资源简介

“电磁感应”二轮复习
回顾 （主干：一类现象、两个定律）
例题（感悟高考）
1、(2024·广东卷·4)电磁俘能器可在汽车发动机振动时利用电磁感应发电实现能量回收，结构如图甲所示。两对永磁铁可随发动机一起上下振动，每对永磁铁间有水平方向的匀强磁场，磁感应强度大小均为B。磁场中，边长为L的正方形线圈竖直固定在减震装置上。某时刻磁场分布与线圈位置如图乙所示，永磁铁振动时磁场分界线不会离开线圈。关于图乙中的线圈，下列说法正确的是 (　　)
A.穿过线圈的磁通量为BL2
B.永磁铁相对线圈上升越高，线圈中感应电动势越大
C.永磁铁相对线圈上升越快，线圈中感应电动势越小
D.永磁铁相对线圈下降时，线圈中感应电流的方向为顺时针方向
2、(多选)(2022·广东卷·10)如图所示，水平地面(Oxy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(　　)
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
C．线圈从P点开始竖直向上运动时，线圈中无感应电流
D．线圈从P到M过程的感应电动势与从P到N过程的感应电动势相等
解题反思 电磁感应的小题（基础题），（广东卷）考查的角度和内容常为：
梳理：解决电磁感应综合（大）题方法：做好两方面分析：电学分析、动力学分析
电磁感应综合大题中常见的物理量分析（已列出3个量，请完善补充）
电学量 运动学、力学（合称“动力学”）量 解题观点
E I F安
3、(2023·广东卷·14改动)光滑绝缘的水平面上有垂直平面的匀强磁场，磁场被分成区域Ⅰ和Ⅱ，宽度均为h，其俯视图如图(a)所示，两磁场磁感应强度随时间t的变化如图(b)所示，0～τ时间内，两区域磁场恒定，方向相反，磁感应强度大小分别为2B0和B0，一电阻为R，边长为h的刚性正方形金属框abcd，平放在水平面上，ab、cd边与磁场边界平行。t＝0时，线框ab边刚好跨过区域Ⅰ的左边界以速度v向右运动。在τ时刻，ab边运动到距区域Ⅰ的左边界处，线框的速度近似为零，此时线框被固定，如图(a)中的虚线框所示。随后在τ～2τ时间内，Ⅰ区磁感应强度线性减小到0，Ⅱ区磁场保持不变；2τ～3τ时间内，Ⅱ区磁感应强度也线性减小到0。
求：(1)t＝0时线框所受的安培力F； (2)2τ～3τ时间内，线框中产生的热量Q
解题反思 电磁感应计算题（中等难度）常见解题注意点有：
三、小试牛刀（靶向训练）
练1、(2021·广东卷·10)如图所示，水平放置足够长光滑金属导轨abc和de，ab与de平行，bc是以O为圆心的圆弧导轨，圆弧be左侧和扇形Obc内有方向如图的匀强磁场，金属杆OP的O端与e点用导线相接，P端与圆弧bc接触良好，初始时，可滑动的金属杆MN静止在平行导轨上，若杆OP绕O点在匀强磁场区内从b到c匀速转动时，回路中始终有电流，则此过程中，下列说法正确的有(　　)
A．杆OP产生的感应电动势恒定 C．杆MN做匀加速直线运动
B．杆OP受到的安培力不变 D．杆MN中的电流逐渐减小
变式1、(2024·广州二模)如图，水平面内固定有平行长直金属导轨ab、cd和金属圆环。金属杆MN垂直导轨静止放置，金属杆OP一端在圆环圆心O处，另一端与圆环接触良好。水平导轨区域、圆环区域有等大反向的匀强磁场。OP绕O点逆时针匀速转动，闭合K，待MN匀速运动后，使OP停止转动并保持静止。已知磁感应强度大小为B，MN质量为m，OP的角速度为ω，OP长度、MN长度和平行导轨间距均为L，MN和OP的电阻阻值均为r，忽略其余电阻和一切摩擦，
求：(1)闭合K瞬间MN所受安培力大小和方向；
(2)MN匀速运动时的速度大小；
(3)从OP停止转动到MN停止运动的过程，MN产生的焦耳热。
练2、(2023·重庆卷·7)如图所示，与水平面夹角为θ的绝缘斜面上固定有光滑U型金属导轨。质量为m、电阻为R的导体杆MN沿导轨向下运动，以大小为v的速度进入方向垂直于导轨平面向下的匀强磁场区域，在磁场中运动一段时间t后，速度大小变为2v。运动过程中杆与导轨垂直并接触良好，导轨的电阻忽略不计，重力加速度为g。杆在磁场中运动的此段时间内（　　）
A．流过杆的感应电流方向从N到M
B．杆沿轨道下滑的距离为
C．流过杆感应电流的平均电功率等于重力的平均功率
D．杆所受安培力的冲量大小为
再问：若已知导轨间距为L，那么杆沿轨道下滑的距离能求吗？
课堂小结：
课后提升作业1、如图所示，MN和PQ是两根足够长、电阻不计的相互平行、竖直放置的光滑金属导轨，匀强磁场垂直导轨平面。有质量和电阻的金属杆，始终与导轨垂直且接触良好。开始时，将开关S断开，让金属杆由静止开始下落，经过一段时间后，再将S闭合。金属杆所受的安培力、下滑时的速度分别用F、v表示；通过金属杆的电流、电量分别用i、q表示。若从S闭合开始计时，则F、v、i、q分别随时间t变化的图像可能正确的是（　　）
A． B．
C． D．
作业2、(多选)如图所示，在光滑的水平面上有一方向竖直向下的有界匀强磁场。磁场区域的左侧，一正方形线框(右边框平行于磁场边界)由位置 Ⅰ 以4.5 m/s的初速度垂直于磁场边界水平向右运动，经过位置 Ⅱ，当运动到位置 Ⅲ 时速度恰为零，此时线框刚好有一半离开磁场区域。线框的边长小于磁场区域的宽度。若线框进、出磁场的过程中通过线框横截面的电荷量分别为q1、q2，线框经过位置 Ⅱ 时的速度为v。则下列说法正确的是(　　)
A.q1=q2 B.q1=2q2
C.v=1.0 m/s D.v=1.5 m/s
作业3、如图，横截面积为S的N匝线圈，线圈总电阻为R，其轴线与大小均匀变化的匀强磁场B1平行。间距为L的两平行光滑直轨道PQ、MN足够长，与水平面的夹角为α，底部连有一阻值为2R的电阻，磁感应强度B2的匀强磁场与轨道平面垂直。K闭合后，质量为m、电阻也为2R的金属棒ab恰能保持静止，断开K之后，金属棒下降高度h后达到最大速度。金属棒始终与轨道垂直且连接良好，其余部分电阻不计。重力加速度大小为g。求：
(1)金属棒ab恰能保持静止时B1的变化率；
(2)断开K之后，金属棒的最大速度的大小；
(3)金属棒ab从断开K开始到下降到最大速度的过程中，金属棒产生的焦耳热Q。
1、D 2、BD 3、答案　(1)　(2)　(3)mgh-(共20张PPT)
电磁感应
高三物理二轮复习课
近四年广东高考考情回顾
一类现象，两个定律
知识回顾
(2024·广东卷·4)电磁俘能器可在汽车发动机振动时利用电磁感应发电实现能量回收，结构如图甲所示。两对永磁铁可随发动机一起上下振动，每对永磁铁间有水平方向的匀强磁场，磁感应强度大小均为B。磁场中，边长为L的正方形线圈竖直固定在减震装置上。某时刻磁场分布与线圈位置如图乙所示，永磁铁振动时磁场分界线不会离开线圈。关于图乙中的线圈，下列说法正确的是( )
A.穿过线圈的磁通量为BL2
B.永磁铁相对线圈上升越高，线圈中感应电动
　势越大
C.永磁铁相对线圈上升越快，线圈中感应电动
　势越小
D.永磁铁相对线圈下降时，线圈中感应电流的方向为顺时针方向
例1
D
(多选)(2022·广东卷·10)如图所示，水平地面(Oxy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( )
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
C.线圈从P点开始竖直向上运动时，线圈中无感应电流
D.线圈从P到M过程的感应电动势与从P到N过程的感应电动势相等
例2
AC
观察思考并回答：广东高考电磁感应选择题要关注哪些点？
例3
(1)t=0时线框所受的安培力F；
(2)2τ~3τ时间内，线框中产生的热量Q。
由题图可知t=0时线框切割磁感线产生的感应电动势为
E=2B0hv+B0hv=3B0hv
则感应电流大小为
I==
所受的安培力为
F=2B0h+B0h=
方向水平向左；
2τ~3τ时间内，Ⅱ区磁感应强度也线性减小到0，则有E'===
感应电流大小为I'==
则2τ~3τ时间内，线框中产生的热量为
Q=I'2Rτ=。
解后反思：电磁感应综合（大题）答题注意点有哪些？
3、小试牛刀
AD
2、(2024·广东广州市二模)如图，水平面内固定有平行长直金属导轨ab、cd和金属圆环。金属杆MN垂直导轨静止放置，金属杆OP一端在圆环圆心O处，另一端与圆环接触良好。水平导轨区域、圆环区域有等大反向的匀强磁场。OP绕O点逆时针匀速转动，闭合K，待MN匀速运动后，使OP停止转动并保持静止。已知磁感应强度大小为B，MN质量为m，OP的角速度为ω，OP长度、MN长度和平行导轨间距均为L，MN和OP的电阻阻值均为r，忽略其余电阻和一切摩擦，求：
(1)闭合K瞬间MN所受安培力大小和方向；
(2)MN匀速运动时的速度大小；
(3)从OP停止转动到MN停止运动的过程，MN产生的焦耳热。
当OP绕O点逆时针匀速转动时，由右手定则可知O点电势高，OP切割磁感线产生感应电动势为
E=BωL2
闭合K瞬间，由闭合电路欧姆定律可知，通过MN的电流大小为I==
方向由M到N。则MN所受安培力大小为F=BIL=，由左手定则可知，安培力方向水平向左。
(3)从OP停止转动到MN停止运动的过程，MN产生的焦耳热。

(3)从OP停止转动到MN停止运动的过程，MN产生的焦耳热。
若已知导轨间距为L，杆的电阻为R，那么杆沿轨道下滑的距离能求吗？
D
BD
电磁感应
小结
1、磁生电现象 /法拉第电磁感应定律(切割类）/楞次定律(切割类：右手定则）
2、电磁感应综合（大）题做好两类分析，基本三个量的分析：E 、I、 F安
3、选择题注意审题要点（两定律的自如运用）、大题书写注意点有哪些？
4、对过往以做的题进行建模归纳，对新情景题进行辨识，轻松破解
设B1的变化率为，线圈中感应电动势为E=NS
回路中总电阻为R总=R+=2R
金属棒中电流为I=·=
金属棒恰能保持静止，对其受力分析有F安=B2IL=mgsin α
即B2L=mgsin α
解得=；
课后作业
1、D
2、BD
(2)断开K之后，金属棒的最大速度的大小；
答案　
断开K之后，金属棒做匀速直线运动时速度最大，由平衡条件得B2I'L=mgsin α
由闭合电路的欧姆定律得I'==
解得vm=；
(3)金属棒ab从断开K开始到下降到最大速度的过程中，金属棒产生的焦耳热Q。
答案　mgh-
金属棒ab从断开K开始到下降到最大速度的过程中，由动能定理得mgh-W安克=m
金属棒产生的焦耳热Q=W安克=mgh-。

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