高考物理試題：專題九-電磁感應(yīng)

高考物理試題：專題九-電磁感應(yīng)第一頁，共36頁。專題九電磁感應(yīng)第二頁，共36頁?？键c內(nèi)容要求熱點1.電磁感應(yīng)現(xiàn)象Ⅰ1.高考對本專題內(nèi)容考查較多的是感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件、方向.2.電磁感應(yīng)現(xiàn)象與磁場、電路、力學(xué)、能量、動量以及熱學(xué)等知識聯(lián)系的綜合題以及感應(yīng)電流(或感應(yīng)電動勢)的圖象問題在近幾年高考中頻繁出現(xiàn).3.該部分知識與其他學(xué)科知識相互滲透也是命題的趨勢，同時將該部分知識同生產(chǎn)、生活實際、高科技等相結(jié)合，注重考查學(xué)生分析、解決實際問題的能力.4.試題題型全面，選擇題、解答題都可能出現(xiàn)，且解答題難度較大，涉及知識點多，考查綜合能力，從而增加試題的區(qū)分度2.磁通量Ⅰ3.法拉第電磁感應(yīng)定律Ⅱ4.楞次定律Ⅱ5.自感、渦流Ⅰ第三頁，共36頁。第1講電磁感應(yīng)現(xiàn)象楞次定律第四頁，共36頁。一、電磁感應(yīng)現(xiàn)象1.磁通量乘積磁感線條數(shù)BScosθ

(1)定義：在勻強磁場中，磁感應(yīng)強度B與垂直于磁場方向的面積S的__________叫做穿過這個平面的磁通量，簡稱磁通. (2)意義：穿過某一面積的____________的多少. (3)定義式：Φ＝__________，式中Scosθ為面積S在垂直于磁場方向的平面上投影的大小，θ是S所在平面的法線方向與磁場方向的夾角.第五頁，共36頁。

(4)磁通量是______，有正負(fù)，其正負(fù)表示與規(guī)定的正方向是相同還是相反.若磁感線沿相反方向穿過同一平面，且正向磁感線條數(shù)為Φ1，反向磁感線條數(shù)為Φ2，則總磁通量Φ＝Φ1－Φ2. (5)單位：韋伯，符號是Wb.1Wb＝1T·m2.2.電磁感應(yīng)感應(yīng)電流磁通量

(1)定義：只要穿過閉合回路的________發(fā)生變化，閉合回路中就有電流產(chǎn)生，這種利用磁場產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫做______________，產(chǎn)生的電流叫做______________. (2)條件：閉合回路中的____________發(fā)生變化.標(biāo)量磁通量電磁感應(yīng)第六頁，共36頁?！净A(chǔ)檢測】

1.(2014年新課標(biāo)卷Ⅰ)在法拉第時代，下列驗證“由磁產(chǎn)生電”設(shè)想的實驗中，能觀察到感應(yīng)電流的是()

A.將繞在磁鐵上的線圈與電流表組成一閉合回路，然后觀察電流表的變化

B.在一通電線圈旁放置一連有電流表的閉合線圈，然后觀察電流表的變化

C.將一房間內(nèi)的線圈兩端與相鄰房間的電流表連接，往線圈中插入條形磁鐵后，再到相鄰房間去觀察電流表的變化

D.繞在同一鐵環(huán)上的兩個線圈，分別接電源和電流表，在給線圈通電或斷電的瞬間，觀察電流表的變化

答案：D第七頁，共36頁。二、楞次定律和右手定則1.楞次定律感應(yīng)電流垂直掌心

(1)內(nèi)容：感應(yīng)電流具有這樣的方向，即感應(yīng)電流的磁場總要阻礙引起____________的磁通量的變化. (2)適用情況：所有電磁感應(yīng)現(xiàn)象.2.右手定則導(dǎo)線運動感應(yīng)電流

(1)內(nèi)容：伸開右手，讓大拇指與四指__________，并與手掌在同一平面內(nèi)，讓磁感線垂直穿過___________，大拇指指向_________的方向，其余四指所指方向即為___________的方向. (2)適用情況：導(dǎo)線切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢.第八頁，共36頁?！净A(chǔ)檢測】

2.(2015年四川自貢一診)如圖9-1-1甲所示，長直導(dǎo)線與閉合金屬線框位于同一平面內(nèi)，長直導(dǎo)線中的電流i隨時間t的變)T時間內(nèi)，線框中感應(yīng)電流的方向與所受安培力情況是(

圖9-1-1第九頁，共36頁。A.感應(yīng)電流方向為順時針，線框受安培力的合力方向向左B.感應(yīng)電流方向為順時針，線框受安培力的合力方向向右C.感應(yīng)電流方向為逆時針，線框受安培力的合力方向向右D.感應(yīng)電流方向為逆時針，線框受安培力的合力方向向左答案：B第十頁，共36頁?！贰贰房键c1對磁通量的理解與計算⊙重點歸納

1.Φ＝BS只適用于磁感應(yīng)強度B與面積S垂直的情況. 2.多匝線圈內(nèi)磁通量的大小與線圈匝數(shù)無關(guān). 3.總磁通量求法 先規(guī)定某個方向的磁通量為正，反方向的磁通量為負(fù)，然后求該平面內(nèi)各個方向的磁通量的代數(shù)和.第十一頁，共36頁?！究键c練透】

1.(2015年內(nèi)蒙古包頭期中)如圖9-1-2所示，通電螺線管水平固定，OO′為其軸線，a、b、c三點在該軸線上，在這三點處各放一個完全相同的小圓環(huán)，且各圓環(huán)平面垂直于OO′軸.則關(guān)于這三點的磁感應(yīng)強度Ba、Bb、Bc的大小關(guān)系及穿過三個小圓環(huán)的磁通量Φa、Φb、Φc的大小關(guān)系，下列判斷正確的是(

)圖9-1-2A.Ba＝Bb＝Bc，Φa＝Φb＝ΦcB.Ba>Bb>Bc，Φa<Φb<ΦcC.Ba>Bb>Bc，Φa>Φb>ΦcD.Ba>Bb>Bc，Φa＝Φb＝Φc第十二頁，共36頁。答案：C解析：靠近螺線管的地方磁場強，由圖知，a、b、c三點的磁感應(yīng)強度Ba、Bb、Bc的大小關(guān)系為Ba>Bb>Bc；三個小圓環(huán)的面積相同，根據(jù)磁通量的定義可知，Φa>Φb>Φc，所以ABD錯誤；C正確.第十三頁，共36頁。

2.(多選)如圖9-1-3所示，A為通電線圈，電流方向如圖所示，B、C為與A在同一平面內(nèi)的兩同心圓，ΦB、ΦC分別為通過兩圓面的磁通量的大小，下述判斷中正確的是()A.穿過兩圓面的磁通量垂直紙面向外B.穿過兩圓面的磁通量垂直紙面向里圖9-1-3C.ΦB>ΦCD.ΦB<ΦC答案：AC第十四頁，共36頁?！贰贰房键c2楞次定律感應(yīng)電流方向的判定⊙重點歸納

1.楞次定律中“阻礙”的含義 ①阻礙原磁通量的變化——“增反減同”. ②阻礙相對運動——“來拒去留”. ③使線圈面積有擴大或縮小的趨勢——“增縮減擴”. ④阻礙原電流的變化(自感現(xiàn)象)——“增反減同”.第十五頁，共36頁。物理規(guī)律楞次定律右手定則研究對象整個閉合回路閉合電路中切割磁感線運動的部分導(dǎo)體適用范圍適用于由磁通量變化引起感應(yīng)電流的各種情況適用于一段導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運動，右手定則是楞次定律的特殊情況2.感應(yīng)電流方向的判斷：利用楞次定律或右手定則，它們的特點如下第十六頁，共36頁。3.楞次定律的使用步驟(1)確定原磁場的方向及磁通量的變化情況.(2)根據(jù)楞次定律確定感應(yīng)電流的磁場的方向.(3)用安培定則來確定感應(yīng)電流(感應(yīng)電動勢)的方向.第十七頁，共36頁?！训淅饰?例1：如圖9-1-4所示，一個閉合的輕質(zhì)圓環(huán)穿在一根光滑的水平絕緣桿上，當(dāng)條形磁鐵的N極自右往左向圓環(huán)中插去時，圓環(huán)將如何運動()圖9-1-4A.向左運動C.先向左，再向右B.向右運動D.先向右，再向左第十八頁，共36頁。

思維點撥：對電磁感應(yīng)中的相對運動問題，楞次定律的“阻礙”的本質(zhì)是阻礙相對運動，即“來拒去留”，由此可以大大簡化問題的分析過程.另外，圓環(huán)向左運動的速度一定比磁鐵的運動速度小，雖有阻礙，但磁通量仍然在增加.解析：方法一根據(jù)楞次定律的最原始表述，原磁場穿過圓環(huán)的磁感線方向向左，磁鐵向左運動，穿過圓環(huán)的磁通量增加，所以感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向相反，根據(jù)右手螺旋定則，感應(yīng)電流的方向在圓環(huán)前半圈向下.此環(huán)形電流的磁場與條形磁鐵相互排斥，所以圓環(huán)向左運動.第十九頁，共36頁。方法二根據(jù)相對運動中的楞次定律，原磁場與圓環(huán)之間有相對運動時，感應(yīng)電流的磁場要阻礙這種相對運動，結(jié)果相互間形成的是排斥力，所以當(dāng)原磁場相對圓環(huán)向左運動時，圓環(huán)在排斥力的作用下，必定要向左運動.

答案：A

備考策略：如果問題不涉及感應(yīng)電流的方向，則用楞次定律的推廣含義進行研究，可以使分析問題的過程簡化.如果問題涉及感應(yīng)電流的方向，若導(dǎo)體不動，回路中磁通量變化，應(yīng)該用楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向；若是回路中的一部分導(dǎo)體做切割磁感線運動產(chǎn)生感應(yīng)電流，用右手定則判斷較為簡單.第二十頁，共36頁?！究键c練透】

3.(多選，2014年山東卷)如圖9-1-5所示，一端接有定值電阻的平行金屬軌道固定在水平面內(nèi)，通有恒定電流的長直絕緣導(dǎo)線垂直并緊靠軌道固定，導(dǎo)體棒與軌道垂直且接觸良好.在向右勻速通過M、N兩區(qū)域的過程中，導(dǎo)體棒所受安培力分別用FM、FN表示.不計軌道電阻.以下敘述正確的是()圖9-1-5

B.FN

向左D.FN逐漸減小A.FM

向右C.FM

逐漸增大答案：BCD第二十一頁，共36頁。

4.(多選，2014年海南卷改編)如圖9-1-6所示，在一水平固定的閉合導(dǎo)體圓環(huán)上方.有一條形磁鐵(N極朝上，S極朝下)由靜止開始下落，磁鐵從圓環(huán)中穿過且不與圓環(huán)接觸，關(guān)于圓環(huán))中感應(yīng)電流的方向(從上向下看)，下列說法正確的是( A.圓環(huán)先后有收縮、擴張的趨勢

B.圓環(huán)先后有擴張、收縮的趨勢

C.先順時針后逆時針

D.先逆時針后順時針 圖9-1-6第二十二頁，共36頁。

解析：由條形磁鐵的磁場分布可知，磁鐵下落的過程，閉合圓環(huán)中的磁通量始終向上，并且先增加后減少，由楞次定律可判斷出，圓環(huán)先后有收縮、擴張的趨勢，A正確；從上向下看時，閉合圓環(huán)中的感應(yīng)電流方向先順時針后逆時針，C正確.答案：AC第二十三頁，共36頁。三個定則應(yīng)用對象使用方法安培定則電流與其產(chǎn)生的磁場右手握住導(dǎo)線或螺線管左手定則判斷安培力、洛倫茲力的方向左手四手指指向電流方向或正電荷運動的方向右手定則導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流右手拇指指向?qū)w切割磁感線的運動方向》》》考點3右手定則、左手定則和安培定則⊙重點歸納

1.三個定則的區(qū)別第二十四頁，共36頁。2.相互聯(lián)系(1)電流可以產(chǎn)生磁場，當(dāng)電流的磁場發(fā)生變化時，也會發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象.(2)感應(yīng)電流在原磁場中也要受安培力，這是確定感應(yīng)電流阻礙“相對運動”的依據(jù).(3)有些綜合問題中，有時要同時應(yīng)用三個定則.第二十五頁，共36頁?！训淅饰?例2：(多選)如圖9-1-7所示，水平放置的兩條光滑軌道上有可自由移動的金屬棒PQ、MN.當(dāng)PQ在外力作用下運動時，)MN在磁場力作用下向右運動，則PQ所做的運動可能是( A.向右加速運動

B.向左加速運動

C.向右減速運動D.向左減速運動圖9-1-7第二十六頁，共36頁。

思維點撥：此題可用倒推法，即假設(shè)選項的條件，然后得出現(xiàn)象，看它是否與題中描述的現(xiàn)象相同，若相同，則正確，若不同，則不對.也可通過判斷L1

的感生磁場方向(向上)，進而判斷要產(chǎn)生這樣的感生磁場，L2的磁場應(yīng)如何變化(向上減小或向下增加，即增反減同)，由此可確定L2

中的電流方向和大小變化情況，進而確定PQ的運動情況.第二十七頁，共36頁。

解析：由右手定則，若PQ向右加速運動，穿過L1的磁通量向上且增加，由楞次定律和左手定則可判斷MN向左運動，故A錯誤；若PQ向左加速運動，情況正好和A相反，故B正確；若PQ向右減速運動，由右手定則，穿過L1

的磁通量向上且減小，由楞次定律和左手定則可判斷MN向右運動，故C正確；若PQ向左減速運動，情況恰好和C相反，故D錯誤.答案：BC第二十八頁，共36頁。備考策略：三個定則容易相混，特別是左、右手易錯，關(guān)鍵是抓住因果關(guān)系：(1)因電而生磁(I→B)→安培定則.(2)因動而生電(v、B→I

安)→右手定則.(3)因電而受力(I、B→F

安)→左手定則.第二十九頁，共36頁。【考點練透】

5.(2014年大綱卷)很多相同的絕緣銅圓環(huán)沿豎直方向疊放，形成一很長的豎直圓筒.一條形磁鐵沿圓筒的中心軸豎直放置，其下端與圓筒上端開口平齊.讓條形磁鐵從靜止開始下落，條形磁鐵在圓筒中的運動速率()A.均勻增大B.先增大，后減小C.逐漸增大，趨于不變D.先增大，再減小，最后不變答案：C第三十頁，共36頁。

6.如圖9-1-8所示，粗糙水平桌面上有一質(zhì)量為m的銅質(zhì)矩形線圈.當(dāng)一豎直放置的條形磁鐵從線圈中線AB正上方等高快速經(jīng)過時，若線圈始終不動，則關(guān)于線圈受到的支持力FN及在水平方向運動趨勢的判斷正確的是()A.FN

先小于mg后大于mg，運動趨勢向左B.FN

先大于mg后小于mg，運動趨勢向左圖9-1-8C.FN

先小于mg后大于mg，運動趨勢向右D.FN

先大于mg后小于mg，運動趨勢向右答案：D第三十一頁，共36頁?！贰贰芬族e點忽略磁通量的正負(fù)號導(dǎo)致錯誤

例3：如圖9-1-9所示，通有恒定電流的導(dǎo)線與閉合金屬框abcd共面，第一次將金屬框由位置Ⅰ平移到位置Ⅱ，第二次將金屬框由位置Ⅰ繞cd邊翻轉(zhuǎn)到位置Ⅱ，設(shè)先后兩次通過金屬框的磁通量圖9-1-9變化分別為ΔΦ1和ΔΦ2，則(

)

A.ΔΦ1＜ΔΦ2

B.ΔΦ1＞ΔΦ