高考物理试题：专题九-电磁感应

高考物理试题：专题九-电磁感应第一页，共36页。专题九电磁感应第二页，共36页。考点内容要求热点1.电磁感应现象Ⅰ1.高考对本专题内容考查较多的是感应电流的产生条件、方向.2.电磁感应现象与磁场、电路、力学、能量、动量以及热学等知识联系的综合题以及感应电流(或感应电动势)的图象问题在近几年高考中频繁出现.3.该部分知识与其他学科知识相互渗透也是命题的趋势，同时将该部分知识同生产、生活实际、高科技等相结合，注重考查学生分析、解决实际问题的能力.4.试题题型全面，选择题、解答题都可能出现，且解答题难度较大，涉及知识点多，考查综合能力，从而增加试题的区分度2.磁通量Ⅰ3.法拉第电磁感应定律Ⅱ4.楞次定律Ⅱ5.自感、涡流Ⅰ第三页，共36页。第1讲电磁感应现象楞次定律第四页，共36页。一、电磁感应现象1.磁通量乘积磁感线条数BScosθ

(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S的__________叫做穿过这个平面的磁通量，简称磁通. (2)意义：穿过某一面积的____________的多少. (3)定义式：Φ＝__________，式中Scosθ为面积S在垂直于磁场方向的平面上投影的大小，θ是S所在平面的法线方向与磁场方向的夹角.第五页，共36页。

(4)磁通量是______，有正负，其正负表示与规定的正方向是相同还是相反.若磁感线沿相反方向穿过同一平面，且正向磁感线条数为Φ1，反向磁感线条数为Φ2，则总磁通量Φ＝Φ1－Φ2. (5)单位：韦伯，符号是Wb.1Wb＝1T·m2.2.电磁感应感应电流磁通量

(1)定义：只要穿过闭合回路的________发生变化，闭合回路中就有电流产生，这种利用磁场产生电流的现象叫做______________，产生的电流叫做______________. (2)条件：闭合回路中的____________发生变化.标量磁通量电磁感应第六页，共36页。【基础检测】

1.(2014年新课标卷Ⅰ)在法拉第时代，下列验证“由磁产生电”设想的实验中，能观察到感应电流的是()

A.将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路，然后观察电流表的变化

B.在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈，然后观察电流表的变化

C.将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接，往线圈中插入条形磁铁后，再到相邻房间去观察电流表的变化

D.绕在同一铁环上的两个线圈，分别接电源和电流表，在给线圈通电或断电的瞬间，观察电流表的变化

答案：D第七页，共36页。二、楞次定律和右手定则1.楞次定律感应电流垂直掌心

(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____________的磁通量的变化. (2)适用情况：所有电磁感应现象.2.右手定则导线运动感应电流

(1)内容：伸开右手，让大拇指与四指__________，并与手掌在同一平面内，让磁感线垂直穿过___________，大拇指指向_________的方向，其余四指所指方向即为___________的方向. (2)适用情况：导线切割磁感线产生感应电动势.第八页，共36页。【基础检测】

2.(2015年四川自贡一诊)如图9-1-1甲所示，长直导线与闭合金属线框位于同一平面内，长直导线中的电流i随时间t的变)T时间内，线框中感应电流的方向与所受安培力情况是(

图9-1-1第九页，共36页。A.感应电流方向为顺时针，线框受安培力的合力方向向左B.感应电流方向为顺时针，线框受安培力的合力方向向右C.感应电流方向为逆时针，线框受安培力的合力方向向右D.感应电流方向为逆时针，线框受安培力的合力方向向左答案：B第十页，共36页。》》》考点1对磁通量的理解与计算⊙重点归纳

1.Φ＝BS只适用于磁感应强度B与面积S垂直的情况. 2.多匝线圈内磁通量的大小与线圈匝数无关. 3.总磁通量求法 先规定某个方向的磁通量为正，反方向的磁通量为负，然后求该平面内各个方向的磁通量的代数和.第十一页，共36页。【考点练透】

1.(2015年内蒙古包头期中)如图9-1-2所示，通电螺线管水平固定，OO′为其轴线，a、b、c三点在该轴线上，在这三点处各放一个完全相同的小圆环，且各圆环平面垂直于OO′轴.则关于这三点的磁感应强度Ba、Bb、Bc的大小关系及穿过三个小圆环的磁通量Φa、Φb、Φc的大小关系，下列判断正确的是(

)图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第十二页，共36页。答案：C解析：靠近螺线管的地方磁场强，由图知，a、b、c三点的磁感应强度Ba、Bb、Bc的大小关系为Ba>Bb>Bc；三个小圆环的面积相同，根据磁通量的定义可知，Φa>Φb>Φc，所以ABD错误；C正确.第十三页，共36页。

2.(多选)如图9-1-3所示，A为通电线圈，电流方向如图所示，B、C为与A在同一平面内的两同心圆，ΦB、ΦC分别为通过两圆面的磁通量的大小，下述判断中正确的是()A.穿过两圆面的磁通量垂直纸面向外B.穿过两圆面的磁通量垂直纸面向里图9-1-3C.ΦB>ΦCD.ΦB<ΦC答案：AC第十四页，共36页。》》》考点2楞次定律感应电流方向的判定⊙重点归纳

1.楞次定律中“阻碍”的含义 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”.第十五页，共36页。物理规律楞次定律右手定则研究对象整个闭合回路闭合电路中切割磁感线运动的部分导体适用范围适用于由磁通量变化引起感应电流的各种情况适用于一段导体在磁场中做切割磁感线运动，右手定则是楞次定律的特殊情况2.感应电流方向的判断：利用楞次定律或右手定则，它们的特点如下第十六页，共36页。3.楞次定律的使用步骤(1)确定原磁场的方向及磁通量的变化情况.(2)根据楞次定律确定感应电流的磁场的方向.(3)用安培定则来确定感应电流(感应电动势)的方向.第十七页，共36页。⊙典例剖析 例1：如图9-1-4所示，一个闭合的轻质圆环穿在一根光滑的水平绝缘杆上，当条形磁铁的N极自右往左向圆环中插去时，圆环将如何运动()图9-1-4A.向左运动C.先向左，再向右B.向右运动D.先向右，再向左第十八页，共36页。

思维点拨：对电磁感应中的相对运动问题，楞次定律的“阻碍”的本质是阻碍相对运动，即“来拒去留”，由此可以大大简化问题的分析过程.另外，圆环向左运动的速度一定比磁铁的运动速度小，虽有阻碍，但磁通量仍然在增加.解析：方法一根据楞次定律的最原始表述，原磁场穿过圆环的磁感线方向向左，磁铁向左运动，穿过圆环的磁通量增加，所以感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，根据右手螺旋定则，感应电流的方向在圆环前半圈向下.此环形电流的磁场与条形磁铁相互排斥，所以圆环向左运动.第十九页，共36页。方法二根据相对运动中的楞次定律，原磁场与圆环之间有相对运动时，感应电流的磁场要阻碍这种相对运动，结果相互间形成的是排斥力，所以当原磁场相对圆环向左运动时，圆环在排斥力的作用下，必定要向左运动.

答案：A

备考策略：如果问题不涉及感应电流的方向，则用楞次定律的推广含义进行研究，可以使分析问题的过程简化.如果问题涉及感应电流的方向，若导体不动，回路中磁通量变化，应该用楞次定律判断感应电流的方向；若是回路中的一部分导体做切割磁感线运动产生感应电流，用右手定则判断较为简单.第二十页，共36页。【考点练透】

3.(多选，2014年山东卷)如图9-1-5所示，一端接有定值电阻的平行金属轨道固定在水平面内，通有恒定电流的长直绝缘导线垂直并紧靠轨道固定，导体棒与轨道垂直且接触良好.在向右匀速通过M、N两区域的过程中，导体棒所受安培力分别用FM、FN表示.不计轨道电阻.以下叙述正确的是()图9-1-5

B.FN

向左D.FN逐渐减小A.FM

向右C.FM

逐渐增大答案：BCD第二十一页，共36页。

4.(多选，2014年海南卷改编)如图9-1-6所示，在一水平固定的闭合导体圆环上方.有一条形磁铁(N极朝上，S极朝下)由静止开始下落，磁铁从圆环中穿过且不与圆环接触，关于圆环)中感应电流的方向(从上向下看)，下列说法正确的是( A.圆环先后有收缩、扩张的趋势

B.圆环先后有扩张、收缩的趋势

C.先顺时针后逆时针

D.先逆时针后顺时针 图9-1-6第二十二页，共36页。

解析：由条形磁铁的磁场分布可知，磁铁下落的过程，闭合圆环中的磁通量始终向上，并且先增加后减少，由楞次定律可判断出，圆环先后有收缩、扩张的趋势，A正确；从上向下看时，闭合圆环中的感应电流方向先顺时针后逆时针，C正确.答案：AC第二十三页，共36页。三个定则应用对象使用方法安培定则电流与其产生的磁场右手握住导线或螺线管左手定则判断安培力、洛伦兹力的方向左手四手指指向电流方向或正电荷运动的方向右手定则导体切割磁感线产生感应电流右手拇指指向导体切割磁感线的运动方向》》》考点3右手定则、左手定则和安培定则⊙重点归纳

1.三个定则的区别第二十四页，共36页。2.相互联系(1)电流可以产生磁场，当电流的磁场发生变化时，也会发生电磁感应现象.(2)感应电流在原磁场中也要受安培力，这是确定感应电流阻碍“相对运动”的依据.(3)有些综合问题中，有时要同时应用三个定则.第二十五页，共36页。⊙典例剖析 例2：(多选)如图9-1-7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.当PQ在外力作用下运动时，)MN在磁场力作用下向右运动，则PQ所做的运动可能是( A.向右加速运动

B.向左加速运动

C.向右减速运动D.向左减速运动图9-1-7第二十六页，共36页。

思维点拨：此题可用倒推法，即假设选项的条件，然后得出现象，看它是否与题中描述的现象相同，若相同，则正确，若不同，则不对.也可通过判断L1

的感生磁场方向(向上)，进而判断要产生这样的感生磁场，L2的磁场应如何变化(向上减小或向下增加，即增反减同)，由此可确定L2

中的电流方向和大小变化情况，进而确定PQ的运动情况.第二十七页，共36页。

解析：由右手定则，若PQ向右加速运动，穿过L1的磁通量向上且增加，由楞次定律和左手定则可判断MN向左运动，故A错误；若PQ向左加速运动，情况正好和A相反，故B正确；若PQ向右减速运动，由右手定则，穿过L1

的磁通量向上且减小，由楞次定律和左手定则可判断MN向右运动，故C正确；若PQ向左减速运动，情况恰好和C相反，故D错误.答案：BC第二十八页，共36页。备考策略：三个定则容易相混，特别是左、右手易错，关键是抓住因果关系：(1)因电而生磁(I→B)→安培定则.(2)因动而生电(v、B→I

安)→右手定则.(3)因电而受力(I、B→F

安)→左手定则.第二十九页，共36页。【考点练透】

5.(2014年大纲卷)很多相同的绝缘铜圆环沿竖直方向叠放，形成一很长的竖直圆筒.一条形磁铁沿圆筒的中心轴竖直放置，其下端与圆筒上端开口平齐.让条形磁铁从静止开始下落，条形磁铁在圆筒中的运动速率()A.均匀增大B.先增大，后减小C.逐渐增大，趋于不变D.先增大，再减小，最后不变答案：C第三十页，共36页。

6.如图9-1-8所示，粗糙水平桌面上有一质量为m的铜质矩形线圈.当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线AB正上方等高快速经过时，若线圈始终不动，则关于线圈受到的支持力FN及在水平方向运动趋势的判断正确的是()A.FN

先小于mg后大于mg，运动趋势向左B.FN

先大于mg后小于mg，运动趋势向左图9-1-8C.FN

先小于mg后大于mg，运动趋势向右D.FN

先大于mg后小于mg，运动趋势向右答案：D第三十一页，共36页。》》》易错点忽略磁通量的正负号导致错误

例3：如图9-1-9所示，通有恒定电流的导线与闭合金属框abcd共面，第一次将金属框由位置Ⅰ平移到位置Ⅱ，第二次将金属框由位置Ⅰ绕cd边翻转到位置Ⅱ，设先后两次通过金属框的磁通量图9-1-9变化分别为ΔΦ1和ΔΦ2，则(

)

A.ΔΦ1＜ΔΦ2

B.ΔΦ1＞ΔΦ