2025届高考物理二轮专题复习与测试模块四电磁感应和电路专题十一电磁感应课件

专题十一电磁感应[专题复习定位]1．对楞次定律和法拉第电磁感应定律的理解及应用。2．熟练应用动力学和能量观点分析并解决电磁感应问题。3．综合应用动力学、动量和能量的观点分析电磁感应问题。高考真题再现PART01第一部分√命题点1两个定律的应用1．(2024·湖北卷，T1)《梦溪笔谈》中记录了一次罕见的雷击事件：房屋被雷击后，屋内的银饰、宝刀等金属熔化了，但是漆器、刀鞘等非金属却完好(原文为：有一木格，其中杂贮诸器，其漆器银扣者，银悉熔流在地，漆器曾不焦灼。有一宝刀，极坚钢，就刀室中熔为汁，而室亦俨然)。导致金属熔化而非金属完好的原因可能为(

)A．摩擦 B．声波C．涡流 D．光照解析：在雷击事件中金属和非金属都经历了摩擦、声波和光照的影响，而金属能够因电磁感应产生涡流，非金属不能，因此可能原因为涡流。√2．(2024·江苏卷，T10)如图所示，在绝缘的水平面上，有闭合的两个线圈a、b，线圈a处在匀强磁场中，现将线圈a从磁场中匀速拉出，线圈a、b中产生的感应电流方向分别是(

)A．顺时针，顺时针 B．顺时针，逆时针C．逆时针，顺时针 D．逆时针，逆时针解析：线圈a从磁场中匀速拉出的过程中穿过线圈a的磁通量在减小，则根据楞次定律可知线圈a中产生的感应电流方向为顺时针，由于线圈a从磁场中匀速拉出，则a中产生的电流为恒定电流，则线圈a靠近线圈b的过程中线圈b的磁通量在向外增大，同理可得线圈b产生的感应电流方向为顺时针。√命题点2电磁感应的综合问题3．(2024·广东卷，T4)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BL2B．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解析：根据题图乙可知此时穿过线圈的磁通量为0，故A错误；根据法拉第电磁感应定律可知永磁铁相对线圈上升越快，磁通量变化越快，线圈中感应电动势越大，故B、C错误；永磁铁相对线圈下降时，根据安培定则可知线圈中感应电流的方向为顺时针方向，故D正确。√√√(1)t＝0时线框所受的安培力F；(2)t＝1.2τ时穿过线框的磁通量Φ；答案：0.3B0h2(3)2τ～3τ时间内，线框中产生的热量Q。题型分类讲练PART02第二部分题型一两个定律的应用考向1电磁感应现象和楞次定律1．阻碍磁通量的变化(增反减同)。2．阻碍物体间的相对运动(来拒去留)。3．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)。√新型交通信号灯，如图所示，在交通信号灯前方路面埋设通电线圈，这个包含线圈的传感器电路与交通信号灯的时间控制电路连接，当车辆通过线圈上方的路面时，会引起线圈中电流的变化，系统根据电流变化的情况确定信号灯亮的时间长短，下列判断正确的是(

)A．汽车经过线圈会产生感应电流B．汽车通过线圈时，线圈激发的磁场不变C．若线圈断了，系统依然能检测到汽车通过的电流信息D．线圈中的电流是由汽车通过线圈时发生电磁感应引起的[解析]

汽车上大部分是金属，汽车经过线圈时会引起线圈磁通量的变化，从而产生电磁感应现象，产生感应电流，故A正确；汽车通过线圈时，线圈由于电磁感应使自身电流发生变化，激发的磁场也发生变化，故B错误；若线圈断了，没有闭合回路，系统不能检测到汽车通过的电流信息，故C错误；线圈本身就是通电线圈，线圈中的电流不是汽车通过线圈时发生电磁感应引起的，汽车通过线圈时产生的电磁感应现象只是引起线圈中电流的变化，故D错误。如图所示，两匀强磁场的磁感应强度B1和B2大小相等、方向相反，金属圆环的直径与两磁场的边界重合。下列变化会在环中产生逆时针方向感应电流的是(

)A．同时增大B1，减小B2B．同时减小B1，增大B2C．同时以相同的变化率增大B1和B2D．同时以相同的变化率减小B1和B2√[解析]

由于两匀强磁场的磁感应强度B1和B2大小相等、方向相反，金属圆环的直径与两磁场的边界重合，变化前金属圆环的磁通量为0，要使环中产生感应电流，金属圆环的磁通量一定增大，并且环中产生逆时针方向的感应电流，感应电流产生的感应磁场方向垂直于纸面向外，根据楞次定律可知，金属圆环的磁通量变化只能向里增大，可能的变化如下：①B1和B2同时增大，B1增大比B2增大快；②B1和B2同时减小，B1减小比B2减小慢；③同时增大B1，减小B2，故A正确，B错误；同时以相同的变化率增大B1和B2或同时以相同的变化率减小B1和B2，金属圆环的磁通量始终为0，不会产生感应电流，故C、D错误。√

(多选)图甲为某款“自发电”无线门铃按钮，其“发电”原理如图乙所示，按下门铃按钮过程，磁铁靠近螺线管；松开门铃按钮过程，磁铁远离螺线管回归原位，下列说法正确的有(

)A．按下按钮过程，螺线管P端电势较高B．若更快按下按钮，则P、Q两端的电势差更大C．按住按钮不动，螺线管中产生恒定的感应电动势D．若按下和松开按钮的时间相同，则两过程螺线管产生大小相等的感应电动势√[解析]

按下按钮过程中，穿过线圈内向左的磁通量增大，根据楞次定律可知，感应电流的磁场的方向向右，此时螺线管Q端电势高，故A错误；根据法拉第电磁感应定律可知，产生的电动势的大小与穿过线圈的磁通量的变化率成正比，若更快按下按钮，穿过线圈的磁通量的变化率变大，则P、Q两端的电势差更大，若按下和松开按钮的时间相同，则两过程螺线管产生大小相等的感应电动势，故B、D正确；按住按钮不动，线圈内磁通量不变化，无感应电动势，故C错误。√√为了模拟竹蜻蜓玩具闪闪发光的效果，某同学设计了图甲所示的电路。半径为a的导电圆环内等分为四个直角扇形区域，Ⅰ、Ⅱ区域内存在垂直于环面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。长度为a、电阻为r的导体棒OP以角速度ω绕O点逆时针匀速转动，t＝0时OP

经过图示位置。OP通过圆环和导线与导通电阻为R的发光二极管(LED)相连。忽略其他电阻。(1)求OP切割磁感线过程中，通过二极管的电流大小和方向；[解析]

电流图像如图所示。[答案]

见解析图题型二电磁感应中的动力学问题1．三个分析(1)“源”的分析——分析电路中由电磁感应所产生的“电源”，求出电源参数E和r。(2)“路”的分析——分析电路结构，弄清串、并联关系，求出相关部分的电流大小，以便求解安培力。(3)“力”的分析——分析研究对象(通常是金属棒、导体、线圈等)的受力情况，尤其注意其所受的安培力。接着进行“运动状态”的分析——根据力和运动的关系，建立正确的运动模型。2．解题思路(1)找准主动运动者，用法拉第电磁感应定律和楞次定律求解感应电动势的大小和方向。(2)根据等效电路图，求解回路中电流的大小及方向。(3)分析安培力对导体棒运动速度、加速度的影响，从而推理得出对电路中的电流有什么影响，最后定性分析导体棒的最终运动情况。(4)列牛顿第二定律或平衡方程求解。√考向1导体棒(框)的动力学问题

(多选)如图甲所示，一正方形单匝金属线框放在光滑水平面上，水平面内两条平行直线MN、QP间存在垂直于水平面的匀强磁场，t＝0时，线框在水平向右的外力F作用下紧贴MN从静止开始做匀加速运动，外力F随时间t变化的图线如图乙中实线所示。已知线框质量m＝1kg，电阻R＝4Ω，则(

)A．磁场宽度为4mB．匀强磁场的磁感应强度为1TC．线框穿过QP的过程中产生的焦耳热等于4JD．线框穿过MN的过程中通过导线内某一横截面的电荷量为0.5C√√考向2连接体的动力学问题

(多选)(2023·山东卷，T12)足够长U形导轨平置在光滑水平绝缘桌面上，宽为1m，电阻不计。质量为1kg、长为1m、电阻为1Ω的导体棒MN放置在导轨上，与导轨形成矩形回路并始终接触良好，Ⅰ和Ⅱ区域内分别存在竖直方向的匀强磁场，磁感应强度分别为B1和B2，其中B1＝2T，方向向下。用不可伸长的轻绳跨过固定轻滑轮将导轨CD段中点与质量为0.1kg的重物相连，绳与CD垂直且平行于桌面。如图所示，某时刻MN、CD同时分别进入磁场区域Ⅰ和Ⅱ并做匀速直线运动，MN、CD与磁场边界平行。MN的速度v1＝2m/s，CD的速度为v2且v2>v1，MN和导轨间的动摩擦因数为0.2，重力加速度大小g取10m/s2，下列说法正确的是(

)A．B2的方向向上 B．B2的方向向下C．v2＝5m/s D．v2＝3m/s√近年来电动汽车越来越普及，有的电动汽车动力来源于直流电机。直流电机工作原理可简化如图所示：在竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中，两光滑平行金属导轨固定在绝缘水平面上，间距为L，两轨间接一电动势恒为E、内阻恒为r的直流电源。质量为m的导体棒ab垂直于导轨静置于导轨上，接入电路部分的有效电阻为R，电路其余部分电阻不计。一根不可伸长的轻绳两端分别连接在导体棒的中央和水平地面上质量为M的物块上，绳与水平面平行且始终处于伸直状态。已知物块与水平面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，闭合开关S，物块即刻开始加速。(1)求S刚闭合瞬间物块加速度的大小(设最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力)；(2)当导体棒向右运动的速度为v时，求流经导体棒的电流；(3)求物块运动中最大速度的大小。题型三电磁感应中的动力学和能量问题1．焦耳热Q的三种求法(1)焦耳定律：Q＝I2Rt。(2)功能关系：Q＝W克服安培力。(3)能量转化：Q＝ΔE其他能的