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第十章电磁感应(选修3－2)考点要求说明磁通量Ⅰ1.导体切割磁感线时，感应电动势的计算，只限于l垂直于B、v的情况2.在电磁感应现象里，不要求判断内电路中各点电势的高低3.不要求用自感系数计算自感电动势电磁感应现象Ⅰ楞次定律Ⅱ法拉第电磁感应定律Ⅱ自感、涡流Ⅰ年份考题题型分值主要考点2017全国卷Ⅰ第18题选择题6分电磁阻尼全国卷Ⅱ卷第20题选择题6分电磁感应图象全国卷Ⅲ第15题选择题6分右手定则，楞次定律天津卷第3题选择题6分楞次定律、法拉第电磁感应定律、安培力年份考题题型分值主要考点2017天津卷第12题计算题20分电磁感应现象的综合应用北京卷第19题选择题6分自感北京卷第24题计算题20分法拉第电磁感应定律海南卷第13题计算题10分电磁感应江苏卷第1题选择题3分磁通量江苏卷第13题计算题15分电磁感应年份考题题型分值主要考点2018全国卷Ⅰ第17题选择题6分导体棒旋转切割磁感线、q＝ΔΦR的应用全国卷Ⅰ第17题选择题6分楞次定律的应用全国卷Ⅱ卷第18题选择题6分电磁感应全国卷Ⅲ第20题选择题6分楞次定律的应用与交流电综合第1节电磁感应现象楞次定律考点1►磁通量1．概念：穿过某一面积的_____________．2．磁通量的计算(1)公式：Φ＝_____．(2)适用条件：①______磁场；②S是垂直磁场并在磁场中的______面积．(3)单位：韦伯(Wb)，1Wb＝1_________．(4)若B与S不垂直，则可将B分解成垂直于S的B1和平行于S的B2，则Φ＝B1S或将S投影，取与B垂直的投影面积S′，则Φ＝BS′.磁感线条数BS匀强有效T·m2例1如图所示是等腰直角三棱柱，其中侧斜面abcd为边长为L的正方形，abfe和ade均为竖直面，dcfe为水平面．将此等腰直角三棱柱按图示方式放置于竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中，下面说法中正确的是()A．通过abcd面的磁通量大小为BL2B．通过dcfe面的磁通量大小为BL2C．通过ade的磁通量为零D．通过abfe面的磁通量大小为BL2【解析】通过abcd平面的磁通量大小为Φ＝BSsin45°＝22BL2，A错误；dcfe平面是abcd平面在垂直磁场方向上的投影，所以磁通量大小为22BL2，B错误；ade平面和abfe面都与磁场平行，没有磁感线穿过这两个平面，所以磁通量为零，C正确，D错误．【答案】C1．关于磁通量，下列说法正确的是()A．穿过某个面的磁通量为零，该处的磁感应强度也为零B．当平面跟磁场方向平行时，穿过这个平面的磁通量必为零C．面积越大，穿过这个面的磁通量就越大D．穿过某一平面的磁通量越大，该处的磁感应强度也越大B【解析】穿过某个面的磁通量为零，可能是磁场方向与平面平行，而该处的磁感应强度不一定为零，选项A错误；当平面跟磁场方向平行时，穿过这个平面的磁通量必为零，选项B正确；磁通量的大小除与磁感应强度有关，还与线圈的面积、线圈与磁感应强度之间的夹角有关，面积越大，通过这个面的磁通量不一定越大，故C错误，D错误．2．如图所示，两个同心放置的共面金属圆环a和b，一条形磁铁穿过圆心且与环面垂直，则穿过两环的磁通量Φa和Φb的大小关系为()A．ΦaΦbB．ΦaΦbC．Φa＝ΦbD．无法比较A【解析】在永久磁铁的内部，所有的磁感线都由S极到N极，而在外部，从N极回到S极构成闭合曲线．穿过某一面积的磁通量应为穿过的磁感线条数的代数和，在a、b圆环的中心，磁铁所在处，所有的磁感线应向上穿出，而在外部，一部分磁感线穿进，使磁通量减少，由于b环的面积大于a环的面积，穿进的磁感线数量较多，其磁通量的代数和比a环少．3．如图，边长为1m的正方形导线框处于水平面内，匀强磁场的磁感应强度大小B＝0.2T，方向如图所示，当线框以ad为轴由水平位置顺时针转至竖直位置时，穿过导线框的磁通量变化了多少？(已知sin37°＝0.6)【解析】导线框水平时，磁通量Φ1＝BL2sin37°＝0.12Wb，导线框竖直时，磁通量Φ2＝BL2sin53°＝0.16Wb，故磁通量变化了ΔΦ＝Φ2－(－Φ1)＝0.28Wb.考点2►产生电磁感应现象的条件1．产生感应电流的条件穿过闭合回路的___________发生变化．2．磁通量发生变化的常见情况(1)闭合回路的部分导体做________________运动，即线圈面积S发生变化导致Φ变化．(2)线圈在磁场中__________导致Φ变化．(3)_______________变化(随时间、位置变化)导致Φ变化．如磁体对线圈发生相对运动．磁通量切割磁感线转动磁感应强度3．产生感应电动势的条件(1)无论回路是否闭合，只要穿过回路平面的________发生变化，回路中就会产生_____________，产生_______________的那部分导体就相当于电源．(2)电磁感应现象的实质就是产生____________．如果回路闭合，就有感应电流．如果回路不闭合，就只有感应电动势而无感应电流．磁通量感应电动势感应电动势感应电动势例2如图所示，在通电长直导线的正下方有矩形导线框，分别做下列运动：(a)水平平移；(b)加速平移，速度方向与直导线平行；(c)绕水平轴OO′转动，轴与直导线平行；(d)以直导线为轴旋转；(e)向直导线运动．能产生感应电流的为()A．(a)、(b)B．(b)、(e)C．(c)、(e)D．(b)、(d)【解析】导线框在水平方向匀速或匀加速移动时，磁通量均不变，不会有感应电流产生；导线框绕水平轴OO′转动，磁通量发生变化，有感应电流产生；导线框以直导线为轴旋转，由于通电导线的磁感线是以导线为轴的一系列同心圆，所以穿过线框的磁通量没有变．因此不会有感应电流产生；导线框向直导线靠近时，导致穿过线框的磁通量发生变化，从而产生感应电流．所以C正确．【答案】C【小结】能否发生电磁感应现象的判断(1)确定研究的闭合回路(2)弄清楚回路内的磁场分布，回路中的磁通量Φ(3)Φ不变―→无感应电流Φ变化―→回路闭合，有感应电流回路断开，有感应电动势，无感应电流4．如图所示，无限大磁场的方向垂直于纸面向里，A图中线圈在纸面内由小变大(由图中实线矩形变成虚线矩形)，B图中线圈正绕a点在平面内旋转，C图与D图中线圈正绕OO′轴转动，则线圈中不能产生感应电流的是()B【解析】线圈在纸面内由小变大，磁通量增大，会产生感应电流，故A错误；线圈正绕a点在平面内旋转，磁通量不变化，因此不会产生感应电流，故B正确；C图与D图中线圈正绕OO′轴转动，磁通量都在减小，会产生感应电流，故C、D错误．5．如图所示，L为一根无限长的通电直导线，M为一金属环，L通过M的圆心并与M所在的平面垂直，且通以向上的电流I，则()A．当L中的I发生变化时，环中有感应电流B．当M左右平移时，环中有感应电流C．当M保持水平，在竖直方向上下移动时环中有感应电流D．只要L与M保持垂直，则以上几种情况，环中均无感应电流D【解析】由安培定则可知导线L中电流产生的磁场方向与金属环面平行，即穿过M的磁通量始终为零，保持不变，故只要L与M保持垂直，穿过线圈的磁通量就始终为零，故A、B、C错误，D正确．考点3►楞次定律及其应用1．楞次定律的内容：感应电流的磁场总是要______引起____________的磁通量的________．2．应用楞次定律判断感应电流方向的一般步骤：(1)确定研究对象，即明确要判断的是哪个闭合电路中产生的感应电流．(2)确定研究对象所处的磁场的方向及其分布情况．(3)确定穿过闭合电路的磁通量的变化情况．(4)根据楞次定律，判断闭合电路中感应电流的磁场方向．(5)根据安培定则(即右手螺旋定则)判断感应电流的方向．阻碍感应电流变化例3在一竖直螺线管b的正上方用绝缘丝线悬挂一个金属圆环a，使a的环面水平且与螺线管b的底面平行，其轴线与螺线管的轴线OO′重合．螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图所示的电路，若将滑动变阻器的滑片P向下滑动，下列表述正确的是()A．穿过金属圆环a的磁通量变大B．金属圆环a对丝线的拉力增大C．金属圆环a对丝线的拉力减小D．金属圆环a中将产生俯视顺时针方向的感应电流【解析】将滑动变阻器的滑片P向下滑动，电阻变小，电路中的电流变大，磁场增强，穿过环a的磁通量增加，故A正确；根据楞次定律可知金属圆环a对丝线的拉力减小，故B错误，C正确；根据楞次定律可知金属圆环a中将产生俯视逆时针方向的感应电流，故D错误．【答案】AC【小结】楞次定律中“阻碍”的含义例4如图，一铝制导体圆环竖直固定在水平杆ab上，当把条形磁铁的N极向左靠近圆环时，下列说法正确的是()A．圆环中感应电流的方向为顺时针(从左向右看)B．圆环有向右运动趋势C．磁铁受到向右的阻力D．圆环有收缩的趋势【解析】条形磁铁的N极向左靠近圆环时，圆环中磁场方向向左且磁通量增加，据楞次定律可得，圆环中感应电流的磁场的方向向右，据安培定则，圆环中感应电流的方向为顺时针(从左向右看)；故A正确；条形磁铁的N极向左靠近圆环时，圆环中磁通量变化产生感应电流，据“来拒去留”可得圆环有向左运动的趋势，磁铁受到向右的阻力，故B错误，C正确；条形磁铁的N极向左靠近圆环时，圆环中磁通量增大产生感应电流，据“增缩减扩”圆环有收缩的趋势；故D项正确．【答案】ACD【小结】楞次定律的推广对楞次定律中“阻碍”含义的推广：感应电流的效果总是阻碍产生感应电流的原因．(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”．6．如图甲所示，两个闭合圆形线圈A、B的圆心重合，放在同一水平面内，线圈B中通以如图乙所示的交变电流，设t＝0时电流沿逆时针方向(图中箭头所示)．对于线圈A，在t1～t2时间内，下列说法中正确的是()A．有顺时针方向的电流，且有扩张的趋势B．有顺时针方向的电流，且有收缩的趋势C．有逆时针方向的电流，且有扩张的趋势D．有逆时针方向的电流，且有收缩的趋势D【解析】线圈B中的电流产生磁场，当B中的电流反向增加时，根据安培定则线圈中的磁场的方向向里，随电流的增加而增加，所以根据楞次定律A中感应电流的磁场故向外，电流的方向沿着逆时针方向．由于磁感应强度随电流的增大而增大，所以线圈A有收缩趋势，故D正确，A、B、C错误．7．(多选)如图所示，一个金属圆环固定在两平行长直导线的中央，环面与长直导线在同一平面内，虚线PQ是两平行直导线的对称轴，圆环的圆心在PQ上，给两长直导线通以方向相反、大小始终相等的电流，且电流不断增大，则下列说法正确的是()A．圆环中有沿逆时针方向的感应电流B．圆环上弧长相等的任意两小段受到安培力大小相等C．圆环有收缩趋势D．圆环有绕PQ转动的趋势AC【解析】根据安培定则可知，圆环所在处的磁场垂直纸面向内，且磁通量增大，根据楞次定律可知，圆环中有逆时针方向的电流，选项A正确；由于圆环处在非匀强磁场中，尽管圆环上弧长相等的任意两小段中电流相同，由于磁感应强度不等，则受到的安培力大小不等，选项B错误；根据楞次定律可知，圆环有收缩趋势，选项C正确；由于圆环受到的安培力合力矩为零，因此没有转动趋势，选项D错误．考点4►楞次定律、右手定则、左手定则、安培定则的综合应用1．右手定则伸开右手，让大拇指跟其余四指_______并且都跟手掌在同一__________，让磁感线穿过掌心，大拇指指向____________方向，其余四指所指的方向，就是___________的方向．2．右手定则适用于部分导体切割磁感线运动时感应电流的方向判定，而楞次定律适用于一切电磁感应现象，是判断感应电流方向的基本方法，对于由于磁通量变化而引起的感应电流，运用楞次定律判断其方向更方便．垂直平面内导体的运动感应电流例5置于匀强磁场中的金属圆盘中央和边缘各引出一根导线，与套在铁芯上部的线圈A相连．套在铁芯下部的线圈B引出两根导线接在两根水平导轨上，如图所示．导轨上有一根金属棒ab处在垂直于纸面向外的匀强磁场中．下列说法正确的是(