资源简介

GREEN BUSINESS
专题04 电磁感应
物理
高二下期末大串讲·人教版
目录
04
01
02
03
考向动态·押题预测
知识导图·思维引航
核心精讲·知识必备
考点突破·考法探究
01
知识导图·思维引航
知识导图·思维引航
02
核心精讲·知识必备
精准划分题型以把握命题规律，深入掌握考试动态与趋势
考点1 楞次定律和法拉第电磁感应定律的应用
核心精讲·知识必备
核心精讲
知识点一
感应电流方向的判断
（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，即根据穿过闭合回路的磁通量的变化情况进行判断。
考点1 楞次定律和法拉第电磁感应定律的应用
核心精讲·知识必备
核心精讲
知识点二
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”“增离减靠”。
（2）阻碍导体与磁场的相对运动——“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”。
考点1 楞次定律和法拉第电磁感应定律的应用
核心精讲·知识必备
核心精讲
知识点三
感应电动势大小的计算
考点2 电磁感应相关的图像问题
核心精讲·知识必备
核心精讲
知识点一
排除法
（1）排除法：定性地分析每一个过程中物理量的变化（增大还是减小）、变化快慢（均匀变化还是非均匀变化），特别是物理量的正负，把握三个关注，排除错误的选项。
【特别提示】注意过程或阶段的选取，一般进磁场或出磁场、磁通量最大或最小、有效切割长度最大或最小等是分段的关键点。
考点2 电磁感应相关的图像问题
核心精讲·知识必备
核心精讲
知识点二
函数法
根据题目所给条件定量地写出两个物理量之间的函数关系，然后由函数关系对图像作出分析和判断。
考点3 电磁感应动力学问题
核心精讲·知识必备
核心精讲
知识点一
导体棒切割磁感线运动过程分析
导体棒一般不是做匀变速运动，而是经历一个动态变化过程再趋于一个稳定状态。动态分析的基本思路如下：
考点3 电磁感应动力学问题
核心精讲·知识必备
核心精讲
知识点二
导体棒切割磁感线的思路分析
考点4 电磁感应中动量和能量问题
核心精讲·知识必备
核心精讲
知识点三
求电热的三中方法
考点2 电磁感应动力学问题
核心精讲·知识必备
核心精讲
知识点四
动量定理在电磁感应中的应用
导体棒或金属框在感应电流所引起的安培力作用下做非匀变速直线运动时，
安培力的冲量为：????安=????????????????=????????????，
通过导体棒或金属框的电荷量为：q＝????Δt＝????????总Δt＝nΔΦΔ????????总Δt＝nΔΦ????总，
磁通量变化量：ΔΦ＝BΔS＝Blx。
如果安培力是导体棒或金属框受到的合力，则I安＝mv2－mv1。
?
考点2 电磁感应动力学问题
核心精讲·知识必备
核心精讲
知识点一
动量守恒定律在电磁感应中的应用
在双金属棒切割磁感线的系统中，双金属棒和导轨构成闭合回路，如果两安培力等大反向，且它们受到的其他外力的合力为0，则满足动量守恒条件，运用动量守恒定律求解比较方便。
03
考点突破·考法探究
精准划分题型以把握命题规律，深入掌握考试动态与趋势
考点一 楞次定律和电磁感应定律
考点突破·考法探究
真题研析
电磁感应定律的内容
考法01
（23-24高二下·甘肃临夏·期末）如图甲所示为一种动圈式话筒的结构原理图，在膜片后面接有一个轻小的金属线圈，线圈处于永久磁体的磁场中。当声波使膜片前后振动时，就能将声音信号转变为低频电信号。图乙为一种纸盆式扬声器结构原理图，当线圈中通有低频信号电流时，能引起振动膜（纸盆）振动发声。下列说法正确的是（????）
A．动圈式话筒与纸盆式扬声器的线圈均处在匀强磁场中
B．动圈式话筒与纸盆式扬声器工作原理相同
C．增加线圈的匝数，话筒产生的电信号频率变大
D．纸盆式扬声器可以当话筒使用
D
考点一 楞次定律和电磁感应定律
考点突破·考法探究
真题研析
增反减同
考法02
（23-24高三下·山东潍坊·期中）如图甲所示，螺线管内有平行于轴线的外加匀强磁场，以图中箭头所示方向为正方向。螺线管与灵敏电流计相连，构成闭合回路。当螺线管内的磁感应强度????随时间按图乙所示规律变化时，下列说法正确的是（　　）
A．在0~1s时间内，电流方向为????→????→????
B．在1~2s时间内，电流方向为????→????→????
C．在2~3s时间内，电流方向为????→????→????
D．在3~4s时间内，电流方向为????→????→????
?
C
考点一 楞次定律和电磁感应定律
考点突破·考法探究
真题研析
来拒去留
考法03
（23-24高二下·天津·期末）如图所示，线圈两端与电阻相连构成闭合回路，在线圈上方有一竖直放置的条形磁铁，磁铁的N极朝下。在将磁铁的N极插入线圈的过程中（????）
A．通过电阻的感应电流由a到b，线圈与磁铁相互吸引
B．通过电阻的感应电流由a到b，线圈与磁铁相互排斥
C．通过电阻的感应电流由b到a，线圈与磁铁相互吸引
D．通过电阻的感应电流由b到a，线圈与磁铁相互排斥
B
考点一 楞次定律和电磁感应定律
考点突破·考法探究
真题研析
增缩减扩
考法04
（23-24高二下·北京石景山·期末）如图，水平桌面上放置有光滑导轨m和n，在导轨m、n上放置有一对平行导体棒p、q，且始终接触良好。不考虑p、q间的相互作用，重力加速度为g。当一条形磁铁从上方落下的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．p、q相互远离
B．条形磁铁加速度小于g
C．导轨对桌面的压力减小
D．俯视时导轨与导体棒间一定形成逆时针电流
B
考点二 电磁感应的图像问题
考点突破·考法探究
真题研析
B-t图像求感生电动势
考法05
（23-24高二下·甘肃白银·期末）如图甲，两根平行光滑金属导轨相距????=1m，导轨平面与水平面的夹角????=37°，导轨的下端PQ间接有阻值????=8Ω的定值电阻。相距????=6m的MN和PQ间存在方向垂直于导轨平面向上、均匀分布的磁场，磁感应强度B随时间t的变化情况如图乙所示。将长度也为L、阻值????=2Ω的导体棒ab垂直放在导轨上（ab始终与导轨接触良好），????=0时将导体棒由静止释放，????=1s时导体棒恰好运动到MN处，此后导体棒开始匀速下滑。取重力加速度????=10m/s2，sin37°=0.6。求：
（1）0~1s内回路中的感应电动势；
（2）导体棒ab的质量；
（3）0~2s时间内导体棒所产生的热量。
?
【答案】（1）12V；（2）0.4kg；（3）5.76J
考点一 楞次定律和电磁感应定律
考点突破·考法探究
真题研析
线框进出磁场的I-t图像
考法06
（23-24高二下·山东菏泽·期末）如图所示，等腰直角三角形内分布有垂直于纸面向外的匀强磁场，它的直角边在x轴上且长为L，高为L。纸面内一边长为L的正方形导线框沿x轴正方向做匀速直线运动穿过磁场区域，在????=0时刻恰好位于图中所示的位置。以顺时针方向为导线框中电流的正方向，下列图像正确的是（????）
?
A
考点一 楞次定律和电磁感应定律
考点突破·考法探究
真题研析
两点间的电势差U—t图像
考法07
（22-23高二下·湖南邵阳·期末）如图所示，abcd是一个由粗细均匀的同种材料制成、边长为????的正方形闭合线框，以恒定的速度????沿????轴正方向在纸面内运动，并穿过一宽度为2????、方向垂直纸面向里、大小为????的匀强磁场区域，线框ab边距磁场左边界为????时开始计时。下列选项分别为磁场对线框的作用力????（以????轴正方向为正）、ab两点间的电势差????ab、线框中的感应电流i（以顺时针方向为正）及线框的焦耳热????随时间????的变化图像，其中可能正确的是（????）
?
B
考点一 楞次定律和电磁感应定律
考点突破·考法探究
真题研析
线框进出磁场的a-t图像
考法08
一有界区域内存在磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场，磁场宽度为L；一个高为L的梯形导体框????????????????在外力作用下以速变v向右匀速穿过磁场。设????=0时刻????????边位于磁场左边界，规定向左为安培力正方向。下列线框所受安培力F随时间t的变化规律正确的是（　　）
?
D
考点三 电磁感应的动力学问题
考点突破·考法探究
真题研析
线框进出磁场产生的等效电路相关计算
考法01
（23-24高二下·湖南长沙·期末）如图甲所示，倾角为37°足够长的光滑绝缘斜面，虚线MN、PQ间存在垂直斜面向上的匀强磁场，磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示，MN、PQ均与斜面顶边（顶边水平）平行。一单匝正方形金属线框abcd通过一轻质绝缘细线连接静止在斜面上，且线框一半位于磁场中，ab边平行MN。已知线框质量????=2kg、边长????=0.5m、电阻????=0.5Ω，重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。
（1）求????=0.1s时线框中的感应电流大小及????=0.25s时细线的拉力大小；
（2）在0.25s后剪断细线，金属线框由静止沿斜面下滑，ab边进磁场前瞬间，线框加速度为0，当cd边刚出磁场时，线框加速度大小为2m/s2，整个下滑过程cd边始终与PQ平行。求MN、PQ间距s及线框进入磁场的过程中产生的焦耳热Q。（计算结果保留两位有效数字）
?
【答案】（1）6.0A，24N；（2）0.65m，0.75J
考点三 电磁感应的动力学问题
考点突破·考法探究
真题研析
线框进出磁场电阻产热问题
考法02
（23-24高二下·黑龙江哈尔滨·期末）电磁阻尼是一种常见的物理现象，广泛应用于各个领域中。如图所示为列车进站时利用电磁阻尼辅助刹车的示意图。在光滑的水平面上，有一个边长为L的正方形金属框，电阻为R，质量为m。金属框以速度v0向右匀速运动，进入MN右侧磁感应强度为B的匀强磁场区域，磁场方向垂直于金属框平面。在金属框的一半进入磁场的过程中（还未停止），下列说法正确的是（　　）
A．金属框仍做匀速直线运动
B．最小速度为????0?????2????32????????
C．金属框中产生的焦耳热为12????????02
D．通过金属框的电荷量为????????2????

?
B
考点三 电磁感应的动力学问题
考点突破·考法探究
真题研析
计算通过横截面电荷量
考法03
（23-24高二下·云南保山·期末）一边长为L、质量为m的正方形金属细框，金属框的总电阻为R，置于光滑的绝缘水平桌面（纸面）上。宽度为2L的区域内存在方向垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度大小为B，两虚线为磁场边界，如图所示。使金属框以一定的初速度向右运动，进入磁场。运动过程中金属框的左、右边框始终与磁场边界平行，求：
（1）金属框进入磁场区域的过程中流过回路的电荷量；
（2）假设金属框完全穿过磁场区域后，速度大小降为初速度的14，
金属框的初速度大小。
?
【答案】（1）????????2????；（2）8????2????33????????
?
考点三 电磁感应的动力学问题
考点突破·考法探究
真题研析
导体棒进出磁场加速问题
考法04
（23-24高二下·安徽阜阳·期末）如图所示，两根相距L的平行光滑金属导轨水平固定在磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中。长为L质量为m、电阻为r的金属杆ab垂直置于两导轨上并与导轨保持良好接触，与导轨间无摩擦，导轨之间接有开关S。开始时开关S断开，金属杆ab在水平向右的恒力F作用下由静止开始运动，导轨足够长且电阻不计。经过一段时间再将S闭合。
（1）若从开关S闭合开始计时，请你定性画出金属杆的速度随时间变化的可能图像。（不要求写出运算过程）
（2）开关S闭合，ab速度稳定时撤去外力F，
求撤去力F后ab杆的位移大小。
【答案】 （2）????????????2????4????4
?
考点三 电磁感应的动力学问题
考点突破·考法探究
真题研析
双杆问题
考法05
（23-24高二下·广西河池·期末）如图所示，左侧圆弧光滑导轨与右侧足够长的平行水平光滑导轨平滑连接，导轨电阻不计。金属棒b和c静止放在水平导轨上，b、c两棒均与导轨垂直。图中虚线de右侧存在方向竖直向上、范围足够大的匀强磁场，绝缘棒a垂直于圆弧导轨由静止释放，释放位置与水平导轨的高度差为h=1.8m，之后与静止在虚线de处的金属棒b发生弹性碰撞，金属棒b进入磁场后始终未与金属棒c发生碰撞，已知金属棒b和绝缘棒a的质量均为m=3kg，金属棒c质量是金属棒b质量的一半，重力加速度取g=10m/s2，求：
（1）绝缘棒a与金属棒b碰撞后瞬间两棒的速度大小；
（2）金属棒b进入磁场后，其加速度为最大加速度的一半时的速度大小；
（3）整个过程两金属棒b、c上产生的总焦耳热。
【答案】（1）????????=0，????????=6m/s；（2）5m/s；（3）18J
?
04
考点动向·押题猜想
精准划分题型以把握命题规律，深入掌握考试动态与趋势
考向动态·押题预测
命题预测
楞次定律
考法01
图甲为某无线门铃，其工作原理如图乙所示。按下门铃按钮，磁铁靠近螺线管；松开门铃按钮，磁铁远离螺线管，回归原位置。则（????）
A．按住按钮不动，门铃可以持续响
B．按下按钮过程，螺线管A端电势较高
C．松开按钮过程，通过门铃的电流方向是A到B
D．快速按下按钮与缓慢按下按钮，螺线管产生的电流大小相同
C
考向动态·押题预测
命题预测
楞次定律推广的应用
考法02
如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN，MN的左边有一闭合电路，当PQ在外力的作用下运动时，????????向左运动，则PQ所做的运动可能是（　　）
A．向右匀速运动 B．向左加速运动
C．向右减速运动 D．向左减速运动
?
D
考向动态·押题预测
命题预测
法拉第电磁感应定律
考法03
线充电技术在新能源汽车领域应用前景广阔。如图甲所示，与蓄电池相连的受电线圈置于地面供电线圈正上方，供电线圈输入如图乙所示的正弦式交变电流，下列说法正确的是（　　）
A．????=0.01????时两线圈之间的相互作用力最小
B．????=0.01????时受电线圈中感应电流最大
C．受电线圈中电流的有效值一定为20A
D．受电线圈中的电流方向每秒钟改变50次
?
A
考向动态·押题预测
命题预测
动生电动势
考法04
如图如示，横截面积为S、长度为l的导体棒CD，在磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场中，以大小为v的速度做切割磁感线运动。棒中自由电荷带电量为-q，单位体积内自由电荷数为n，不考虑自由电荷的热运动。下列说法正确的是（　　）
A．由于自由电荷的堆积，导体棒 C端的电势较低
B．由于随棒运动的速度v，棒中每个自由电荷所受洛伦兹力大小为 nSlqvB
C．非静电力将一个自由电荷从导体棒的一端搬到另一端所做的功W非=qvBl
D．根据????=????非????，可得导体棒两端电动势 E的大小为 nlvB
?
C
考向动态·押题预测
命题预测
感生电动势
考法05
如图甲所示，面积为S，电阻为r的单匝金属线框处在垂直纸面向里的匀强磁场中，磁场的磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示，线框与电阻为R的定值电阻相连形成闭合回路。下列说法正确的是（????）
A．线框有扩张的趋势
B．a点的电势高于b点的电势
C．0~????0时间内通过定值电阻的电流为2????0????(????+????)????0
D．0~????0时间内通过定值电阻的电荷量为????0????????+????
?
BD
考向动态·押题预测
命题预测
单杆模型
考法06
两间距为????=1????的光滑导轨水平放置于????=0.2????的竖直向下匀强磁场中。导轨左端接一单刀双掷开关，一电容为????=1????的电容器与定值电阻????=0.1????分别接在1和2两条支路上，其俯视图如图。导轨上有一质量为????=1kg的金属棒与导轨垂直放置。将开关S接1，????0=0时刻起，金属棒ab在????=2.08????的恒力作用下由静止开始向右运动，经过时间t，ab的位移大小为????=4????。忽略导轨和导体棒的所有电阻，电容器耐压值很大，不会被击穿。下列说法正确的是（　　）
A．ab棒做加速度逐渐减小的加速运动
B．????=52613????
C．在t时刻撤去拉力F，并将开关拨向2，导体棒做匀减速运动
D．在t时刻撤去拉力F，并将开关拨向2，R上消耗的焦耳热为8J
?
D
考向动态·押题预测
命题预测
双杆模型
考法07
如图，在磁感应强度大小为B的匀强磁场区域内，与磁场方向垂直的水平面内有两根固定的足够长的平行金属导轨，导轨间的距离为L，导轨上平行放置两根导体棒ab和cd，构成矩形回路。已知两根导体棒的质量均为m、电阻均为R，其他电阻忽略不计，导体棒均可沿导轨无摩擦滑行。初始时刻ab棒静止，给cd棒一个向右的初速度v0。两导体棒在运动中始终不接触。下列说法中正确的是（　　）
A．cd棒开始运动时，ab棒中电流方向为b→a，大小为????????????0????
B．当cd棒速度减为0.8v0时，ab棒的加速度大小为3????2????2????010????????
C．从开始运动到最终稳定，电路中产生的电能为????????022
D．ab棒的最终速度为v0
?
B
考向动态·押题预测
命题预测
线框模型
考法08
在三角形ABC区域中存在着磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场，三边电阻均为R的三角形导线框abc沿AB方向从A点以速度v匀速穿过磁场区域，如图所示，????????=????，????????=2????，∠????????????=∠????????????=90°，∠????????????=∠????????????=30°。线框穿过磁场的过程中（　　）
A．感应电流始终沿逆时针方向
B．感应电流先增大后减小
C．通过线框的电荷量为36????????????2
D．c、b两点的最大电势差为3??????????
?
D
考向动态·押题预测
命题预测
自感和涡流
考法10
下列与电磁感应有关的现象中说法正确的是（　　）
A．甲图中，当蹄形磁体顺时针转动（从上往下看）时，铝框将沿顺时针方向转动
B．乙图中，真空冶炼炉的炉外线圈通入高频交流电时，线圈会产生大量热量使金属熔化，从而冶炼金属
C．丙图中磁电式仪表，把线圈在铝框骨架上，起到电磁驱动的作用
D．图丁中，铜盘在转动过程中，当手持蹄形磁体靠近铜盘时，铜盘的转速不变
A
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