高考物理考点精炼电磁感应知识点归纳

选校网年高考物理考点精炼（9）电磁感应本章知识网络高考命题展望电磁感应是电磁学部分的核心内容，是高考考查的重点和热点内容。本章内容集中体现了与恒定电流、磁场、力学内容的联系，综合性很强，难度大，特别是从能量的角度分析和解决问题。本章的知识点并不是很多，但与其它章节的联系却很多，每年的高考题中对这一章的内容均有所涉及。重点考查的内容主要是导轨上的导体切割磁感线为模型，综合考查电磁感应、恒定电流、磁场、牛顿运动定律、能量的转化和守恒等知识点。解决问题的思路是，先解决电磁感应部分知识点，即切割磁感线的那部分导体相当于电源，导体的电阻为电源的内电阻；第二是解决恒定电流部分的知识点，即用恒定电流的串并联的知识求电路中的电流；第三是解决磁场部分的知识点，就可以求出通电导体在磁场中受到的安培力，这时，这一类问题已经成为一个力学问题，就可以通过牛顿运动定律或能量的转化和守恒定律的知识来具体求解。本章即磁场之后继续对考生的空间想象能力进行考查，另外主要考查考生的综合分析应用能力。利用图象解决物理问题的能力，现在也正成为高考考查比较频繁的内容。在平常的学习过程中，要注意培养学生模型化或模块化学习的思想，对每一章、每一节的内容要打好基础，这样在这一章中才能做到综合应用。第一节法拉第电磁感应定律考点跟踪解读考点61：电磁感应现象．磁通量．法拉第电磁感应定律．楞次定律．（能力级别：Ⅱ）1．电磁感应现象1．电磁感应现象：利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应现象，产生的电流叫做感应电流。2．感应电流产生的条件：穿过闭合电路的磁通量发生变化。导体在磁场里做切割磁感线运动时，导体里就产生感应电动势；穿过线圈的磁通量发生变化时，线圈里就产生感应电动势。如果导体是闭合电路的一部分，或者线圈是闭合的，才能产生感应电流。2．磁通量穿过某一面积的磁感线条数，在匀强磁场中，＝BS，单位是韦伯，简称韦，符号是Wb．使用条件是B为匀强磁场，S为平面在磁场方向上的投影．磁通量虽然是标量，但有正负之分．特别提示：磁通量这个概念的使用，主要是方向上的问题，不要死记硬背，根据定义转换成符合条件的形式．【例题】磁感强度为B的匀强磁场，方向水平向右，一面积为S的矩形线圈abcd如图所示放置．平面abcd与竖直方向成角，将abcd绕ad轴转180°角，则穿过线圈平面的磁通量的变化为A．0B．2BSC．．〖解析〗该题考查磁通量的概念，除注意磁通量中B、S的使用条件外，还要注意abcdB选校网专业大全历年分数线上万张大学图片大学视频院校库磁通量的正负，即磁通量的穿出穿入问题．平面在转动之前，磁场从左向右穿过平面，磁通量为，平面转过之后，磁场对平面是从右向左穿过的，磁通量应为－，因此磁通量的变化为Δ＝－（－），应选C．变式练习：1．如图所示，平面M的面积为S，垂直于匀强磁场B，求平面M由此位置出发绕与B垂直的轴线转过60°时磁通量的变化为____________，转过180°时磁通量的变化量为____________。3．法拉第电磁感应定律nt。Δ不电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比，即＝能决定的大小，t才能决定的大小，而Δ与t之间无大小上的必然联系。当ΔΦ仅由B引起时，则＝tΔBΔnS；当ΔΦ仅由S引起时，则＝tΔSΔnB。公式＝nt计算的是在△t时间内的平均电动势。要严格区别磁通量Φ、磁通量的变化量Δ及磁通量的变化率t之间的关系：磁通量＝BS表示穿过这一平面的磁感线的条数，磁通量的变化量Δ＝2－1，表示磁通量变化的多少，磁通量的变化率t表示磁通量变化的快慢。大，Δ及t不一定大；t大，及Δ也不一定大。【例题】如图所示，用均匀导线做成一个正方形线框，每边长为0.2cm，正方形的一半放在和线框垂直的垂直纸面向里的匀强磁场中，当磁场的变化为每0.1s增加1T时，线框中点a、b两点的电势差是A．Uab=0.1VB．Uab=－0.1VC．Uab=0.2VD．Uab=－0.2V〖解析〗由楞次定律可以判断，当线框中的磁场增加时，感应电流的磁场与原磁场方向相反，为垂直于纸面向外，由安培定则可以判断出感应电流的方向为逆时针方向，这个电路的等效电路如图所示，由题意可知tB＝10T/s，由法拉第电磁感应定律＝22ltBtBSt＝0.2V，由闭合电路欧姆定律Uab＝IR＝22rrR0.1V，由于b点电势高于a点电势，所以Uab＝－0.1V，B选项正确。变式练习：2．已知某一区域的地下埋有一根与地表面平行的直线电缆，电缆中通有变化的电流，在其周围有变化的磁场，因此可以通过在地面上测量闭合试探小线圈中的感应电动势来探测电缆的确切位置、走向和深度。当线圈平面平行地面测量时，在地面上a、c两处测得试探线圈中的电动势为零，b、d两处线圈中的电动势不为零；当线圈平面与地面成45º夹角时，在b、d两处测得试探线圈中的电动势为零，经过测量发现，a、b、c、d恰好位于边长为1m的正方形的四个顶角上，如图所示。据此可以判定地下电缆埋在__________两点连线的正下方，离地表面的深度为__________m。BMr/2r/2ab试探线圈地面adcb选校网专业大全历年分数线上万张大学图片大学视频院校库（上海高考卷）4．楞次定律内容：感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化2．应用步骤：①明确原磁场的方向和磁通量的变化；②应用楞次定律中的“阻碍”确定感应电流产生的磁场方向：磁通量增大则感应电流产生的磁场与原磁场方向相反；磁通量减小则感应电流产生的磁场与原磁场方向相同。③利用安培定则判断感应电流的方向。3．楞次定律的第二种表述：感应电流的效果总是阻碍产生感应电流的原因。因为产生感应电流的原因很多，因此这种表述应用更加灵活。常用的一般有以下几种情况：①阻碍相对运动，即“来拒去留”，②使线圈面积有扩大或缩小的趋势，③阻碍原电流的变化。【例题】如图所示，有一个弹性的轻质金属圆环，放在光滑的水平桌面上，环中央插着一根条形磁铁．突然将条形磁铁迅速向上拔出，则此时金属圆环将A．圆环高度不变，但圆环缩小B．圆环高度不变，但圆环扩张C．圆环向上跳起，同时圆环缩小D．圆环向上跳起，同时圆环扩张〖解析〗在金属环中磁通量有变化，所以金属环中有感应电流产生，按照楞次定律解决问题的步骤一步一步进行分析，分析出感应电流的情况后再根据受力情况考虑其运动与形变的问题．原磁通量的方向竖直向上，当向上拔出条形磁铁时这个磁通量减小；所以感应电流的磁场要阻碍原磁场的减小，即感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，感应电流的磁场方向向上；由感应电流的磁场方向可以判断出感应电流的方向在由上向下俯视时是逆时针方向的．如图所示为其剖面图，根据左手定则可以判断出金属环受力的情况如图所示．注意安培力垂直于电流和磁感应强度决定的平面．由于金属环是圆形的，它受到的安培力在水平方向上的效果是使金属圆环向外扩张，同时在竖直方向上的效果是有向上的力．由题目可知，金属圆环很轻，受的重力较小，因此所受合力方向向上，产生向上的加速度．这样金属圆环在向上跳起的同时向外扩张，所以D选项正确。另一种方法是应用楞次定律的第二种表述，金属环中感应电流的效果要阻碍产生感应电流的原因，即条形磁铁的拔出，则感应电流的效果就阻碍拔出，金属环应该向上运动；拔出导致磁通量减小，感应电流的效果就阻碍减小，面积应该增加，所以要扩张。变式练习：3．两圆环A、B置于同一水平面上，其中A为均匀带电绝缘环，B为导体环，当A以如图所示的方向绕中心转动的角速度发生变化时，B中产生如图所示方向的感应电流，则A．A可能带正电且转速减小B．A可能带正电且转速增大C．A可能带负电且转速减小D．A可能带负电且转速增大（上海高考物理卷）考点62：导体切割磁感线时的感应电动势．右手定则（能力级别：Ⅱ）1．导体切割磁感线时的感应电动势1．导体平动切割磁感线时产生的感应电动势可用公式＝Blv。上式适用于导体各点以相同速度在匀强磁场中切割磁感线，且L、v与B两两垂直的情况。①若直导线与v、B不两两垂直，则应取L、v与B互相垂直的分量（对矢量进行分解）。②若导线是曲折的，则L应是导线的有效切割长度，即是导线两端点在v、B所决定的平面的垂线上的投影间的长度。③若v为一段时间内的平均值，则为该段时间内的平均值；若v为瞬时速度，则为该时刻的瞬时值。【例题】北半球某地的地磁场为4×10－5T，磁感线方向与水平面成30°角，一条东西方向水平放置的均匀导体棒长0.5m，将它以2m/s的初速度向北水平抛出，则在抛出后1s末，棒中的感应电动势多大？棒的哪端电势较高?AB选校网专业大全历年分数线上万张大学图片大学视频院校库〖解析〗1s末导体棒的水平分速度和竖直分速度分别为vx＝v0，vy＝gt。vx切割地磁场的竖直分量By，在棒中产生感应电动势1，vy切割地磁场的竖直分量Bx，在棒中产生感应电动势2。1＝LvxBy＝2×10－5T，由右手定则知1向西；2＝LvyBx＝1.7×10－4T，由右手定则知2向东；故棒中的感应电动势＝2－1＝1.5×10－4T，方向向东，即东端的电势较高。变式练习：4．如图所示，匀强磁场的磁感应强度B=0.1T，导体ab可在平行金属导轨上自由滑动，导轨宽cd=0.2m。若导体ab以v=10m/s的速度向右匀速运动，则ab中的感应电动势的大小为_________V，通过ab中的感应电流的方向为_________(选取“a至b”或“b至a”)。(江苏高考理综卷)2．导体转动切割磁感线时产生的感应电动势可用公式＝21Bl2求得。l为导体的长度，为导体转动的角速度，该公式求出的为以导体的一端为圆心的感应电动势。该公式也可以通过法拉第电磁感应定律＝tΔφΔn和＝Blv的平均值导出。2．右手定则伸开右手，让拇指跟同一四指垂直，并且都跟手掌在同一平面内，让磁感线从手心进入，拇指指向导体运动的方向，其余四指所指的就是感应电流的方向。右手定则适用于导体切割磁感线时（平动或转动）产生的感应电流的方向的判定。＝51ab，角速【例题】如图所示，金属杆ab长0.5m，以O点为轴在水平面内旋转，oa度为10rad/s，匀强磁场竖直向上，磁感应强度为1T，则a、b两点间的电势差Uab＝______。〖解析〗oa段产生的感应电动势1＝21B25l，由右手定则知a端电势高；ob段产生的感应电动势2＝21B254l，由右手定则知b端电势高.Uab＝Uao－Uob＝－0.75V变式练习：5．一直升飞机停在南半球的地磁场上空。该处地磁场的方向竖直向上，磁感应强度为B。直升飞机螺旋桨叶片的长度为l，螺旋桨转动的频率为f，顺着地磁场的方向看螺旋桨，螺旋桨按顺时针方向转动。螺旋桨叶片的近轴端为a，远轴端为b，如图所示。如果忽略了a到转轴中心线的距离，用E表示每个叶片中的感应电动势，则A．E＝fl2B，且a点电势低于b点电势B．E＝2fl2B，且a点电势低于b点电势C．E＝fl2B，且a点电势高于b点电势D．E＝2fl2B，且a点电势高于b点电势（吉林、四川等八省高考理综卷）abOB××××××××××××××××abdcBv选校网．线圈在