下载文档原格式
2025年⾼考⼈教版物理⼀轮复习专题训练—法拉第电磁感应定律、⾃感和涡流(附答案解析)1．(2023·北京卷·5)如图所⽰，L是⾃感系数很⼤、电阻很⼩的线圈，P、Q是两个相同的⼩灯泡，开始时，开关S处于闭合状态，P灯微亮，Q灯正常发光，断开开关( )A．P与Q同时熄灭B．P⽐Q先熄灭C．Q闪亮后再熄灭D．P闪亮后再熄灭2．(2023·江苏卷·8)如图所⽰，圆形区域内有垂直纸⾯向⾥的匀强磁场，OC导体棒的O端位于圆⼼，棒的中点A位于磁场区域的边缘。
现使导体棒绕O点在纸⾯内逆时针转动。
O、A、C点电势分别为φO、φA、φC，则( )A．φO>φC B．φC>φAC．φO＝φA D．φO－φA＝φA－φC3．(2023·⼭东德州市模拟)如图甲所⽰，正⽅形虚线框为匀强磁场区域的边界，取垂直纸⾯向⾥为正⽅向，磁感应强度B随时间t变化的规律如图⼄所⽰。
匝数为n、半径为r的导线圈恰好处于虚线框的外接圆上，导线圈与电阻箱R1、定值电阻R2组成回路，回路中的其他电阻不计。
以下说法正确的是( )A．R2中的电流⽅向先向左，再向右B．回路中的电动势为C．t＝t0时刻，回路中的电流为零D．R1＝R2时，R1消耗的电功率最⼤4．(2023·⼴东⼴州市⼀模)如图甲所⽰为探究电磁驱动的实验装置。
某个铝笼置于U形磁体的两个磁极间，铝笼可以绕⽀点⾃由转动，其截⾯图如图⼄所⽰。
开始时，铝笼和磁体均静⽌，转动磁体，会发现铝笼也会跟着发⽣转动，下列说法正确的是( )A．铝笼是因为受到安培⼒⽽转动的B．铝笼转动的速度的⼤⼩和⽅向与磁体相同C．磁体从图⼄位置开始转动时，铝笼截⾯abcd中的感应电流的⽅向为a→d→c→b→a D．当磁体停⽌转动后，如果忽略空⽓阻⼒和摩擦阻⼒，铝笼将保持匀速转动5.(多选)(2023·辽宁沈阳市模拟)电⼦感应加速器基本原理如图所⽰，图甲的上、下两个电磁铁线圈中电流的⼤⼩、⽅向可以变化，产⽣的感⽣电场使真空室中的电⼦加速。
电磁感应现象楞次定律1. 高考真题考点分布题型考点考查考题统计选择题楞次定律2024年江苏卷、广东卷实验题探究影响感应电流方向的因素2024年北京卷2. 命题规律及备考策略【命题规律】高考对楞次定律和右手定则的考查形式多以选择题的形式，题目较为简单，同时，这两部分内容会在某些有关电磁感应的综合性的计算题中会有应用。
【备考策略】1.理解和掌握楞次定律、右手定则。
2.能够利用楞次定律和右手定则判断感应电流的方向。
【命题预测】重点关注楞次定律和右手定则的应用。
一、磁通量1．概念：在磁感应强度为B的匀强磁场中，与磁场方向垂直的平面，其面积S与B的乘积叫作穿过这个面积的磁通量。
2．公式：Φ＝BS，单位是韦伯，符号是Wb。
3．适用条件(1)匀强磁场。
(2)S为垂直于磁场的有效面积。
4．物理意义：相当于穿过某一面积的磁感线的条数。
5．磁通量的变化量：ΔΦ＝Φ2－Φ1＝B2S2－B1S1。
二、电磁感应现象1．定义：当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，闭合导体回路中有感应电流产生，这种利用磁场产生电流的现象叫作电磁感应。
2．感应电流的产生条件(1)表述一：闭合电路的一部分导体在磁场内做切割磁感线的运动。
(2)表述二：穿过闭合电路的磁通量发生变化。
3．实质电磁感应现象的实质是产生感应电动势，如果电路闭合，则有感应电流。
如果电路不闭合，则只有感应电动势而无感应电流。
三、感应电流方向的判定1．楞次定律(1)内容：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
(2)适用范围：一切电磁感应现象。
2．右手定则(1)内容：伸开右手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心进入，并使拇指指向导线运动的方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方向。
(2)适用情况：导线切割磁感线产生感应电流。
考点一电磁感应现象1.磁通量的计算(1)公式：Φ＝BS。
适用条件：①匀强磁场；②磁场与平面垂直。
磁场（一）主讲：梁建兴1一. 教学内容：选修3-1第八章磁场（一）二. 高考考纲及分析高考考纲磁场、磁感应强度、磁感线（I）通电直导线和通电线圈周围磁场的方向（I）安培力、安培力的方向（I）匀强磁场中的安培力（Ⅱ）洛伦兹力、洛伦兹力的方向（I）洛伦兹力的公式（Ⅱ）带电粒子在匀强磁场中的运动（Ⅱ）质谱仪和回旋加速器（I）考纲分析1. 从考纲上看，磁场部分属于Ⅱ要求的有磁场对通电导线的作用、磁场对运动电荷的作用和带电粒子在匀强磁场中的运动，这些也是磁场知识在高考考查中的重点。
2. 从受力角度讲，通电导线受到的安培力和带电粒子受到的洛伦兹力是磁场中最常见的两种力。
而两种力的本质是完全相同的，只不过一个是宏观的磁场力，一个是微观的磁场力。
3. 从高考考查的运动形式来看，对于通电导体，可以结合受力平衡知识考查通电导线在磁场中的受力平衡，也可以结合电磁感应知识考查通电导线在磁场中受安培力后的运动。
对于带电粒子，带电粒子受到洛伦兹力在边界磁场中做圆周运动，和带电粒子在复合场中的运动形式是常见的考查形式。
4. 从与新的科学技术的联系来看，在进行磁场知识考查的时候，可以通过一种实验仪器来作为考查的载体，例如质谱仪、回旋加速器等利用磁场知识制造的实验器材。
23三. 知识网络4四. 知识要点第一单元 磁场对电流的作用力1. 磁场（1）磁场的存在：磁场是一种特殊的物质存在于磁极和电流周围。
（2）磁场的特点：磁场对放入磁场中的磁极和电流有力的作用。
（3）磁场的方向：规定磁场中任意 一点的小磁针静止时N 极的指向（小磁针N 极受力方向）。
（4）磁感应强度（描述磁场强弱的物理量），定义式ILF B注意：① 磁感应强度B 与F 、I 、L 无关，只由磁场本身决定。
② 式中的I 必须垂直于该处的磁场。
③ 磁感应强度是一个矢量，B 的方向就是该处的磁场方向（不是F 的方向）。
2. 磁感线（1）磁感线的特点。
① 不是真实存在的，是人们为了形象描述磁场而假想的。
第1讲电磁感应现象楞次定律一、单项选择题：在每一小题给出的四个选项中，只有一项为哪一项符合题目要求的。
1．如下列图，一水平放置的N匝矩形线框面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，方向斜向上，与水平面成30°角，现假设使矩形框以左边的一条边为轴转到竖直的虚线位置，如此此过程中磁通量的改变量的大小是( C )A．3－12BS B．3＋12NBSC．3＋12BS D．3－12NBS[解析] sin θ磁通量与匝数无关，Φ＝BS中，B与S必须垂直。
初态Φ1＝B cos θ·S，末态Φ2＝－B cos θ·S，磁通量的变化量大小ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝|BS(－cos 30°－sin30°)|＝3＋12BS，所以应选C项。
2．(2020·浙江诸暨模拟)有人设计了一种储能装置：在人的腰部固定一块永久磁铁，N 极向外；在手臂上固定一个金属线圈，线圈连接着充电电容器。
当手不停地前后摆动时，固定在手臂上的线圈能在一个摆动周期内，两次扫过别在腰部的磁铁，从而实现储能。
如下说法正确的答案是( D )A．该装置违反物理规律，不可能实现B．此装置会使手臂受到阻力而导致人走路变慢C．在手摆动的过程中，电容器极板的电性不变D．在手摆动的过程中，手臂受到的安培力方向交替变化[解析] D．在手摆动的过程中，线圈交替的进入或者离开磁场，使穿过线圈的磁通量发生变化，因而会产生感应电流，从而实现储能，该装置符合法拉第电磁感应定律，可能实现，选项A错误；此装置不会影响人走路的速度，选项B错误；在手摆动的过程中，感应电流的方向不断变化，如此电容器极板的电性不断改变。
选项C错误；在手摆动的过程中，感应电流的方向不断变化，手臂受到的安培力方向交替变化。
选项D正确。
3.如下列图，通电导线MN与单匝矩形线圈abcd共面，位置靠近ab且与线圈相互绝缘。
当MN中电流突然减小时，线圈所受安培力的合力方向( B )A．向左B．向右C．垂直纸面向外D．垂直纸面向里[解析] 解法一：当MN中电流突然减小时，单匝矩形线圈abcd垂直纸面向里的磁通量减小，根据楞次定律，线圈abcd中产生的感应电流方向为顺时针方向，由左手定如此可知ab边与cd边所受安培力方向均向右，所以线圈所受安培力的合力方向向右，B正确。
练案[29] 第十一章电磁感应第1讲电磁感应现象楞次定律一、选择题(本题共14小题，1～10题为单选，11～14题为多选)1．(2023·江苏模拟预测)电吉他的工作原理是在琴身上装有线圈，线圈附近被磁化的琴弦振动时，会使线圈中的磁通量发生变化，从而产生感应电流，再经信号放大器放大后传到扬声器。
其简化示意图如图所示。
则当图中琴弦向右靠近线圈时( C )A．穿过线圈的磁通量减小B．线圈中不产生感应电流C．琴弦受向左的安培力D．线圈有扩张趋势[解析]琴弦向右靠近线圈时，穿过线圈的磁通量增大，线圈中产生感应电流，由“来拒去留”可知琴弦受到向左的安培力，由“增缩减扩”可知线圈有收缩趋势，故ABD错误，C正确。
2．(2023·北京通州模拟预测)安装在公路上的测速装置如图，在路面下方间隔一定距离埋设有两个通电线圈，线圈与检测抓拍装置相连，车辆从线圈上面通过时线圈中会产生脉冲感应电流，检测装置根据两个线圈产生的脉冲信号的时间差计算出车速大小，从而对超速车辆进行抓拍。
下列说法正确的是( B )A．汽车经过线圈上方时，两线圈产生的脉冲电流信号时间差越长，车速越大B．汽车经过通电线圈上方时，汽车底盘的金属部件中会产生感应电流C．当汽车从线圈上方匀速通过时，线圈中不会产生感应电流D．当汽车从线圈上方经过时，线圈中产生感应电流属于自感现象[解析]汽车经过线圈上方时产生脉冲电流信号，车速越大，汽车通过两线圈间的距离所用的时间越小，即两线圈产生的脉冲电流信号时间差越小，故A错误；汽车经过通电线圈上方时，汽车底盘的金属部件通过线圈所产生的磁场，金属部件中的磁通量发生变化，在金属部件中产生感应电流，金属部件中的感应电流产生磁场，此磁场随汽车的运动，使穿过线圈的磁通量变化，所以线圈中会产生感应电流，故B正确，C错误；当汽车从线圈上方经过时，线圈中产生的感应电流并不是线圈自身的电流变化所引起的，则不属于自感现象，故D错误。
电磁感应现象楞次定律1.知道电磁感应现象产生的条件2.理解磁通量及磁通量变化的含义，并能计算.3.掌握楞次定律和右手定则的应用，并能判断感应电流的方向及相关导体的运动方向．考点一电磁感应现象的判断1．磁通量(1)定义：在匀强磁场中，磁感应强度B与垂直于磁场方向的面积的乘积．(2)公式：Φ＝BS.适用条件：①匀强磁场．②S为垂直磁场的有效面积．(3)磁通量是标量(填“标量”或“矢量”)．(4)磁通量的意义：①磁通量可以理解为穿过某一面积的磁感线的条数．②同一线圈平面，当它跟磁场方向垂直时，磁通量最大；当它跟磁场方向平行时，磁通量为零；当正向穿过线圈平面的磁感线条数和反向穿过的一样多时，磁通量为零．2．电磁感应现象(1)电磁感应现象：当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，闭合导体回路中有感应电流产生，这种利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应．(2)产生感应电流的条件：穿过闭合回路的磁通量发生变化．产生感应电动势的条件：无论回路是否闭合，只要穿过线圈平面的磁通量发生变化，线圈中就有感应电动势产生．(3)电磁感应现象中的能量转化：发生电磁感应现象时，机械能或其他形式的能转化为电能，该过程遵循能量守恒定律．[例题1]（2024•房山区一模）某同学用如图所示装置探究影响感应电流方向的因素。
将磁体从线圈中向上匀速抽出时，观察到灵敏电流计指针向右偏转。
关于该实验，下列说法正确的是（）A．图中线圈中感应电流的磁场方向向下B．若将磁体向上加速抽出，灵敏电流计指针将向左偏转C．磁体放置在线圈中静止不动，灵敏电流计指针仍向右偏转D．若将磁体的N、S极对调，并将其向下插入线圈，灵敏电流计指针仍向右偏转[例题2]（多选）（2024•丰台区二模）“探究影响感应电流方向的因素”的实验示意图如图所示：灵敏电流计和线圈组成闭合回路，通过“插入”、“拔出”条形磁铁，使线圈中产生感应电流。
记录实验过程中的相关信息，分析得出楞次定律。
下列说法正确的是（）A．实验时必须保持磁铁运动的速率不变B．该实验需要知道线圈的绕向C．该实验需要记录磁铁的运动方向D．该实验需要判断电流计指针偏转方向与通入电流方向的关系[例题3]（2023秋•通州区期末）如图甲所示，某同学在研究电磁感应现象时，将一线圈两端与电流传感器相连，强磁铁从长玻璃管上端由静止下落，电流传感器记录了强磁铁穿过线圈过程中电流随时间变化的图像，t2时刻电流为0，如图乙所示。
⾼考物理⼀轮复习之《电磁感应》知识汇总第⼀节 电磁感应现象 楞次定律【基本概念、规律】⼀、磁通量1．定义：在磁感应强度为B的匀强磁场中，与磁场⽅向垂直的⾯积S和B的乘积．2．公式：Φ＝B·S.3．单位：1 Wb＝1_T·m2.4．标⽮性：磁通量是标量，但有正、负．⼆、电磁感应1．电磁感应现象当穿过闭合电路的磁通量发⽣变化时，电路中有电流产⽣，这种现象称为电磁感应现象．2．产⽣感应电流的条件(1)电路闭合；(2)磁通量变化．3．能量转化发⽣电磁感应现象时，机械能或其他形式的能转化为电能．特别提醒：⽆论回路是否闭合，只要穿过线圈平⾯的磁通量发⽣变化，线圈中就有感应电动势产⽣．三、感应电流⽅向的判断1．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．(2)适⽤情况：所有的电磁感应现象．2．右⼿定则(1)内容：伸开右⼿，使拇指与其余四个⼿指垂直，并且都与⼿掌在同⼀个平⾯内，让磁感线从掌⼼进⼊，并使拇指指向导体运动的⽅向，这时四指所指的⽅向就是感应电流的⽅向．(2)适⽤情况：导体切割磁感线产⽣感应电流．【重要考点归纳】考点⼀ 电磁感应现象的判断1.判断电路中能否产⽣感应电流的⼀般流程：2.判断能否产⽣电磁感应现象，关键是看回路的磁通量是否发⽣了变化．磁通量的变化量ΔΦ＝Φ2－Φ1有多种形式，主要有：(1)S、θ不变，B改变，这时ΔΦ＝ΔB·S sin θ；(2)B、θ不变，S改变，这时ΔΦ＝ΔS·B sin θ；(3)B、S不变，θ改变，这时ΔΦ＝BS(sin θ2－sin θ1)．考点⼆ 楞次定律的理解及应⽤1．楞次定律中“阻碍”的含义2．应⽤楞次定律判断感应电流⽅向的步骤考点三 “⼀定律三定则”的综合应⽤1．“三个定则与⼀个定律”的⽐较2.应⽤技巧⽆论是“安培⼒”还是“洛伦兹⼒”，只要是涉及磁⼒都⽤左⼿判断．“电⽣磁”或“磁⽣电”均⽤右⼿判断．【思想⽅法与技巧】楞次定律推论的应⽤楞次定律中“阻碍”的含义可以理解为感应电流的效果总是阻碍产⽣感应电流的原因，推论如下：(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”第⼆节 法拉第电磁感应定律 ⾃感 涡流【基本概念、规律】⼀、法拉第电磁感应定律1．感应电动势(1)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就相当于电源，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＝E/（R+r）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．3．导体切割磁感线的情形(1)若B、l、v相互垂直，则E＝Blv.(2)若B⊥l，l⊥v，v与B夹⾓为θ，则E＝Blv sin_θ.⼆、⾃感与涡流1．⾃感现象(1)概念：由于导体本⾝的电流变化⽽产⽣的电磁感应现象称为⾃感，由于⾃感⽽产⽣的感应电动势叫做⾃感电动势．(3)⾃感系数L的影响因素：与线圈的⼤⼩、形状、匝数以及是否有铁芯有关．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像⽔的旋涡状的感应电流．(1)电磁阻尼：当导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受到安培⼒，安培⼒的⽅向总是阻碍导体的运动．(2)电磁驱动：如果磁场相对于导体转动，在导体中会产⽣感应电流，使导体受到安培⼒作⽤，安培⼒使导体运动起来．交流感应电动机就是利⽤电磁驱动的原理⼯作的．【重要考点归纳】考点⼀ 公式E＝nΔΦ/Δt的应⽤1．感应电动势⼤⼩的决定因素(1)感应电动势的⼤⼩由穿过闭合电路的磁通量的变化率和线圈的匝数共同决定，⽽与磁通量Φ、磁通量的变化量ΔΦ的⼤⼩没有必然联系．3.应⽤电磁感应定律应注意的三个问题考点⼆ 公式E＝Blv的应⽤1．使⽤条件本公式是在⼀定条件下得出的，除了磁场是匀强磁场外，还需B、l、v三者相互垂直．实际问题中当它们不相互垂直时，应取垂直的分量进⾏计算，公式可为E＝Blv sin θ，θ为B与v⽅向间的夹⾓．2．使⽤范围3．有效性公式中的l为有效切割长度，即导体与v垂直的⽅向上的投影长度．例如，求下图中MN两点间的电动势时，有效长度分别为甲图：l＝cd sin β.4．相对性E＝Blv中的速度v是相对于磁场的速度，若磁场也运动，应注意速度间的相对关系．5.感应电动势两个公式的⽐较考点三 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．2．⾃感现象的四个特点(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．3．⾃感现象中的能量转化通电⾃感中，电能转化为磁场能；断电⾃感中，磁场能转化为电能．4.分析⾃感现象的两点注意(1)通过⾃感线圈中的电流不能发⽣突变，即通电过程，线圈中电流逐渐变⼤，断电过程，线圈中电流逐渐变⼩，⽅向不变．此时线圈可等效为“电源”，该“电源”与其他电路元件形成回路．(2)断电⾃感现象中灯泡是否“闪亮”问题的判断，在于对电流⼤⼩的分析，若断电后通过灯泡的电流⽐原来强，则灯泡先闪亮后再慢慢熄灭．第三节 电磁感应中的电路和图象问题【基本概念、规律】⼀、电磁感应中的电路问题1．内电路和外电路(1)切割磁感线运动的导体或磁通量发⽣变化的线圈都相当于电源．(2)该部分导体的电阻或线圈的电阻相当于电源的内阻，其余部分是外电阻．2．电源电动势和路端电压⼆、电磁感应中的图象问题1．图象类型(1)随时间t变化的图象如B－t图象、Φ－t图象、E－t图象和i－t图象．(2)随位移x变化的图象如E－x图象和i－x图象．2．问题类型(1)由给定的电磁感应过程判断或画出正确的图象．(2)由给定的有关图象分析电磁感应过程，求解相应的物理量．(3)利⽤给出的图象判断或画出新的图象．【重要考点归纳】考点⼀ 电磁感应中的电路问题1．对电源的理解：在电磁感应现象中，产⽣感应电动势的那部分导体就是电源，如切割磁感线的导体棒、有磁通量变化的线圈等．这种电源将其他形式的能转化为电能．2．对电路的理解：内电路是切割磁感线的导体或磁通量发⽣变化的线圈，外电路由电阻、电容等电学元件组成．3．解决电磁感应中电路问题的⼀般思路：(2)分析电路结构(内、外电路及外电路的串、并联关系)，画出等效电路图．(3)利⽤电路规律求解．主要应⽤欧姆定律及串、并联电路的基本性质等列⽅程求解．4.(1)对等效于电源的导体或线圈，两端的电压⼀般不等于感应电动势，只有在其电阻不计时才相等．(2)沿等效电源中感应电流的⽅向，电势逐渐升⾼．考点⼆ 电磁感应中的图象问题1．题型特点⼀般可把图象问题分为三类：(1)由给定的电磁感应过程选出或画出正确的图象；(2)由给定的有关图象分析电磁感应过程，求解相应的物理量；(3)根据图象定量计算．2．解题关键弄清初始条件，正负⽅向的对应，变化范围，所研究物理量的函数表达式，进、出磁场的转折点是解决问题的关键．3．解决图象问题的⼀般步骤(1)明确图象的种类，即是B－t图象还是Φ－t图象，或者是E－t图象、I－t图象等；(2)分析电磁感应的具体过程；(3)⽤右⼿定则或楞次定律确定⽅向对应关系；(4)结合法拉第电磁感应定律、欧姆定律、⽜顿运动定律等规律写出函数关系式；(5)根据函数关系式，进⾏数学分析，如分析斜率的变化、截距等；(6)画出图象或判断图象．4.解决图象类选择题的最简⽅法——分类排除法．⾸先对题中给出的四个图象根据⼤⼩或⽅向变化特点分类，然后定性地分析电磁感应过程中物理量的变化趋势(增⼤还是减⼩)、变化快慢(均匀变化还是⾮均匀变化)，特别是⽤物理量的⽅向，排除错误选项，此法最简捷、最有效．【思想⽅法与技巧】电磁感应电路与图象的综合问题解决电路与图象综合问题的思路(1)电路分析弄清电路结构，画出等效电路图，明确计算电动势的公式．(2)图象分析①弄清图象所揭⽰的物理规律或物理量间的函数关系；②挖掘图象中的隐含条件，明确有关图线所包围的⾯积、图线的斜率(或其绝对值)、截距所表⽰的物理意义．(3)定量计算运⽤有关物理概念、公式、定理和定律列式计算．第四节 电磁感应中的动⼒学和能量问题【基本概念、规律】⼀、电磁感应现象中的动⼒学问题1．安培⼒的⼤⼩2．安培⼒的⽅向(1)先⽤右⼿定则判定感应电流⽅向，再⽤左⼿定则判定安培⼒⽅向．(2)根据楞次定律，安培⼒的⽅向⼀定和导体切割磁感线运动⽅向相反．⼆、电磁感应中的能量转化1．过程分析(1)电磁感应现象中产⽣感应电流的过程，实质上是能量的转化过程．(2)感应电流在磁场中受安培⼒，若安培⼒做负功，则其他形式的能转化为电能；若安培⼒做正功，则电能转化为其他形式的能．(3)当感应电流通过⽤电器时，电能转化为其他形式的能．2．安培⼒做功和电能变化的对应关系“外⼒”克服安培⼒做多少功，就有多少其他形式的能转化为电能；安培⼒做多少功，就有多少电能转化为其他形式的能．【重要考点归纳】考点⼀ 电磁感应中的动⼒学问题分析1．导体的平衡态——静⽌状态或匀速直线运动状态．处理⽅法：根据平衡条件(合外⼒等于零)列式分析．2．导体的⾮平衡态——加速度不为零．处理⽅法：根据⽜顿第⼆定律进⾏动态分析或结合功能关系分析．3.分析电磁感应中的动⼒学问题的⼀般思路(1)先进⾏“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——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)然后是“⼒”的分析——分析研究对象(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；(4)最后进⾏“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．考点⼆ 电磁感应中的能量问题1．电磁感应过程的实质是不同形式的能量转化的过程，⽽能量的转化是通过安培⼒做功的形式实现的，安培⼒做功的过程，是电能转化为其他形式能的过程，外⼒克服安培⼒做功，则是其他形式的能转化为电能的过程．2．能量转化及焦⽿热的求法(1)能量转化(2)求解焦⽿热Q的三种⽅法3. 在解决电磁感应中的能量问题时，⾸先进⾏受⼒分析，判断各⼒做功和能量转化情况，再利⽤功能关系或能量守恒定律列式求解．【思想⽅法与技巧】电磁感应中的“双杆”模型1．模型分类“双杆”模型分为两类：⼀类是“⼀动⼀静”，甲杆静⽌不动，⼄杆运动，其实质是单杆问题，不过要注意问题包含着⼀个条件：甲杆静⽌、受⼒平衡．另⼀种情况是两杆都在运动，对于这种情况，要注意两杆切割磁感线产⽣的感应电动势是相加还是相减．2．分析⽅法通过受⼒分析，确定运动状态，⼀般会有收尾状态．对于收尾状态则有恒定的速度或者加速度等，再结合运动学规律、⽜顿运动定律和能量观点分析求解．3.分析“双杆”模型问题时，要注意双杆之间的制约关系，即“动杆”与“被动杆”之间的关系，需要注意的是，最终两杆的收尾状态的确定是分析该类问题的关键．电磁感应中的含容电路分析⼀、电磁感应回路中只有电容器元件1.这类问题的特点是电容器两端电压等于感应电动势，充电电流等于感应电流．(2)由本例可以看出：导体棒在恒定外⼒作⽤下，产⽣的电动势均匀增⼤，电流不变，所受安培阻⼒不变，导体棒做匀加速直线运动．⼆、电磁感应回路中电容器与电阻并联问题1.这⼀类问题的特点是电容器两端的电压等于与之并联的电阻两端的电压，充电过程中的电流只是感应电流的⼀⽀流．稳定后，充电电流为零．2.在这类问题中，导体棒在恒定外⼒作⽤下做变加速运动，最后做匀速运动．。
电磁感应（一）主讲：1一. 教学内容：选修3—2第九章电磁感应（一）二. 高考考纲及分析：高考考纲电磁感应现象（I）磁通量（I）法拉第电磁感应定律（Ⅱ）楞次定律（Ⅱ）自感、涡流（I）考纲分析：1. 从2007年高考新课标地区对电磁感应的考查来看，山东约占4/89分（占分/满分），广东约占17/150分，海南约占11/100分，宁夏约占6/110分。
2. 感应电流方向的判断（楞次定律）、导体切割磁感线产生感应电动势的计算、法拉第电磁感应定律的应用等是高考热点。
特别是楞次定律的考查更是每年的必考热点。
这些都是考纲中的Ⅱ类要求，要加强复习。
3. 考查的主要题型是选择题和综合性计算论述题。
选择题的侧重点是电磁感应中的图象问题，主要涉及φt图、Bt图和It图的相互转换，重点考查楞次定律和法拉第电磁感应定律的灵活运用。
计算题考查的侧重点是电磁感应与直流电路的综合、电磁感应与牛顿运动定律的综合应用，难度较大。
2三. 知识网络：34四. 知识要点：第一单元 电磁感应现象 楞次定律（一）电磁感应现象1. 产生感应电流的条件：穿过闭合电路的磁通量发生变化.2. 磁通量的计算（1）公式Φ=BS此式的适用条件是：① 匀强磁场；② 磁感线与平面垂直。
（2）如果磁感线与平面不垂直，上式中的S 为平面在垂直于磁感线方向上的投影面积.即θsin S B ⋅=Φ其中θ为磁场与面积之间的夹角，我们称之为“有效面积”或“正对面积”。
（3）磁通量的方向性：磁通量正向穿过某平面和反向穿过该平面时，磁通量的正负关系不同。
求合磁通时应注意相反方向抵消以后所剩余的磁通量。
（4）磁通量的变化：12Φ-Φ=∆Φ∆Φ可能是B 发生变化而引起，也可能是S 发生变化而引起，还有可能是B 和S 同时发生变化而引起的，在确定磁通量的变化时应注意。
3. 感应电动势的产生条件：无论电路是否闭合，只要穿过电路的磁通量发生变化， 这部分电路就会产生感应电动势。
这部分电路或导体相当于电源。
（二）感应电流的方向1. 右手定则当闭合电路的部分导体切割磁感线时，产生的感应电流的方向可以用右手定则来进行判断。
右手定则：伸开右手，使大拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在一个平面内，让磁感线垂直穿入手心，大拇指指向导体运动方向，那么伸直四指指向即为感应电流的方向。
说明：伸直四指指向还有另外的一些说法：①感应电动势的方向；②导体的高电势处。
2. 楞次定律（1）内容感应电流具有这样的方向：就是感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
注意：①“阻碍”不是“相反”，原磁通量增大时，感应电流的磁场与原磁通量相反，“反抗”其增加；原磁通量减小时，感应电流的磁场与原磁通量相同，“补偿”其减小，即“增反减同”。
②“阻碍”也不是阻止，电路中的磁通量还是变化的，阻碍只是延缓其变化。
③楞次定律的实质是“能量转化和守恒”，感应电流的磁场阻碍过程，使机械能减少，转化为电能。
（2）应用楞次定律判断感应电流的步骤：①确定原磁场的方向。
②明确回路中磁通量变化情况。
③应用楞次定律的“增反减同”，确定感应电流磁场的方向。
④应用右手安培定则，确立感应电流方向。
（3）楞次定律的另一种表述楞次定律的另一种表达为：感应电流的效果，总是要反抗产生感应电流的原因。
说明：这里产生感应电流的原因，既可以是磁通量的变化，也可以是引起磁通量变化的相对运动或回路的形变。
56① 当电路的磁通量发生变化时，感应电流的效果就阻碍变化−−→−变形为阻碍原磁通量的变化。
② 当出现引起磁量变化的相对运动时，感应电流的效果就阻碍变化−−→−拓展为阻碍（导体间的）相对运动，即“来时拒，去时留”。
③ 当回路发生形变时，感应电流的效果就阻碍回路发生形变。
④ 当线圈自身的电流发生变化时，感应电流的效果就阻碍原来的电流发生变化。
总之，如果问题不涉及感应电流的方向，则从楞次定律的另类表述出发的分析方法较为简便。
第二单元 法拉第电磁感应定律 自感、涡流（一）法拉第电磁感应定律（1）内容：电磁感应中线圈里的感应电动势跟穿过线圈的磁通量变化率成正比。
（2）表达式：t E ∆∆Φ=或t n E ∆∆Φ=。
（3）说明：① 式中的n 为线圈的匝数，∆Φ是线圈磁通量的变化量，△t 是磁通量变化所用的时间。
t ∆∆Φ又叫磁通量的变化率。
② ∆Φ是单位是韦伯，△t 的单位是秒，E 的单位是伏特。
③ tnE ∆∆Φ=中学阶段一般只用来计算平均感应电动势，如果t ∆∆Φ是恒定的，那么E 是稳恒的。
7（二）导线切割磁感线的感应电动势1. 公式：E=BLv2. 导线切割磁感线的感应电动势公式的几点说明：（1）公式仅适用于导体上各点以相同的速度切割匀强的磁场的磁感线的情况。
（2）公式中的B 、v 、L 要求互相两两垂直。
当L ⊥B ，L ⊥v ，而v 与B 成θ夹角时，导线切割磁感线的感应电动势大小为θsin BLv E =。
（3）适用于计算当导体切割磁感线产生的感应电动势，当v 为瞬时速度时，可计算瞬时感应电动势，当v 为平均速度时，可计算平均电动势。
（4）若导体棒不是直的，θsin BLv E =中的L 为切割磁感线的导体棒的有效长度。
如图中，棒的有效长度有ab 的弦长。
3. 导体切割磁感线产生的感应电动势大小两个特例：（1）长为L 的导体棒在磁感应强度为B 的匀强磁场中以ω匀速转动，导体棒产生的感应电动势：8⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧-===))((212121022212不同两段的代数和以任意点为轴时，）线速度（平均速度取中点位置以端点为轴时，（不同两段的代数和）以中点为轴时，L L B E L L B E E ωωω （2）面积为S 的矩形线圈在匀强磁场B 中以角速度ω绕线圈平面内的任意轴匀速转动，产生的感应电动势：⎪⎩⎪⎨⎧===θωθωsin 0BS E E BS E 时，为线圈平面与磁感线夹角时，线圈平面与磁感线垂直时，线圈平面与磁感线平行（三）自感、互感1. 自感现象：当导体中的电流发生变化，导体本身就产生感应电动势，这个电动势总是阻碍导体中原来的电流的变化，这种由于导体本身电流发生变化而产生的电磁感应现象，叫自感现象。
2. 自感现象的应用（1）通电自感：通电瞬间自感线圈处相当于断路；（2）断电自感：断电时自感线圈处相当于电源；① 当线圈中电阻≥灯丝电阻时，灯缓慢熄灭；② 当线圈中电阻＜灯丝电阻时，灯闪亮后缓慢熄灭。
3. 增大线圈自感系数的方法（1）增大线圈长度（2）增多单位长度上匝数（3）增大线圈截面积（口径）（4）线圈中插入铁芯4. 互感现象：当一个线圈中电流变化，在另一个线圈中产生感应电动势的现象，称为互感现象。
在互感现象中产生的感应电动势，称为互感电动势。
变压器就是利用互感现象制成的。
910 [例1] 两圆环A 、B 置于同一水平面上，其中A 为均匀带电绝缘环，B 为导体环。
当A 以如图所示的方向绕中心转动的角速度发生变化时，B 中产生如图所示方向的感应电流，则（ ）A. A 可能带正电且转速减小B. A 可能带正电且转速增大C. A 可能带负电且转速减小D. A 可能带负电且转速增大[例2] 图中MN 、GH 为平行导轨，AB 、CD 为跨在导轨上的两根横杆，导轨和横杆均为导体。
有匀强磁场垂直于导轨所在的平面，方向如图，用I 表示回路的电流。
A. 当AB 不动而CD 向右滑动时，0≠I 且沿顺时针方向B. 当AB 向左、CD 向右滑动且速度大小相等时，I =0C. 当AB 、CD 都向右滑动且速度大小相等时，I =0D. 当AB 、CD 都向右滑动，且AB 速度大于CD 时，0≠I 且沿逆时针方向[例3] 某实验小组用如图所示的实验装置来验证楞次定律。
当条形磁铁自上而下穿过固定的线圈时，通过电流计的感应电流方向是（）A. a→G→bB. 先a→G→b，后b→G→aC. b→G→aD. 先b→G→a，后a→G→b[例4] 如图所示，光滑固定导轨M、N水平放置，两根导体棒P、Q平行放于导轨上，形成一个闭合回路，当一条形磁铁从高处下落接近回路时（）A. P、Q将互相靠拢B. P、Q将互相远离C. 磁铁的加速度仍为gD. 磁铁的加速度小于g1112[例5] （08宁夏）如图所示，同一平面内的三条平行导线串有两个最阻R 和r ，导体棒PQ 与三条导线接触良好；匀强磁场的方向垂直纸面向里。
导体棒的电阻可忽略。
当导体棒向左滑动时，下列说法正确的是（ ）A. 流过R 的电流为由d 到c ，流过r 的电流为由b 到aB. 流过R 的电流为由c 到d ，流过r 的电流为由b 到aC. 流过R 的电流为由d 到c ，流过r 的电流为由a 到bD. 流过R 的电流为由c 到d ，流过r 的电流为由a 到bR[例6] 有一面积为S =100cm2金属环，电阻为R =0.1Ω，环中磁场变化规律如图所示，且磁场方向垂直环面向里，在t1到t2时间内，环中感应电流的方向如何？通过金属环的电量为多少？13[例7] 半径为a的圆形区域内有均匀磁场，磁感应强度为B =0.2T，磁场方向垂直纸面向里，半径为b的金属圆环与磁场同心放置，磁场与环面垂直，其中a =0.4m，b =0.6m，金属环上分别接有灯L1、L2，两灯的电阻均匀为R0＝2Ω，一金属棒MN与金属环接触良好，棒与环的电阻均忽略不计。
（1）若棒以v0=5m/s的速率在环上向右匀速滑动，求棒滑过圆环直径00′的瞬间（如图所示）MN中的电动势和流过灯L1的电流。
（2）撤去中间的金属棒MN，将右面的半圆环OL2O′以OO′为轴向上翻转90°，若此时磁场随时间均匀变化，其变化率为/π=/4(∆，求L1的功率。
∆Ts)tB/1415[例8] 一直升飞机停在南半球的地磁极上空。
该处地磁场的方向竖直向上，磁感应强度为B ，直升飞机螺旋桨叶片的长度为l ，螺旋桨转动的频率为f ，顺着地磁场的方向看螺旋桨，螺旋桨顺时针方向转动。
螺旋桨叶片的近轴端为a ，远轴端为b ，如图所示.如果忽略a 到转轴中心线的距离，用ε表示每个叶片中的感应电动势，则（ ）A. 2fl B επ=，且a 点电势低于b 点电势B. 22fl B επ=-，且a 点电势低于b 点电势C. 2fl B επ=，且a 点电势高于b 点电势D.22fl B επ=，且a 点电势高于b 点电势16[例9]（08北京）均匀导线制成的单位正方形闭合线框abcd ，每边长为L ，总电阻为R ，总质量为m 。
将其置于磁感强度为B 的水平匀强磁场上方h 处，如图所示。
线框由静止自由下落，线框平面保持在竖直平面内，且cd 边始终与水平的磁场边界平行。
当cd 边刚进入磁场时，（1）求线框中产生的感应电动势大小；（2）求cd 两点间的电势差大小；（3）若此时线框加速度恰好为零，求线框下落的高度h 所应满足的条件。
