專題十七

電磁感應(加試)考點基礎(chǔ)自清考點互動探究內(nèi)容索引考點基礎(chǔ)自清一、磁通量答案1.概念：在磁感應強度為B的勻強磁場中，與磁場方向

的面積S和B的乘積.2.公式：Φ＝

.3.單位：1Wb＝

.4.物理意義：相當于穿過某一面積的

的條數(shù).垂直BS1T·m2磁感線答案二、電磁感應現(xiàn)象1.電磁感應現(xiàn)象：當閉合電路的磁通量

時，電路中有感應電流產(chǎn)生的現(xiàn)象.2.產(chǎn)生感應電流的兩種情況：(1)閉合電路的磁通量

.(2)閉合電路的一部分導體切割

運動.3.電磁感應現(xiàn)象的實質(zhì)：電路中產(chǎn)生

，如果電路閉合則有感應電流產(chǎn)生.4.能量轉(zhuǎn)化：發(fā)生電磁感應現(xiàn)象時，是機械能或其他形式的能量轉(zhuǎn)化為

.發(fā)生變化發(fā)生變化磁感線感應電動勢電能答案三、楞次定律1.楞次定律(1)內(nèi)容：感應電流的磁場總要

引起感應電流的

的變化.(2)適用范圍：適用于一切回路

變化的情況.2.右手定則(如圖1所示)圖1阻礙磁通量磁通量答案(1)使用方法：①讓磁感線穿入

手手心.②使大拇指指向

的方向.③則其余四指指向

的方向.(2)適用范圍：適用于

切割磁感線的情況.右導體運動感應電流部分導體四、法拉第電磁感應定律1.感應電動勢(1)感應電動勢：在

中產(chǎn)生的電動勢.(2)產(chǎn)生條件：穿過回路的

發(fā)生改變，與電路是否閉合

.(3)方向判斷：感應電動勢的方向用

或

判斷.2.法拉第電磁感應定律(1)內(nèi)容：閉合電路中感應電動勢的大小，跟穿過這一電路的____________

成正比.(2)公式：E＝

，其中n為線圈匝數(shù).(3)感應電流與感應電動勢的關(guān)系：遵循

定律，即I＝

.閉合電路歐姆答案電磁感應現(xiàn)象磁通量無關(guān)楞次定律右手定則磁通量的變化率答案五、自感渦流1.自感現(xiàn)象(1)概念：由于導體本身的

變化而產(chǎn)生的電磁感應現(xiàn)象稱為自感，由于自感而產(chǎn)生的感應電動勢叫做

.(2)表達式：E＝

.(3)自感系數(shù)L的影響因素：與線圈的大小、形狀、

以及是否有鐵芯有關(guān).電流自感電動勢匝數(shù)答案2.渦流現(xiàn)象(1)渦流：塊狀金屬放在

磁場中，或者讓它在磁場中運動時，金屬塊內(nèi)產(chǎn)生的旋渦狀感應電流.(2)產(chǎn)生原因：金屬塊內(nèi)

變化→感應電動勢→感應電流.(3)渦流的利用：冶煉金屬的高頻感應爐利用

產(chǎn)生焦耳熱使金屬熔化；家用電磁爐也是利用渦流原理制成的.(4)渦流的減少：各種電機和變壓器中，用涂有絕緣漆的硅鋼片疊加成的鐵芯，以減少渦流.變化磁通量強大的渦流1.如圖2所示為通電長直導線的磁感線圖，等面積線圈S1、S2與導線處于同一平面，關(guān)于通過線圈S1、S2的磁通量Φ1、Φ2，下列分析正確的是(

)A.Φ1>Φ2B.Φ1<Φ2C.Φ1＝Φ2≠0D.Φ1＝Φ2＝012345加試基礎(chǔ)練√圖2解析磁通量的物理意義可理解為穿過某一截面的磁感線條數(shù)，由圖可判斷出Φ1>Φ2.故A項正確.解析12345解析2.(多選)(2016·麗水模擬)下列圖中不能產(chǎn)生感應電流的是(

)√√√解析選項A中的回路不閉合，不能產(chǎn)生感應電流；選項C、D回路中的磁通量不變化，也不能產(chǎn)生感應電流；B選項中的磁通量在增加，又是閉合回路，能產(chǎn)生感應電流，故本題選A、C、D.3.(多選)下列各圖是驗證楞次定律實驗的示意圖，各圖中分別標出了磁鐵的極性、磁鐵相對線圈的運動方向以及線圈中產(chǎn)生的感應電流的方向等情況，其中與事實相符的是(

)解析12345解析A圖中磁鐵向下運動，穿過線圈的磁通量在向下增加，由楞次定律知感應電流的磁場阻礙原磁場的增加，方向向上，再由安培定則可以判斷A中感應電流的方向與圖中相反，所以A錯，同理得B錯，C、D正確.√√4.(多選)如圖3所示，閉合金屬導線框放置在豎直向上的勻強磁場中，磁場的磁感應強度B的大小隨時間變化而變化.下列說法中正確的是(

)解析√12345A.當B增大時，線框中的感應電流一定增大B.當B增大時，線框中的感應電流可能減小C.當B減小時，線框中的感應電流一定減小D.當B減小時，線框中的感應電流可能不變圖3√123455.(2016·杭州調(diào)研)如圖4所示，在一個繞有線圈的可拆變壓器鐵芯上分別放一小鐵鍋水和一玻璃杯水.給線圈通入電流，一段時間后，一個容器中水溫升高，則通入的電流與水溫升高的是(

)A.恒定直流、小鐵鍋B.恒定直流、玻璃杯C.變化的電流、小鐵鍋D.變化的電流、玻璃杯12345圖4解析√返回解析通入恒定電流時，所產(chǎn)生的磁場不變，不會產(chǎn)生感應電流.通入變化的電流時，所產(chǎn)生的磁場發(fā)生變化，在空間產(chǎn)生感生電場，鐵鍋是導體，感生電場在導體內(nèi)產(chǎn)生渦流，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，使水溫升高.渦流是由變化的磁場在導體內(nèi)產(chǎn)生的，所以玻璃杯中的水不會升溫，故C正確.12345返回考點互動探究1.穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化，大致有以下幾種情況(1)磁感應強度B不變，線圈面積S發(fā)生變化.(2)線圈面積S不變，磁感應強度B發(fā)生變化.(3)磁感應強度B和回路面積S同時發(fā)生變化，此時可由ΔΦ＝Φ1－Φ0計算并判斷磁通量是否變化.(4)線圈面積S不變，磁感應強度B也不變，但二者之間夾角發(fā)生變化.

考點一電磁感應現(xiàn)象楞次定律2.判斷電磁感應現(xiàn)象能否發(fā)生的一般流程3.楞次定律的使用步驟解析例1如圖5所示，在兩根平行長直導線M、N中通以同方向、同大小的電流，矩形導線框abcd的兩邊與兩導線平行，且與兩導線在同一平面內(nèi)，線框沿著與兩導線垂直的方向自右向左在兩導線間勻速移動，則在移動過程中線框中感應電流方向是(

)A.沿abcd不變

B.沿adcb不變C.由abcd變成adcb

D.由adcb變成abcd√圖5解析本題中M與N中電流的方向相同，在M的右側(cè)電流所產(chǎn)生的磁場方向垂直紙面向里，且離得越遠，磁感應強度越??；在N的左側(cè)電流所產(chǎn)生的磁場方向垂直紙面向外，且離得越遠，磁感應強度越小.也就是說，MN之間的磁場是變化的，要正確解決此問題，我們需要應用楞次定律，可以判斷出，閉合線框abcd在從N到M的運動過程中，垂直紙面向外的磁通量減少，垂直紙面向里的磁通量增加，為了阻礙磁通量的變化，線框中的電流始終沿著adcb方向.故選項B正確.規(guī)律總結(jié)利用楞次定律判斷感應電流和感應電動勢的方向1.利用楞次定律判斷的電流方向也是電路中感應電動勢的方向，利用右手定則判斷的電流方向也是做切割磁感線運動的導體上感應電動勢的方向.若電路為開路，可假設電路閉合，應用楞次定律或右手定則確定電路中假想電流的方向即為感應電動勢的方向.2.在分析電磁感應現(xiàn)象中的電勢高低時，一定要明確產(chǎn)生感應電動勢的那部分電路就是電源.在電源內(nèi)部，電流方向從低電勢處流向高電勢處.1.如圖6所示，直導線ab通有電流I，矩形線圈ABCD由圖中實線位置運動到虛線所示位置的過程中，若第一次是平移，第二次是翻轉(zhuǎn)180°.設前后兩次通過線圈平面磁通量的變化為ΔΦ1、ΔΦ2，下列說法正確的是(

)A.ΔΦ1>ΔΦ2

B.ΔΦ1<ΔΦ2C.ΔΦ1＝ΔΦ2

D.無法比較123

變式題組√圖6解析2.(多選)如圖7所示，下列情況能產(chǎn)生感應電流的是(

)√123圖7A.如圖甲所示，導體AB順著磁感線運動B.如圖乙所示，條形磁鐵插入或拔出線圈時C.如圖丙所示，小螺線管A插入大螺線管B中不動，開關(guān)S一直接通時D.如圖丙所示，小螺線管A插入大螺線管B中不動，開關(guān)S一直接通，當

改變滑動變阻器的阻值時√解析A中導體AB順著磁感線運動，穿過閉合電路的磁通量沒有發(fā)生變化，無感應電流，故選項A錯誤；B中條形磁鐵插入線圈時，線圈中的磁通量增加，拔出時線圈中的磁通量減少，都有感應電流產(chǎn)生，故選項B正確；C中開關(guān)S一直接通，回路中為恒定電流，螺線管A產(chǎn)生的磁場穩(wěn)定，螺線管B中的磁通量無變化，線圈中不產(chǎn)生感應電流，故選項C錯；D中開關(guān)S接通，滑動變阻器的阻值變化使閉合回路中的電流變化，螺線管A的磁場變化，螺線管B中的磁通量變化，線圈中產(chǎn)生感應電流，故選項D正確.123解析3.如圖8所示，一個有彈性的金屬圓環(huán)被一根橡皮繩吊于通電直導線的正下方，直導線與圓環(huán)在同一豎直面內(nèi)，當通電直導線中電流增大時，彈性圓環(huán)的面積S和橡皮繩的長度l將(

)A.S增大，l變長B.S減小，l變短C.S增大，l變短D.S減小，l變長√123圖8解析當通電直導線中電流增大時，穿過金屬圓環(huán)的磁通量增大，金屬圓環(huán)中產(chǎn)生感應電流，根據(jù)楞次定律，感應電流要阻礙磁通量的增大.一是用縮小面積的方式進行阻礙；二是用遠離直導線的方式進行阻礙，故選項D正確.1231.決定因素

考點二法拉第電磁感應定律的理解及應用2.適用范圍法拉第電磁感應定律適用于任何情況下感應電動勢的計算，但在中學物理中一般用來計算某段時間內(nèi)的平均電動勢.若所取時間極短，即Δt趨近于零時，所求感應電動勢為該時刻的瞬時感應電動勢.3.兩種常見情況例2

(多選)如圖9甲所示，一個阻值為R、匝數(shù)為n的圓形金屬線圈與阻值為2R的電阻R1連接成閉合回路.線圈的半徑為r1，在線圈中半徑為r2的圓形區(qū)域存在垂直于線圈平面向里的勻強磁場，磁感應強度B隨時間t變化的關(guān)系圖線如圖乙所示.圖線與縱、橫軸的截距分別為B0和t0，導線的電阻不計.則0至t1時間內(nèi)(

)A.電流的方向為由a到b解析圖9√√解析由圖乙可知穿過線圈的磁通量在均勻減少，據(jù)楞次定律結(jié)合安培定則可判斷出通過R1的電流方向為由b到a，故A錯誤.誤區(qū)警示對Φ、ΔΦ和的理解和易錯點撥4.不能正確地分析初、末狀態(tài)穿過線圈的磁通量的方向關(guān)系，從而不能正確利用公式ΔΦ＝Φ2－Φ1求解ΔΦ.解析4.將閉合多匝線圈置于僅隨時間變化的磁場中，關(guān)于線圈中產(chǎn)生的感應電動勢和感應電流，下列表述正確的是(

)A.感應電動勢的大小與線圈的匝數(shù)無關(guān)B.穿過線圈的磁通量越大，感應電動勢越大C.穿過線圈的磁通量變化越快，感應電動勢越大D.感應電流產(chǎn)生的磁場方向與原磁場方向始終相同√456

變式題組456根據(jù)楞次定律知，感應電流的磁場總是阻礙引起感應電流的磁通量的變化，即“增反減同”，D錯誤.解析5.(多選)(2016·舟山模擬)如圖10所示，在t0～2t0時間內(nèi)與0～t0時間內(nèi)相比較，下列說法正確的有(

)√456A.感應電動勢大小相等B.感應電流的方向不相同C.通過R1的電量相等D.R1上產(chǎn)生的熱量不相等圖10√456解析在0～t0及t0～2t0的兩段時間內(nèi)，磁感應強度的變化率相同，故感應電動勢、感應電流、通過R1的電量及在R1上產(chǎn)生的熱量均相等，由楞次定律可判斷出感應電流的方向也是相同的，故本題B、D錯誤，A、C正確.456解析圖11√√解析由楞次定律可知A對；456acb部分等效為電源，其等效電路如圖所示，故C錯；1.公式E＝Blv的使用條件

考點三導體切割磁感線產(chǎn)生感應電動勢的計算(1)勻強磁場.(2)B、l、v三者相互垂直.2.“相對性”的理解E＝Blv中的速度v是相對于磁場的速度，若磁場也運動，應注意速度間的相對關(guān)系.例3

(2015·新課標全國Ⅱ·15)如圖12，直角三角形金屬框abc放置在勻強磁場中，磁感應強度大小為B，方向平行于ab邊向上.當金屬框繞ab邊以角速度ω逆時針轉(zhuǎn)動時，a、b、c三點的電勢分別為Ua、Ub、Uc.已知bc邊的長度為l.下列判斷正確的是(

)√解析A.Ua>Uc，金屬框中無電流B.Ub>Uc，金屬框中電流方向沿a→b→c→a圖12

規(guī)律總結(jié)感應電動勢的計算及電勢高低的判斷1.計算：切割方式感應電動勢的表達式垂直切割E＝Blv旋轉(zhuǎn)切割(以一端為軸)E＝Bl2ω說明：①導體與磁場方向垂直；②磁場為勻強磁場.2.判斷：把產(chǎn)生感應電動勢的那部分電路或?qū)w當作電源的內(nèi)電路，那部分導體相當于電源.若電路是不閉合的，則先假設有電流通過，然后應用楞次定律或右手定則判斷出電流的方向.電源內(nèi)部電流的方向是由負極(低電勢)流向正極(高電勢)，外電路順著電流方向每經(jīng)過一個電阻電勢都要降低.解析7.如圖13所示，平行金屬導軌的間距為d，一端跨接一阻值為R的電阻，勻強磁場的磁感應強度為B，方向垂直于導軌所在平面向里，一根足夠長的直金屬棒與導軌成60°角放置，且接觸良好，則當金屬棒以垂直于棒的恒定速度v沿金屬導軌滑行時，其他電阻不計，電阻R中的電流為(

)78

變式題組圖13√78解析8.如圖14所示，一對光滑的平行金屬導軌固定在同一水平面內(nèi)，導軌間距0.4m，左端接有阻值為0.2Ω的電阻.一質(zhì)量為0.2kg、電阻為0.1Ω的金屬棒MN放置在導軌上，導軌之間有豎直向上的勻強磁場，磁感應強度大小為0.5T.棒在水平向右的外力作用下以0.3m/s的速度勻速運動，運動過程中始終與導軌垂直且兩端與導軌保持良好接觸.已知導軌足夠長且電阻不計，則(

)A.MN棒運動過程中兩端的電壓為0.02VB.MN棒運動過程中兩端的電壓為0.06VC.棒勻速運動1s過程中電阻R發(fā)熱0.008JD.棒勻速運動1s過程中電阻R發(fā)熱0.012J√78圖1478Q＝I2Rt＝0.22×0.2×1J＝0.008J，C項正確，D項錯誤.1.圖象類型

考點四電磁感應中的圖象問題電磁感應中主要涉及的圖象有B－t圖象、Φ－t圖象、E－t圖象和I－t圖象.還常涉及感應電動勢E和感應電流I隨線圈位移x變化的圖象，即E－x圖象和I－x圖象.2.應用知識(1)四個規(guī)律：左手定則、安培定則、右手定則、楞次定律.(2)應用公式：⑤安培力F＝BIl⑥牛頓運動定律的相關(guān)公式等3.基本方法(1)明確圖象的種類，是B－t圖象還是Φ－t圖象，或者E－t圖象、I－t圖象等.(2)分析電磁感應的具體過程.(3)結(jié)合法拉第電磁感應定律、歐姆定律、牛頓運動定律等規(guī)律列出函數(shù)方程.(4)根據(jù)函數(shù)方程進行數(shù)學分析.如斜率及其變化、兩軸