差恒为 φa－φb＝－nBt22－－Bt11S，选项 C 正确．
高考物理二轮复习专题四电路与电磁感应第2讲电磁感应规律及其应用课件
[考 情 分 析]
电磁感应定 律的综合应 用
2014 T1：法拉第 电磁感应定 律的应用
T7：涡流
2015
2016
T13：电磁感 应定律的应 用
T6：楞次定 律、法拉第 电磁感应定 律
电磁感应的综合应用是高中物理中难度较大、综合性最强的部分之一，是高 考必考内容之一。电磁感应与力学、电路、磁场、能量等密切联系，涉及知 识面广，综合性强，能力要求高，题型有计算题、选择题。
2.(2016·湖 南 益 阳 模 拟 ) 如 图 10 所 示 ， 竖 直 面 内 的 正 方 形 导 线 框 ABCD和abcd的边长均为l、电阻均为R，质量分别为2m和m， 它们分别系在一跨过两个定滑轮的绝缘轻绳两端，在两导线框 之间有一宽度为2l、磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强 磁场。开始时ABCD的下边界与匀强磁场的上边界重合，abcd 的上边界到匀强磁场的下边界的距离为l。现将两导线框由静止 释放，当ABCD全部进入磁场时，两导线框开始做匀速运动。 不计摩擦和空气阻力，重力加速度为g，求：
A.增加线圈的匝数
B.提高交流电源的频率
C.将金属杯换为瓷杯
D.取走线圈中的铁芯
图3
解析 杯内的水之所以沸腾，是由于金属杯处于下方线圈所产
生的交变磁场中，产生涡流，从而使金属杯温度升高，而瓷杯
内不会产生涡流，故C错；要想缩短加热时间，则应增大磁场
的强度和变化率，因此A、B正确，D错误。
答案 AB
4.(2015·江苏单科，13)做磁共振(MRI)检查时，对人体施加的磁
解析 由法拉第电磁感应定律可知，在 Δt 时间内线圈中产生的 平均感应电动势为 E＝nΔΔΦt ＝n2Ba22Δ－t Ba22＝n2BΔat2，选项 B 正确。
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答案：A
2019-9-12
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13
4．(2018·全国卷Ⅱ)如图，在同一平面内有两根平行 长导轨，导轨间存在依次相邻的矩形匀强磁场区域，区域 宽度均为 l，磁感应强度大小相等、方向交替向上向下．一 边长为32l 的正方形金属线框在导轨上向左匀速运动，线框 中感应电流 i 随时间 t 变化的正确图线可能是( )
2019-9-12
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11
[题眼点拨] ①“安装若干对紫铜薄板”说明紫铜薄
板中可产生感应电流(涡流)阻碍底盘振动；②“紫铜薄板
上下及左右振动的衰减最有效”说明紫铜薄板上下及左
右振动时均有涡流产生． 解析：施加磁场来快速衰减 STM 的微小振动，其原
理是电磁阻尼，在振动时通过紫铜薄板的磁通量变化，
2019-9-12
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27
C．若圆盘转动方向不变，角速度大小发生变化，则 电流方向可能发生变化
D．若圆盘转动的角速度变为原来的 2 倍，则电流在 R 上的热功率也变为原来的 2 倍
[题眼点拨] ①切割类可用右手定则判断感应电流 的方向；②转动切割感应电动势大小可用 E＝12Bl2ω 计算．
2019-9-12
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8
在过程Ⅰ、Ⅱ中，流过 OM 的电荷量相等，则BB′等
于( )
A.54
B.32
C.74
D．2
[题眼点拨] ①“现使金属杆从 OQ 位置以恒定的角
速度逆时针转到 OS 位置并固定(过程Ⅰ)”说明流过 OM
的电量 q1＝BRΔS；②“ 再使磁感应强度的大小以一定的
变化率从 B 增加到 B′(过程Ⅱ)”说明流过 OM 的电量 q2
解析：设圆盘的半径为 r，圆盘转动的角速度为 ω，
2019-9-12
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13
4．(2018·全国卷Ⅱ)如图，在同一平面内有两根平行 长导轨，导轨间存在依次相邻的矩形匀强磁场区域，区域 宽度均为 l，磁感应强度大小相等、方向交替向上向下．一 边长为32l 的正方形金属线框在导轨上向左匀速运动，线框 中感应电流 i 随时间 t 变化的正确图线可能是( )
2019-9-12
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11
[题眼点拨] ①“安装若干对紫铜薄板”说明紫铜薄
板中可产生感应电流(涡流)阻碍底盘振动；②“紫铜薄板
上下及左右振动的衰减最有效”说明紫铜薄板上下及左
右振动时均有涡流产生． 解析：施加磁场来快速衰减 STM 的微小振动，其原
理是电磁阻尼，在振动时通过紫铜薄板的磁通量变化，
2019-9-12
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27
C．若圆盘转动方向不变，角速度大小发生变化，则 电流方向可能发生变化
D．若圆盘转动的角速度变为原来的 2 倍，则电流在 R 上的热功率也变为原来的 2 倍
[题眼点拨] ①切割类可用右手定则判断感应电流 的方向；②转动切割感应电动势大小可用 E＝12Bl2ω 计算．
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8
在过程Ⅰ、Ⅱ中，流过 OM 的电荷量相等，则BB′等
于( )
A.54
B.32
C.74
D．2
[题眼点拨] ①“现使金属杆从 OQ 位置以恒定的角
速度逆时针转到 OS 位置并固定(过程Ⅰ)”说明流过 OM
的电量 q1＝BRΔS；②“ 再使磁感应强度的大小以一定的
变化率从 B 增加到 B′(过程Ⅱ)”说明流过 OM 的电量 q2
解析：设圆盘的半径为 r，圆盘转动的角速度为 ω，
高考物理二轮复习专题四第2讲电磁感应及其应用课件
解析：PQ 刚进入磁场时，加速度为零，则 mgsin θ＝BIL，I＝mgBsiLn θ， 即电流恒定，且由题意知，MN 刚进入磁场时与 PQ 刚进入磁场时的速度 相同。 情形 1：若 MN 刚进入磁场时，PQ 已离开磁场区域，则对 MN，由 mgsin θ＝BIL 及右手定则知，通过 PQ 的电流大小不变，方向相反，故 I-t 图像 如图 A 所示。
均匀增加，t2 时刻后无感应电流，但有感应电动势，Uad＝E＝BLat 电压 随时间均匀增加，故 C 正确；线框所受的安培力为 FA＝BIL＝B2RL2v，由 牛顿第二定律得 F－FA＝ma，得 F＝B2RL2at＋ma，当 0～t1 时间内，感应 电流为零，F＝ma，为定值，t1～t2 时间内，F 与 t 是线性关系，但不过 原点，t2 时刻后无感应电流，F＝ma，为定值，故 D 错误。 [答案] C
此时圆环中的电流为逆时针方向 B．此时圆环的加速度为163Bm2aR2v C．此时圆环中的电功率为64B92Ra2v2 D．此过程中通过圆环截面的电荷量为23BRa2
解析：由右手定则可知，此时感应电流为逆时针方向，故 A 正确；左右
两边圆环均切割磁感线，故感应电动势的大小为 E＝2B×2a×23v＝38Bav， 感应电流大小为 I＝ER＝8B3Rav，故其所受安培力大小为 F＝2B×2a×I＝ 32B3R2a2v，加速度为 a＝mF＝323Bm2aR2v，故 B 错误；此时圆环的电功率为 P ＝I2R＝64B92Ra2v2，故 C 正确；此过程中圆环磁通量的变化量为 ΔΦ＝Bπa2， 故电荷量为 q＝ΔRΦ＝πBRa2，故 D 错误。 答案：AC
4.楞次定律中“阻碍”的主要表现形式 (1)阻碍原磁通量的变化——“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——“增缩减扩”。 (4)阻碍原电流的变化(自感现象)——“增反减同”。 5.电磁感应中的功能关系 在闭合电路的部分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，导体棒克服安培力做的功等于电路中产生的电能。
2021届新高考物理二轮复习专题4第2讲电磁感应规律及综合应用ppt课件
(4)利用楞次定律或推论，判断无磁场线圈中的感应方向或线圈
运
第一部分 专题四 电路与电磁感应37
高考
考向3 涡流、电磁阻尼和电磁振荡 6，(多选)(2020·天津高考真题)手机无线充电是比较新颖的充电方 式．如图所示，电磁感应式无线充电的原理与变压器类似，通过分别 安装在充电基座和接收能量装置上的线圈，利用产生的磁场传递能量 ．当充电基座上的送电线圈通入正弦式交变电流后，就会在邻近的受 电线圈中感应出电流，最终实现为手机电池充电．在充电过程中
第一部分 专题四 电路与电磁感应44
高考
考向4 法拉第电磁感应定律的应用 8．(2020·海南5月调研)如图所示，用电阻为0.1 Ω的金属丝围成一个 半径为 0.3 m 的扇形闭合线框，该线框绕垂直于纸面的 O 轴以 rad/s的角速度匀速转动，O轴位于方向垂直纸面向里、磁感应强度大
C．拨至M端时圆环向左运动，拨至N端时向右运动
D．拨至M端时圆环向右运动，拨至N端时向左运动
第一部分 专题四 电路与电磁感应27
高考
【解析】 无论开关 S 拨至哪一端，当把电路接通一瞬间，左边 线圈中的电流从无到有，电流在线圈轴线上的磁场从无到有，从而引 起穿过圆环的磁通量突然增大，根据楞次定律(增反减同)，右边圆环 中产生了与左边线圈中方向相反的电流，异向电流相互排斥，故选B ．
第一部分 专题四 电路与电磁感应22
高考 第一部分 专题四 电路与电磁感应23
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03 命题热点 · 巧突破
24
高考
考点一 楞次定律和法拉第电磁感应定律的应用
考向1 电磁感应现象 1．(2020·新课标卷Ⅱ)管道高频焊机可以对由钢板卷成的圆管的 接缝实施焊接．焊机的原理如图所示，圆管通过一个接有高频交流电 源的线圈，线圈所产生的交变磁场使圆管中产生交变电流，电流产生 的热量使接缝处的材料熔化将其焊接．焊接过程中所利用的电磁学规
高考物理二轮复习专题四电路和电磁感应第2讲电磁感应规律及综合应用课件
垂直于纸面且过OM和ON的轴,以相同的周期T逆时针匀速转动,则 ( BC )
A.两导线框中均会产生正弦交式变电流 B.两导线框中感应电流的周期都等于T
C.在 t=���8��� 时,两导线框中产生的感应电动势相等
D.两导线框的电阻相等时,两导线框中感应电流的有效值也相等
高考真题 考情感悟
-14-
1
命题能力点:侧重考查理解能力和分析综合能力
物理学科素养点:科学思维
解题思路与方法:法拉第圆盘是课本上介绍的装置,在高考中多次
出现;解题时要会分析等效电源:相当于一条半径旋转切割磁感线,
记住求解感应电动势的公式E=
1 2
Bl2ω,并能搞清整个电路的结构。
高考真题 考情感悟
-12-
1
2
3
4
解析 根据右手定则,转动过程中产生电流的方向只与圆盘转动
17
考点一
考点二
考点三
3.感应电动势大小的计算
(1)法拉第电磁感应定律:E= nΔΔ������������ ,适用于普遍情况。
(2)E=Blv,适用于导体棒平动切割磁感线的情况。
(3)E=
1 2
Bl2ω,适用于导体棒旋转切割磁感线的情况。
18
考点一
考点二
考点三
【典例1】(2017全国Ⅲ卷)如图,在方向垂直于纸面向里的匀强磁场
根据右手螺旋定则可得铁芯中电流方向为从南到北。由此可得铁
芯上方磁场为垂直纸面向里,则磁针N极朝垂直纸面向里的方向转
动,故A项正确。
甲
24
考点一
考点二
考点三
开关闭合并保持一段时间后电路稳定,线圈中无磁通量变化,则铁
芯中无电流,小磁针恢复南北指向,故B、C项错误;如图乙所示,开关
A.两导线框中均会产生正弦交式变电流 B.两导线框中感应电流的周期都等于T
C.在 t=���8��� 时,两导线框中产生的感应电动势相等
D.两导线框的电阻相等时,两导线框中感应电流的有效值也相等
高考真题 考情感悟
-14-
1
命题能力点:侧重考查理解能力和分析综合能力
物理学科素养点:科学思维
解题思路与方法:法拉第圆盘是课本上介绍的装置,在高考中多次
出现;解题时要会分析等效电源:相当于一条半径旋转切割磁感线,
记住求解感应电动势的公式E=
1 2
Bl2ω,并能搞清整个电路的结构。
高考真题 考情感悟
-12-
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解析 根据右手定则,转动过程中产生电流的方向只与圆盘转动
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考点一
考点二
考点三
3.感应电动势大小的计算
(1)法拉第电磁感应定律:E= nΔΔ������������ ,适用于普遍情况。
(2)E=Blv,适用于导体棒平动切割磁感线的情况。
(3)E=
1 2
Bl2ω,适用于导体棒旋转切割磁感线的情况。
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考点一
考点二
考点三
【典例1】(2017全国Ⅲ卷)如图,在方向垂直于纸面向里的匀强磁场
根据右手螺旋定则可得铁芯中电流方向为从南到北。由此可得铁
芯上方磁场为垂直纸面向里,则磁针N极朝垂直纸面向里的方向转
动,故A项正确。
甲
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考点一
考点二
考点三
开关闭合并保持一段时间后电路稳定,线圈中无磁通量变化,则铁
芯中无电流,小磁针恢复南北指向,故B、C项错误;如图乙所示,开关
2020版高考物理二轮复习第1部分专题4电路与电磁感应第2讲电磁感应定律及其应用课件
流，且有扩张趋势，选项 B、C 正确；在 t2～t3 时间内，B 的方向向 下，且 B 的变化率逐渐减小，则螺线管中的感应电流方向为从上到 下且逐渐减小，在导线框 abcd 中的磁通量为向里且逐渐减小，穿过 环的磁通量向里且逐渐减小，根据楞次定律可知，环内有顺时针方 向的感应电流，选项 D 错误。]
ΔΦ 考向 3 “E＝ Δt ”变化与电路
4．(2019·河南联考)如图甲所示，abcd 为边长为 L＝1 m 的正方 形金属线框，电阻为 R＝2 Ω，虚线为正方形的对称轴，虚线上方线 框内有按图乙变化的匀强磁场，虚线下方线框内有按图丙变化的匀 强磁场，磁场方向垂直于纸面向里为正，则线框中的感应电流大小 为( )
4．(多选)(2018·全国卷Ⅲ·T20)如图(a)所示，在同一平面内固定有 一长直导线 PQ 和一导线框 R，R 在 PQ 的右侧。导线 PQ 中通有正 弦交流电 i，i 的变化如图(b)所示，规定从 Q 到 P 为电流正方向。导 线框 R 中的感应电动势( )
图(a)
图(b)
A．在 t＝T4时为零 B．在 t＝T2时改变方向 C．在 t＝T2时最大，且沿顺时针方向 D．在 t＝T 时最大，且沿顺时针方向
1．感应电流方向的判断方法 (1)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)楞次定律：即根据穿过回路的磁通量的变化情况进行判断(如 下 T1、T3)。
2．楞次定律中“阻碍”的理解 (1)阻碍原磁通量的变化“增反减同”。 (2)阻碍物体间的相对运动“来拒去留”。 (3)阻碍线圈面积的变化“增缩减扩”(如下 T1)。 (4)阻碍原电流的变化(自感现象)“增反减同”。
A．在 0～t1 时间内，环有收缩趋势 B．在 t1～t2 时间内，环有扩张趋势 C．在 t1～t2 时间内，环内有逆时针方向的感应电流 D．在 t2～t3 时间内，环内有逆时针方向的感应电流
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
高考物理二轮复习第一部分专题整合专题四电磁感应和电路第讲电磁感应的规律及应用课件.ppt
通过它的磁通量都发生变化；方案 B 中，当紫铜薄板上
下振动时，通过它的磁通量可能不变，当紫铜薄板向右
振动时，通过它的磁通量不变；方案 C 中，紫铜薄板上
下振动、左右振动时，通过它的磁通量可能不变；方案
D 中，当紫铜薄板上下振动时，紫铜薄板中磁通量可能
不变。综上可知，对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减
最有效的方案是 A。
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33
考点二 电磁感应中的图像问题
1．解题“五步曲”
2019-9-12
谢谢聆听
34
2．解决图像问题的三个关注 (1)关注初始时刻感应电流是否为零，电流方向是正 方向还是负方向。 (2)关注电磁感应发生的过程分为几个阶段，这几个 阶段是否和图像变化相对应。 (3)关注图像斜率的大小、图像的曲直是否和物理过 程对应，分析大小和方向的变化趋势。
谢谢聆听
8
解析 设 OM 的电阻为 R，过程Ⅰ，OM 转动的过
程中产生的平均感应电动势大小为 E1＝ΔΔΦt1 ＝BΔ·Δt1S＝ B·Δ14tπ1l2＝π4ΔBtl12，流过 OM 的电流为 I1＝ER1＝4πRBΔl2t1，则流 过 OM 的电荷量为 q1＝I1·Δt1＝π4BRl2；过程Ⅱ，磁场的磁 感应强度大小均匀增加，则该过程中产生的平均感应电
2019-9-12
谢谢聆听
5
线不产生磁场，则小磁针静止不动，BC 错误；开关闭 合并保持一段时间再断开后的瞬间，穿过左侧线圈向右 的磁通量减少，则由楞次定律可知，左侧线圈环绕部分 产生向下的感应电流，则流过直导线的电流方向由北向 南，直导线在小磁针所在处产生垂直纸面向外的磁场， 则小磁针的 N 极朝垂直纸面向外的方向转动，D 正确。
2019-9-12
新高考新教材高考物理二轮第一编核心专题突破4电路与电磁感应第二讲电磁感应规律及综合应用pptx课件
命题角度2由图像分析电磁感应过程
(1)看清图像纵、横轴意义;(2)明确物理量变化规律;(3)还原电磁感应过程。
深化拓展
1.电磁感应图像问题的“三点关注”
2.电磁感应图像问题的“两种解法”
典例剖析
例2 (命题角度2)(2023湖南模拟)如图甲所示,PQNM是倾角θ=37°、表面
粗糙的绝缘斜面,abcd是匝数n=20、质量m=1 kg、总电阻R=2 Ω、边长
D.线圈从P点运动到M点产生的感应电动势与从P点运动到N点产生的感
应电动势相等
解析 因为M、N两点连线与长直导线平行,两点与长直导线的距离相同,根
据右手螺旋定则可知,通电长直导线在M、N两点产生的磁感应强度大小
相等,方向相同,选项A正确。根据右手螺旋定则,线圈在P点时,穿进与穿出
线圈的磁感线对称,磁通量为零;在向N点平移的过程中,穿进与穿出线圈的
金属框处于磁场中的有效长度为 L= 2l
此时金属框所受安培力大小为 F
2
安=B2IL=
25
N。
(2)0~2.0 s内金属框产生的焦耳热为Q=I2Rt=0.016 J。
分层演练——拿高分
练真题·明考向
1.(命题角度1、2)(多选)(2022广东卷)如图所示,水平地面(xOy平面)下有一
根平行于y轴且通有恒定电流I的长直导线。P、M和N为地面上的三点,P
点位于导线正上方,MN平行于y轴,PN平行于x轴。一闭合的圆形金属线圈,
圆心在P点,可沿不同方向以相同的速率做匀速直线运动,运动过程中线圈
平面始终与地面平行。下列说法正确的有( AC )
A.N点与M点的磁感应强度大小相等,方向相同
B.线圈沿PN方向运动时,穿过线圈的磁通量不变
(1)看清图像纵、横轴意义;(2)明确物理量变化规律;(3)还原电磁感应过程。
深化拓展
1.电磁感应图像问题的“三点关注”
2.电磁感应图像问题的“两种解法”
典例剖析
例2 (命题角度2)(2023湖南模拟)如图甲所示,PQNM是倾角θ=37°、表面
粗糙的绝缘斜面,abcd是匝数n=20、质量m=1 kg、总电阻R=2 Ω、边长
D.线圈从P点运动到M点产生的感应电动势与从P点运动到N点产生的感
应电动势相等
解析 因为M、N两点连线与长直导线平行,两点与长直导线的距离相同,根
据右手螺旋定则可知,通电长直导线在M、N两点产生的磁感应强度大小
相等,方向相同,选项A正确。根据右手螺旋定则,线圈在P点时,穿进与穿出
线圈的磁感线对称,磁通量为零;在向N点平移的过程中,穿进与穿出线圈的
金属框处于磁场中的有效长度为 L= 2l
此时金属框所受安培力大小为 F
2
安=B2IL=
25
N。
(2)0~2.0 s内金属框产生的焦耳热为Q=I2Rt=0.016 J。
分层演练——拿高分
练真题·明考向
1.(命题角度1、2)(多选)(2022广东卷)如图所示,水平地面(xOy平面)下有一
根平行于y轴且通有恒定电流I的长直导线。P、M和N为地面上的三点,P
点位于导线正上方,MN平行于y轴,PN平行于x轴。一闭合的圆形金属线圈,
圆心在P点,可沿不同方向以相同的速率做匀速直线运动,运动过程中线圈
平面始终与地面平行。下列说法正确的有( AC )
A.N点与M点的磁感应强度大小相等,方向相同
B.线圈沿PN方向运动时,穿过线圈的磁通量不变
高考物理二轮复习专题四电磁感应与电路考点2电磁感应的规律及应用课件
里的匀强磁场区域，且在磁场中恰好能保持匀速运动 。杆与导轨的电阻均忽略不计，两者始终保持垂直且
接触良好，两者之间的动摩擦因数为μ。重力加速度 大小为g 。求
图4 －2 －4
(1)金属杆在磁场中运动时产生的电动势的大小磁感应定律的应 用
图4 －2 －3
A ．PQ 中电流先增大后减小 B ．PQ 两端电压先减小后增大 C ．PQ 上拉力的功率先减小后增大 D ．线框消耗的电功率先减小后增大
答案 C
4 ．如图4 －2 －4 所示，水平面(纸面)内间距为l的 平行金属导轨间接一电阻，质量为m 、长度为l的金 属杆置于导轨上，t＝0 时，金属杆在水平向右、大 小为F的恒定拉力作用下由静止开始运动，t0 时刻， 金属杆进入磁感应强度大小为B 、方向垂直于纸面向
2 ．(法拉第电磁感应定律的应用)如图4 －2 －7 所示 ，匀强磁场中有两个导体圆环a、b ，磁场方向与圆 环所在平面垂直。磁感应强度B 随时间均匀增大。两 圆环半径之比为2∶1，圆环中产生的感应电动势分别 为Ea和Eb，不考虑两圆环间的相互影响。下列说法正 确的是
图4 －2 －7
A ．E a∶E b ＝4∶1，感应电流均沿逆时针方向 B ．E a∶E b ＝4∶1，感应电流均沿顺时针方向 C ．E a∶E b ＝2∶1，感应电流均沿逆时针方向 D ．E a∶E b ＝2∶1，感应电流均沿顺时针方向
【必记要点】
1 ．对楞次定律中“阻碍”的理解
谁阻 碍谁 阻碍 什么
如何 阻碍
结果 如何
是感应电流的磁场阻碍引起感应电流的磁场 (原磁场 )的磁通 量的变化
阻碍的是磁通量的变化，而不是阻碍磁场本身
当磁通量增大时，感应电流的磁场方向与原磁场的方向相反 ；当磁通量减小时，感应电流的磁场方向与原磁场的方向相 同，即 “增反减同 ” 阻碍并不是阻止，只是延缓了磁通量的变化，这种变化将继 续进行，最终结果不受影响
接触良好，两者之间的动摩擦因数为μ。重力加速度 大小为g 。求
图4 －2 －4
(1)金属杆在磁场中运动时产生的电动势的大小磁感应定律的应 用
图4 －2 －3
A ．PQ 中电流先增大后减小 B ．PQ 两端电压先减小后增大 C ．PQ 上拉力的功率先减小后增大 D ．线框消耗的电功率先减小后增大
答案 C
4 ．如图4 －2 －4 所示，水平面(纸面)内间距为l的 平行金属导轨间接一电阻，质量为m 、长度为l的金 属杆置于导轨上，t＝0 时，金属杆在水平向右、大 小为F的恒定拉力作用下由静止开始运动，t0 时刻， 金属杆进入磁感应强度大小为B 、方向垂直于纸面向
2 ．(法拉第电磁感应定律的应用)如图4 －2 －7 所示 ，匀强磁场中有两个导体圆环a、b ，磁场方向与圆 环所在平面垂直。磁感应强度B 随时间均匀增大。两 圆环半径之比为2∶1，圆环中产生的感应电动势分别 为Ea和Eb，不考虑两圆环间的相互影响。下列说法正 确的是
图4 －2 －7
A ．E a∶E b ＝4∶1，感应电流均沿逆时针方向 B ．E a∶E b ＝4∶1，感应电流均沿顺时针方向 C ．E a∶E b ＝2∶1，感应电流均沿逆时针方向 D ．E a∶E b ＝2∶1，感应电流均沿顺时针方向
【必记要点】
1 ．对楞次定律中“阻碍”的理解
谁阻 碍谁 阻碍 什么
如何 阻碍
结果 如何
是感应电流的磁场阻碍引起感应电流的磁场 (原磁场 )的磁通 量的变化
阻碍的是磁通量的变化，而不是阻碍磁场本身
当磁通量增大时，感应电流的磁场方向与原磁场的方向相反 ；当磁通量减小时，感应电流的磁场方向与原磁场的方向相 同，即 “增反减同 ” 阻碍并不是阻止，只是延缓了磁通量的变化，这种变化将继 续进行，最终结果不受影响
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2．(2017·全国卷Ⅲ)如图，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( )
A．PQRS 中沿顺时针方向，T 中沿逆时针方向 B．PQRS 中沿顺时针方向，T 中沿顺时针方向 C．PQRS 中沿逆时针方向，T 中沿逆时针方向 D．PQRS 中沿逆时针方向，T 中沿顺时针方向
D 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； 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，选项 D 正确．
3．(多选)(2017·全国卷Ⅱ)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 Ω 的正方形导线框 abcd 位于纸面内，cd 边与磁场边界平行，如图 (a)所示．已知导线框一直向右做匀速直线运动，cd 边于 t＝0 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( )
5．(2016·全国卷Ⅱ)如图，水平面(纸面) 内间距为 l 的平行金属导轨间接一电阻，质 量为 m、长度为 l 的金属杆置于导轨上，t＝ 0 时，金属杆在水平向右、大小为 F 的恒定拉力作用下由静止 开始运动，t0 时刻，金属杆进入磁感应强度大小为 B、方向垂直 于纸面向里的匀强磁场区域，且在磁场中恰好能保持匀速运 动．杆与导轨的电阻均忽略不计，两者始终保持垂直且接触良 好，两者之间的动摩擦因数为 μ.重力加速度大小为 g.求
AB 将圆盘看成无数幅条组成，它们都在切割磁感线从而 产生感应电动势和感应电流，根据右手定则可知圆盘上感应电 流从边缘流向中心，则当圆盘顺时针(俯视)转动时，流过电阻的 电流方向从 a 到 b，B 对；由法拉第电磁感应定律得感生电动势 E＝BL v ＝12BL2ω，I＝R＋E r，ω 恒定时，I 大小恒定，ω 大小变 化时，I 大小变化，方向不变，故 A 对，C 错；由 P＝I2R＝B42RL＋4ωr2R2 知，当 ω 变为 2 倍时，P 变为原来的 4 倍，D 错．
A．磁感应强度的大小为 0.5 T B．导线框运动速度的大小为 0.5 m/s C．磁感应强度的方向垂直于纸面向外 D．在 t＝0.4 s 至 t＝0.6 s 这段时间内，导线框所受的安培 力大小为 0.1 N
BC B 对：由图象可知，从导线框的 cd 边进入磁场到 ab 边刚好进入磁场，用时为 0.2 s，可得导线框运动速度的大小 v ＝00..12 m/s＝0.5 m/s.A 错：由图象可知，cd 边切割磁感线产生的 感应电动势 E＝0.01 V，由公式 E＝BLv，可得磁感应强度的大 小 B＝0.10×.010.5 T＝0.2 T．C 对：感应电流的方向为顺时针时， 对 cd 边应用右手定则可知，磁感应强度的方向垂直于纸面向 外．D 错：t＝0.4 s 至 t＝0.6 s 时间段为 cd 边离开磁场，ab 边切 割磁感线的过程．由闭合电路欧姆定律及安培力公式得安培力 F ＝BREL，代入数据得 F＝0.04 N.
A 底盘上的紫铜薄板出现扰动时，其扰动方向不确定，在 选项 C 这种情况下，紫铜薄板出现上下或左右扰动时，穿过薄 板的磁通量难以改变，不能发生电磁感应现象，没有阻尼效应； 在选项 B、D 这两种情况下，紫铜薄板出现上下扰动时，也没 有发生电磁阻尼现象；选项 A 这种情况下，不管紫铜薄板出现 上下或左右扰动时，都发生电磁感应现象，产生电磁阻尼效应， 选项 A 正确．
T25：磁通量的计算，安培力、法拉第电磁感应定律的
应用
卷ⅠT18：电磁感应、电磁阻尼 2017 卷ⅡT20：电磁感应与力学规律的综合应用
卷ⅢT15：楞次定律、右手定则
1．(2017·全国卷Ⅰ)扫描隧道显微镜 (STM)可用来探测样品表面原子尺度上的 形貌．为了有效隔离外界振动对 STM 的 扰动，在圆底盘周边沿其径向对称地安装 若干对紫铜薄板，并施加磁场来快速衰减其微小振动，如图所 示．无扰动时，按下列四种方案对紫铜薄板施加恒磁场；出现扰 动后，对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有效的方案是( )
(1)金属杆在磁场中运动时产生的电动势的大小； (2)电阻的阻值．
解析 (1)设金属杆进入磁场前的加速度大小为 a，由牛顿
第二定律得
F－μmg＝ma
①
设金属杆到达磁场左边界时的速度为 v，由运动学公式有 v
4. (多选)(2016·全国卷Ⅱ)法拉第圆盘发 电机的示意图如图所示．铜圆盘安装在竖直 的铜轴上，两铜片 P、Q 分别与圆盘的边缘和 铜轴接触．圆盘处于方向竖直向上的匀强磁 场 B 中．圆盘旋转时，关于流过电阻 R 的电 流，下列说法正确的是( )
A．若圆盘转动的角速度恒定，则电流大小恒定 B．若从上向下看，圆盘顺时针转动，则电流沿 a 到 b 的方 向流动 C．若圆盘转动方向不变，角速度大小发生变化，则电流方 向可能发生变化 D．若圆盘转动的角速度变为原来的 2 倍，则电流在 R 上 的热功率也变为原来的 2 倍
第一部分 专题突破 知能提升
专题四 电路与电磁感应 第2讲 电磁感应规律及其应用
2015
卷ⅠT19：楞次定律、法拉第电磁感应定律 卷ⅡT15：右手定则、法拉第电磁感应定律的应用
卷ⅡT20：圆盘旋转切割产生电动势
T24：导体切割磁感线、法拉第电磁感应定律的应用
2016 卷Ⅲ21：感应电流和感应电动势的产生与计算