高三电磁感应复习教案

教师：学生：时间：年月日段学科：物理年级：高三课题：高考复习：电磁感应
知识考点分析：电磁感应是电磁学中重要的内容，也是高考的热点之一。

有电磁感应过程中感应电流大小和方向的判定及计算，更有力学、电学知识在电磁感应问题中的综合应用问题。

而在这些综合问题中，往往需要综合运用牛顿第二定律、功能关系、动能定理及能量守恒定律，并结合闭合电路的物理规律。

教学目标：（1）对这一专题进行知识梳理，让学生形成一个知识框架；（2）把握高考命题热点，有针对性进行训练；（3）福建高考真题再现，有目的训练教学重点：楞次定律；法拉第电磁感应；
教学难点：电磁感应图像问题；电磁感应综合应用
教学过程
过程安排教学内容时
间
分
配导入本专题福建高考每年必考内容，主要以选择题形式出现，考查电磁感应中的图像问题；有时也以计算题形式出现，考查电磁感应与电路规律的综合应用、电磁感应与
力学规律的综合应用。

程
序
一．构建知识框架
二：【高频考点突破】
考点一电磁感应中的图象问题
高考中出现的频率较高，电磁感应中的图像问题涉及I-t图、B-t图、F-t图、U-t图等，综合应用右手定则、楞次定律和法拉第电磁感应定律。

有时要考虑图线的
斜率、峰值等。

技巧与方法：
⑴根据法拉第电磁感应定律求感应电动势和判断感应电流方向
⑵找准等效电源、画出等效电路图
（3）根据欧姆定律求感应电流，部分电路的电压等
注意：（1）判断出的实际方向与文中规定的正方向的关系；（2）熟悉楞次定律和安
培定则（即右手螺旋定则）
1.（2013新课标1理综）17．如图，在水平面（纸面）内有三根相同的均匀金属棒ab 、ac 和MN ，其中ab 、ac 在a 点接触，构成“V”字型导轨。

空间存在垂直于纸面的均匀磁场。

用力使MN 向右匀速运动，从图示位置开始计时，运动中MN 始终与∠bac 的平分线垂直且和导轨保持良好接触。

下列关于回路中电流i 与时间t 的关系图线，可能正确的是( )
A ．
B ．
C ．
D ． 2.（2013大纲理综）17．纸面内两个半径均为R 的圆相切于O 点，两圆形区域内分别存在垂直纸面的匀强磁场，磁感应强度大小相等、方向相反，且不随时间变化。

一长为2R 的导体杆OA 绕过O 点且垂直于纸面的轴顺时针匀速旋转，角速度为ω，t ＝0时，OA 恰好位于两圆的公切线上，如图所示。

若选取从O 指向A 的电动势为正，下列
描述导体杆中感应电动势随时间变化的图像可能正确的是（ ）
3.（2013新课标2理综）16．如图，在光滑水平桌面上有一边长为L 、电阻为R 的正方形导线框；在导线框右侧有一宽度为d （d ＞L ）的条形匀强磁场区时导线框的的右边恰与磁场的左边界重合，随后导线框进入并通过磁场区域。

下列v-t 图像中，可能正确描述上述过程的是（ ）
4.（2013山东理综）18．将一段导线绕成图甲所示的闭合电路，并固定在水平面（纸面）内，回路的ab 边置于垂直纸面向里的匀强磁场Ⅰ中。

回路的圆形区域内有垂直纸面的磁场Ⅱ，以向里为磁场Ⅱ的正方向，其磁感应强度B 随时间t 变化的图像如图乙所示。

用F 表示ab 边受到的安培力，以水平向右为F 的正方向，能正确反映F 随时间t 变化的图像是( )
A ．
B ．
C ．
D ．
5.一个圆形闭合线圈固定在垂直纸面的匀强磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，如图甲所示，设垂直于纸面里的磁感应强度方向为正，线圈中顺时针方向感应电流为正。

已知圆线圈中感应电流i 随时间变化的图象如图乙所示，则线圈所处的磁场的磁感应
强度随时间变化的图象是丙图中哪个（ ）
a b c M
N
i t O i t O i
t O i t O O
A ω
t E O A t E O B t E O C t E O D t a
b
Ⅰ Ⅱ 图甲 图乙 t
t /2 O B
t t t /2 O F t t t /2 O F t t /2 O F t t t t /2 O F 红枫舞秋× ×
i
0 1 2 3 4 t/s
· · · · · · 0 B/T t/s 1 2 3 0 B/T t/s 1 2 3 0 B/T 1 2
3 t/s 0 B/T t/s 1 2 3
考点二电磁感应中的动力学问题
1．动力学问题的研究对象
2．解决电磁感应中动力学问题的具体思路
电源―→电路―→受力情况―→功、能问题
具体步骤为： (1)明确哪一部分电路产生感应电动势，则这部分电路就是等效电源；
(2)正确分析电路的结构，画出等效电路图； (3)分析所研究的导体受力情况； (4)列出动力学方程或平衡方程并求解．
1.（2013安徽理综）如图所示，足够长平行金属导轨倾斜放置，倾角为370，宽度为0.5m，电阻忽略不计，其上端接一小灯泡，电阻为1Ω。

一导体棒MN垂直于导轨放置，质量为0.2kg，接入电路的电阻为1Ω，两端于导轨接触良好，与导轨间的动摩擦因数为0.5。

在导轨间存在着垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度为0.8T。

将导体棒MN由静止释放，运动一端时间后，小灯泡稳定发光，此后导体棒MN的运动速度及小灯泡消耗的电功率分别为（重力加速度g取10m/s2，sin370=0.6）（）A．
2.5m/s 1W
B．5m/s 1W
C．7.5m/s 9W
D．15m/s 9W
2.（2012山东理综）如图所示，相距为L的两条足够长的光滑平行金属导轨与水平面的夹角为θ，上端接有定值电阻R，匀强磁场垂直于导轨平面，磁感应强度为B。

将质量为m的导体棒由静止释放，当速度达到v时开始匀速运动，此时对导体棒施加一平行于导轨向下的拉力，并保持拉力的功率恒为P，导体棒最终以2v的速度匀速运动。

导体棒始终与导轨垂直且接触良好，不计导轨和导体棒的电阻，重力加速度为g。

下列选项正确的是（）
A．P=2mgv sinθ B．P=3mgv sinθ
C．当导体棒速度达到v
2
时加速度大小为
g
2
sinθ
D．在速度达到2v以后匀速运动的过程中，R上产生的焦耳热等于拉力所做的功3．（2012天津理综）如图所示，一对光滑的平行金属导轨固定在
同一水平面内，导轨间距L=0.5m,左端接有阻值R=0.3Ω的电阻，一质量m=0.1kg，电阻r=0.1Ω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B=0.4T。

棒
M
R
B
r
N
a
θ
m
R B
θ
L
370N
×
M
小灯泡
在水平向右的外力作用下，由静止开始a=2m/s2的加速度做匀加速运动，当棒的位移x=9m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Q
1:Q
2
=2:1.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Q
2
；
（3）外力做的功W F。

考点三电磁感应中的电路、能量转化问题
1．电路问题
(1)将切割磁感线导体或磁通量发生变化的回路作为电源，确定感应电动势和内阻．
(2)画出等效电路．
(3)运用闭合电路欧姆定律，串、并联电路特点，电功率公式，焦耳定律公式等求解．2．能量转化问题
(1)安培力的功是电能和其他形式的能之间相互转化的“桥梁”，用框图表示如下：
(2)明确功能关系,确定有哪些形式的能量发生了转化.如有摩擦力做功,必有内能产生;有重力做功,重力势能必然发生变化;安培力做负功,必然有其他形式的能转化为电能.
(3)根据不同物理情景选择动能定理,能量守恒定律,功能关系,列方程求解问题.
1.（2013四川理综）7．如图所示，边长为L、不可形变的正方形导体框内有半径为r 的圆形区域，其磁感应强度B随时间t的变化关系为B＝kt(常量
k＞0)。

回路中滑动变阻器R的最大阻值为R
，
滑动片P位于滑动变阻器中央，定值电阻R
1＝R
、R
2
＝
2
R
0。

闭合
开关S，电压表的示数为U，不考虑虚线MN右侧导体的感应电动势。

则
A．R
1两端的电压为
7
U
B．电容器的a极板带正电
C．滑动变阻器R的热功率为电阻R
2
的5倍 D．正方形导线框中的感应电动势为kL2 2.（2013天津理综）3．如图所示，纸面内有一矩形导体闭合线框动abcd，ab边长大于bc边长，置于垂直纸面向里、边界为MN的匀强磁场外，线框两次匀速地完全进入磁场，两次速度大小相同，方向均垂直于MN。

第一次ab边平行MN进入磁场，线框上产生的热量为Q1，通过线框导体横截面的电荷量为q1；第二次bc边平行MN进入磁场．线框上产生的热量为Q2，通过线框导体横截面的电荷量为q2，则
A．Q
1>Q
2
q
1
=q
2
B．Q
1
>Q
2
q
1
>q
2
C．Q
1=Q
2
q
1
=q
2
D．Q
1
=Q
2
q
1
>q
2
3.（2013上海物理）33．(16分)如图，两根相距L＝0.4m、电阻不计的平行光滑金属导轨水平放置，一端与阻值R＝0.15Ω的电阻相连。

导轨x＞0一侧存在沿x方向均匀增大的稳恒磁场，其方向与导轨平面垂直，变化率k＝0.5T/m，x＝0处磁场的磁感应强度B0＝0.5T。

一根质量m＝0.1kg、电阻r＝0.05Ω的金属棒置于导轨上，并与导轨垂直。

棒在外力作用下从x＝0处以初速度v0＝2m/s沿导轨向右运动，运动过程中电阻上消耗的功率不变。

求：
(1)回路中的电流；(2)金属棒在x ＝2m 处的速度；
(3)金属棒从x ＝0运动到x ＝2m 过程中安培力做功的大小； (4)金属棒从x ＝0运动到x ＝2m 过程中外力的平均功率。

4．（江苏省常州市20XX 届高三上学期期末物理试题）如图所示，水平的平行虚线间距为d ，其间有磁感应强度为B 的匀强磁场。

一个长方形线圈的边长分别为L1、L2，且L2＜d ，线圈质量m ，电阻为R 。

现将线圈由静止释放，测得当线圈的下边缘到磁场上边缘的距离为h 时，其下边缘刚进入磁场和下边缘刚穿出磁场时的速度恰好相等。

求：（1）线圈刚进入磁场时的感应电流的大小；（2）线圈从下边缘刚进磁场到下边缘刚出磁场（图中两虚线框所示位置）的过程做何种运动，求出该过程最小速度v ；（3）线圈进出磁场的全过程中产生的总焦耳热Q 总。

考点四 自感现象的分析
1．自感现象“阻碍”作用的理解
(1)流过线圈的电流增加时，线圈中产生的自感电动势与电流方向相反，阻碍电流的增加，使其缓慢地增加．
(2)流过线圈的电流减小时，线圈中产生的自感电动势与电流方向相同，阻碍电流的减小，使其缓慢地减小．
线圈就相当于电源，它提供的电流从原来的I L 逐渐变小． 2．自感现象的四大特点
(1)自感电动势总是阻碍导体中原电流的变化． (2)通过线圈中的电流不能发生突变，只能缓慢变化．
(3)电流稳定时，自感线圈就相当于普通导体． (4)线圈的自感系数越大，自感现象越明显，自感电动势只是延缓了过程的进行，但它不能使过程停止，更不能使过程反向．
1. 如图11所示的电路中，L 为一个自感系数很大、直流电阻不计的线圈，D 1、D 2是两个完全相同的电灯，E 是内阻不计的电源．t ＝0时刻，闭合开关S ，经过一段时间后，电路达到稳定，t 1时刻断开开关S.I 1、I 2分别表示通过电灯D 1和D 2中的电流，规定图中箭头所示方向为电流正方向，以下各图中能定性描述电流I 随时间t 变化关系的是 ( )
L
x O R B
在分析自感现象问题时，应注意电路的结构，弄清楚自
感线圈L与用电器的串、并联关系，明确原电流的方向，再判
断自感电流的方向及大小变化．同时注意，L的自身电阻是不
是能忽略不计．在断开开关时，还要看线圈和用电器能否形成
回路．
2．(2010·江苏单科·4)如图所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，电感L 的电阻不计，电阻R的阻值大于灯泡D的阻值．在t＝0时刻闭合开关S，经过一段时间后，在t＝t1时刻断开S.下列表示A、B两点间电压U AB随时间t变化的图象中，正确的是( )
3.如图(a)、(b)所示的电路中，电阻R和自感线圈L的电阻值都很小，且小于灯A的电阻，接通S，使电路达到稳定，灯泡A发光，则( )
A．在电路(a)中，断开S，A将渐渐变暗
B．在电路(a)中，断开S，A将先变得更亮，然后渐渐变暗
C．在电路(b)中，断开S，A将渐渐变暗
D．在电路(b)中，断开S，A将先变得更亮，然后渐渐变暗
教育是一项良心工程
程序四.【福建08—13年高考真题体验】
[2008福建高考]20.矩形导线框abcd固定在匀强磁场中，磁感线的方向与导线框所在平面垂直，规定磁场的正方向垂直低面向里，磁感应强度B随时间变化的规律如图所示.若规定顺时针方向为感应电流I的正方向，下列各图中正确的是（）
[2009福建高考]18.如图所示，固定位置在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为d，其右端接有阻值为R的电阻，整个装置处在竖直向上磁感应强度大小为B 的匀强磁场中。

一质量为m（质量分布均匀）的导体杆ab垂直于导轨放置，且与两导轨保持良好接触，杆与导轨之间的动摩擦因数为u。

现杆在水平向左、垂直于杆的恒力F作用下从静止开始沿导轨运动距离L时，速度恰好达到最大（运动过程中杆始终与导轨保持垂直）。

设杆接入电路的电阻为r，导轨电阻不计，重力加速度大小为g。

则此过程
A.杆的速度最大值为
22
()
F mg R
B d
μ
- B.流过电阻R的电量为Bdl
R r
+
C.恒力F做的功与摩擦力做的功之和等于杆动能的变化量
D.恒力F做的功与安倍力做的功之和大于杆动能的变化量
[2010福建高考]21．（19分）如图所示，两条平行的光滑金属导轨固定在倾角为θ的绝缘斜面上，导轨上端连接一个定值电阻。

导体棒a和b放在导轨上，与导轨垂直并良好接触。

斜面上水平虚线PQ以下区域内，存在着垂直穿过斜面向上的匀强磁场。

现对a棒施以平行导轨斜向上的拉力，使它沿导轨匀速向上运动，此时放在导轨下端的b棒恰好静止。

当a棒运动到磁场的上边界PQ处时，撤去拉力，a棒将继续沿导轨向上运动一小段距离后再向下滑动，此时b棒已滑离导轨。

当a棒再次滑回到磁场上边界PQ处时，又恰能沿导轨匀速向下运动。

已知a棒、b棒和定值电阻的阻值均为R，b棒的质量为m，重力加速度为g，导轨电阻不计。

求
（1）a棒在磁场中沿导轨向上运动的过程中，a棒中的电流强度Ia与定值电阻中的
电流强度Ic之比；（2）a棒质量m
a
；（3）a棒在磁场中沿导轨向上运动时所受的拉力F。

[2011福建高考]17．如图，足够长的U型光滑金属导轨平面与水平面成θ角（0＜θ＜90°)，其中MN与PQ平行且间距为L，导轨平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，导轨电阻不计。

金属棒ab由静止开始沿导轨下滑，并与两导轨始终保持垂直且良好接触，ab棒接入电路的电阻为R，当流过ab棒某一横截面的电量为q时，棒的速度大小为v，则金属棒ab在这一过程中
A．运动的平均速度大小为
1
2
ν B．下滑位移大小为
qR
BL
C．产生的焦耳热为qBLν D．受到的最大安培力大小为
22
sin B L
R
ν
θ
[2012福建高考]18．如图甲，一圆形闭合铜环由高处从静止开始下落，穿过一根竖直悬挂的条形磁铁，铜环的中心轴线与条形磁铁的中轴始终保持重合。

若取磁铁中心O 为坐标原点，建立竖直向下正方向的x轴，则图乙中最能正确反映环中感应电流i随环心位置坐标x变化的关系图像是（）
[2013福建高考]18. 如图，矩形闭合线框在匀强磁场上方，由不同高度静止释放，用
t 1、t
2
分别表示线框ab边和cd边刚进入磁场的时刻。

线框下落过程形状不变，ab边
始终保持与磁场水平边界OO’平行，线框平面与磁场方向垂直。

设OO’下方磁场磁
场区域足够大，不计空气影响，则下列哪一个图像不可能反映线框下落过程中速度v
随时间t变化的规律（）
总结解决电磁感应综合问题一般思路: “先电后力”即：
（1）做“源”的分析：分离出电路中由电磁感应所产生的电源，求出电源参数E和r（2）再进行“路”的分析：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；（3）然后是“力”的分析：分析力学研究对象的受力情况，尤其注意其所受
的安培力；（4）后是“动”的分析：根据力和运动的关系，判断出正确的运动模型（5）
最后是“能”的分析：找电磁感应过程和力学对象的运动过程中其能量转化和守恒的关系。

作业
反思。