新教材适用2024版高考物理二轮总复习第1部分核心主干复习专题专题4电路和电磁感应第12讲电磁感应题型1法拉第电磁感应定律和楞次定律教师用书

第12讲电磁感应“必备知识”解读一、楞次定律中“阻碍”的理解1.阻碍原磁通量的变化“增反减同”。2.阻碍物体间的相对运动“来拒去留”。3.阻碍线圈面积的变化“增缩减扩”。4.阻碍原电流的变化(自感现象)“增反减同”。二、求感应电动势大小的三种方法1.磁通量变化型：E＝neq\f(ΔΦ,Δt)＝nSeq\f(ΔB,Δt)＝nBeq\f(ΔS,Δt)。2.平动切割型：E＝Blv。3.转动切割型：E＝eq\f(1,2)Bl2ω。三、求电荷量的三种方法1.q＝It(式中I为回路中的恒定电流，t为时间)2.q＝neq\f(ΔΦ,R)(其中R为回路电阻，ΔΦ为穿过闭合回路的磁通量变化量)3.Δq＝CBlΔv(式中C为电容器的电容，B为匀强磁场的磁感应强度，l为导体棒切割磁感线的长度，Δv为导体棒切割速度的变化量)四、求解焦耳热Q的三种方法“关键能力”构建一、电磁感应中电路综合问题1.等效电源的分析(1)用法拉第电磁感应定律算出E的大小。等效电源两端的电压等于路端电压，一般不等于电源电动势，除非切割磁感线的导体(或线圈)电阻为零。(2)用楞次定律或右手定则确定感应电动势的方向，从而确定电源正负极。感应电流方向是电源内部电流的方向，要特别注意在等效电源内部，电流由负极流向正极。(3)明确电源内阻r。2.电路结构的分析(1)分析内、外电路，以及外电路的串并联关系，画出等效的电路图。(2)应用闭合电路的欧姆定律、串并联电路知识和电功率、焦耳定律等关系式联立求解。二、分析线框在磁场中运动问题的两大关键1.分析电磁感应情况：弄清线框在运动过程中是否有磁通量不变的阶段，线框进入和穿出磁场的过程中，才有感应电流产生，结合闭合电路的欧姆定律列方程解答。2.分析导线框的受力以及运动情况，选择合适的力学规律处理问题：在题目中涉及电荷量、时间以及安培力为变力时应选用动量定理处理问题；如果题目中涉及加速度的问题时选用牛顿运动定律解决问题比较方便。三、解决电磁感应综合问题的“看到”与“想到”1.看到“磁感应强度B随时间t均匀变化”，想到“eq\f(ΔB,Δt)＝k为定值”。2.看到“线圈(回路)中磁通量变化”时，想到“增反减同”。3.看到“导体与磁体间有相对运动”时，想到“来拒去留”。4.看到“回路面积可以变化”时，想到“增缩减扩”。但注意线圈套在磁铁上是“增扩减缩”。题型1法拉第电磁感应定律和楞次定律〔真题研究1〕(2023·海南高考卷)汽车测速利用了电磁感应现象，汽车可简化为一个矩形线圈abcd，埋在地下的线圈分别为1、2，通上顺时针(俯视)方向电流，当汽车经过线圈时(C)A．线圈1、2产生的磁场方向竖直向上B．汽车进入线圈1过程产生感应电流方向为abcdC．汽车离开线圈1过程产生感应电流方向为abcdD．汽车进入线圈2过程受到的安培力方向与速度方向相同【解析】由题知，埋在地下的线圈1、2通顺时针(俯视)方向的电流，则根据右手定则，可知线圈1、2产生的磁场方向竖直向下，A错误；汽车进入线圈1过程中，磁通量增大，根据楞次定律可知产生感应电流方向为adcb(逆时针)，B错误；汽车离开线圈1过程中，磁通量减小，根据楞次定律可知产生感应电流方向为abcd(顺时针)，C正确；汽车进入线圈2过程中，磁通量增大，根据楞次定律可知产生感应电流方向为adcb(逆时针)，再根据左手定则，可知汽车受到的安培力方向与速度方向相反，D错误。〔对点训练〕1.(2023·湖北高考卷)近场通信(NFC)器件应用电磁感应原理进行通讯，其天线类似一个压平的线圈，线圈尺寸从内到外逐渐变大。如图所示，一正方形NFC线圈共3匝，其边长分别为1.0cm、1.2cm和1.4cm，图中线圈外线接入内部芯片时与内部线圈绝缘。若匀强磁场垂直通过此线圈，磁感应强度变化率为103T/s，则线圈产生的感应电动势最接近(B)A．0.30V B．0.44VC．0.59V D．4.3V【解析】根据法拉第电磁感应定律可知E＝eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(ΔBS,Δt)＝103×(1.02＋1.22＋1.42)×10－4V＝0.44V，故选B。2.(2023·江苏高考卷)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)A