專題十一電磁感應[專題復習定位]1．對楞次定律和法拉第電磁感應定律的理解及應用。2．熟練應用動力學和能量觀點分析并解決電磁感應問題。3．綜合應用動力學、動量和能量的觀點分析電磁感應問題。高考真題再現PART01第一部分√命題點1兩個定律的應用1．(2024·湖北卷，T1)《夢溪筆談》中記錄了一次罕見的雷擊事件：房屋被雷擊后，屋內的銀飾、寶刀等金屬熔化了，但是漆器、刀鞘等非金屬卻完好(原文為：有一木格，其中雜貯諸器，其漆器銀扣者，銀悉熔流在地，漆器曾不焦灼。有一寶刀，極堅鋼，就刀室中熔為汁，而室亦儼然)。導致金屬熔化而非金屬完好的原因可能為(

)A．摩擦 B．聲波C．渦流 D．光照解析：在雷擊事件中金屬和非金屬都經歷了摩擦、聲波和光照的影響，而金屬能夠因電磁感應產生渦流，非金屬不能，因此可能原因為渦流?！?．(2024·江蘇卷，T10)如圖所示，在絕緣的水平面上，有閉合的兩個線圈a、b，線圈a處在勻強磁場中，現將線圈a從磁場中勻速拉出，線圈a、b中產生的感應電流方向分別是(

)A．順時針，順時針 B．順時針，逆時針C．逆時針，順時針 D．逆時針，逆時針解析：線圈a從磁場中勻速拉出的過程中穿過線圈a的磁通量在減小，則根據楞次定律可知線圈a中產生的感應電流方向為順時針，由于線圈a從磁場中勻速拉出，則a中產生的電流為恒定電流，則線圈a靠近線圈b的過程中線圈b的磁通量在向外增大，同理可得線圈b產生的感應電流方向為順時針?！堂}點2電磁感應的綜合問題3．(2024·廣東卷，T4)電磁俘能器可在汽車發動機振動時利用電磁感應發電實現能量回收，結構如圖甲所示。兩對永磁鐵可隨發動機一起上下振動，每對永磁鐵間有水平方向的勻強磁場，磁感應強度大小均為B。磁場中，邊長為L的正方形線圈豎直固定在減震裝置上。某時刻磁場分布與線圈位置如圖乙所示，永磁鐵振動時磁場分界線不會離開線圈。關于圖乙中的線圈，下列說法正確的是(

)A．穿過線圈的磁通量為BL2B．永磁鐵相對線圈上升越高，線圈中感應電動勢越大C．永磁鐵相對線圈上升越快，線圈中感應電動勢越小D．永磁鐵相對線圈下降時，線圈中感應電流的方向為順時針方向解析：根據題圖乙可知此時穿過線圈的磁通量為0，故A錯誤；根據法拉第電磁感應定律可知永磁鐵相對線圈上升越快，磁通量變化越快，線圈中感應電動勢越大，故B、C錯誤；永磁鐵相對線圈下降時，根據安培定則可知線圈中感應電流的方向為順時針方向，故D正確?！獭獭?1)t＝0時線框所受的安培力F；(2)t＝1.2τ時穿過線框的磁通量Φ；答案：0.3B0h2(3)2τ～3τ時間內，線框中產生的熱量Q。題型分類講練PART02第二部分題型一兩個定律的應用考向1電磁感應現象和楞次定律1．阻礙磁通量的變化(增反減同)。2．阻礙物體間的相對運動(來拒去留)。3．使線圈面積有擴大或縮小的趨勢(增縮減擴)。4．阻礙原電流的變化(自感現象)。√新型交通信號燈，如圖所示，在交通信號燈前方路面埋設通電線圈，這個包含線圈的傳感器電路與交通信號燈的時間控制電路連接，當車輛通過線圈上方的路面時，會引起線圈中電流的變化，系統根據電流變化的情況確定信號燈亮的時間長短，下列判斷正確的是(

)A．汽車經過線圈會產生感應電流B．汽車通過線圈時，線圈激發的磁場不變C．若線圈斷了，系統依然能檢測到汽車通過的電流信息D．線圈中的電流是由汽車通過線圈時發生電磁感應引起的[解析]

汽車上大部分是金屬，汽車經過線圈時會引起線圈磁通量的變化，從而產生電磁感應現象，產生感應電流，故A正確；汽車通過線圈時，線圈由于電磁感應使自身電流發生變化，激發的磁場也發生變化，故B錯誤；若線圈斷了，沒有閉合回路，系統不能檢測到汽車通過的電流信息，故C錯誤；線圈本身就是通電線圈，線圈中的電流不是汽車通過線圈時發生電磁感應引起的，汽車通過線圈時產生的電磁感應現象只是引起線圈中電流的變化，故D錯誤。如圖所示，兩勻強磁場的磁感應強度B1和B2大小相等、方向相反，金屬圓環的直徑與兩磁場的邊界重合。下列變化會在環中產生逆時針方向感應電流的是(

)A．同時增大B1，減小B2B．同時減小B1，增大B2C．同時以相同的變化率增大B1和B2D．同時以相同的變化率減小B1和B2√[解析]

由于兩勻強磁場的磁感應強度B1和B2大小相等、方向相反，金屬圓環的直徑與兩磁場的邊界重合，變化前金屬圓環的磁通量為0，要使環中產生感應電流，金屬圓環的磁通量一定增大，并且環中產生逆時針方向的感應電流，感應電流產生的感應磁場方向垂直于紙面向外，根據楞次定律可知，金屬圓環的磁通量變化只能向里增大，可能的變化如下：①B1和B2同時增大，B1增大比B2增大快；②B1和B2同時減小，B1減小比B2減小慢；③同時增大B1，減小B2，故A正確，B錯誤；同時以相同的變化率增大B1和B2或同時以相同的變化率減小B1和B2，金屬圓環的磁通量始終為0，不會產生感應電流，故C、D錯誤。√

(多選)圖甲為某款“自發電”無線門鈴按鈕，其“發電”原理如圖乙所示，按下門鈴按鈕過程，磁鐵靠近螺線管；松開門鈴按鈕過程，磁鐵遠離螺線管回歸原位，下列說法正確的有(

)A．按下按鈕過程，螺線管P端電勢較高B．若更快按下按鈕，則P、Q兩端的電勢差更大C．按住按鈕不動，螺線管中產生恒定的感應電動勢D．若按下和松開按鈕的時間相同，則兩過程螺線管產生大小相等的感應電動勢√[解析]

按下按鈕過程中，穿過線圈內向左的磁通量增大，根據楞次定律可知，感應電流的磁場的方向向右，此時螺線管Q端電勢高，故A錯誤；根據法拉第電磁感應定律可知，產生的電動勢的大小與穿過線圈的磁通量的變化率成正比，若更快按下按鈕，穿過線圈的磁通量的變化率變大，則P、Q兩端的電勢差更大，若按下和松開按鈕的時間相同，則兩過程螺線管產生大小相等的感應電動勢，故B、D正確；按住按鈕不動，線圈內磁通量不變化，無感應電動勢，故C錯誤?！獭虨榱四M竹蜻蜓玩具閃閃發光的效果，某同學設計了圖甲所示的電路。半徑為a的導電圓環內等分為四個直角扇形區域，Ⅰ、Ⅱ區域內存在垂直于環面向里的勻強磁場，磁感應強度大小為B。長度為a、電阻為r的導體棒OP以角速度ω繞O點逆時針勻速轉動，t＝0時OP

經過圖示位置。OP通過圓環和導線與導通電阻為R的發光二極管(LED)相連。忽略其他電阻。(1)求OP切割磁感線過程中，通過二極管的電流大小和方向；[解析]

電流圖像如圖所示。[答案]

見解析圖題型二電磁感應中的動力學問題1．三個分析(1)“源”的分析——分析電路中由電磁感應所產生的“電源”，求出電源參數E和r。(2)“路”的分析——分析電路結構，弄清串、并聯關系，求出相關部分的電流大小，以便求解安培力。(3)“力”的分析——分析研究對象(通常是金屬棒、導體、線圈等)的受力情況，尤其注意其所受的安培力。接著進行“運動狀態”的分析——根據力和運動的關系，建立正確的運動模型。2．解題思路(1)找準主動運動者，用法拉第電磁感應定律和楞次定律求解感應電動勢的大小和方向。(2)根據等效電路圖，求解回路中電流的大小及方向。(3)分析安培力對導體棒運動速度、加速度的影響，從而推理得出對電路中的電流有什么影響，最后定性分析導體棒的最終運動情況。(4)列牛頓第二定律或平衡方程求解?！炭枷?導體棒(框)的動力學問題

(多選)如圖甲所示，一正方形單匝金屬線框放在光滑水平面上，水平面內兩條平行直線MN、QP間存在垂直于水平面的勻強磁場，t＝0時，線框在水平向右的外力F作用下緊貼MN從靜止開始做勻加速運動，外力F隨時間t變化的圖線如圖乙中實線所示。已知線框質量m＝1kg，電阻R＝4Ω，則(

)A．磁場寬度為4mB．勻強磁場的磁感應強度為1TC．線框穿過QP的過程中產生的焦耳熱等于4JD．線框穿過MN的過程中通過導線內某一橫截面的電荷量為0.5C√√考向2連接體的動力學問題

(多選)(2023·山東卷，T12)足夠長U形導軌平置在光滑水平絕緣桌面上，寬為1m，電阻不計。質量為1kg、長為1m、電阻為1Ω的導體棒MN放置在導軌上，與導軌形成矩形回路并始終接觸良好，Ⅰ和Ⅱ區域內分別存在豎直方向的勻強磁場，磁感應強度分別為B1和B2，其中B1＝2T，方向向下。用不可伸長的輕繩跨過固定輕滑輪將導軌CD段中點與質量為0.1kg的重物相連，繩與CD垂直且平行于桌面。如圖所示，某時刻MN、CD同時分別進入磁場區域Ⅰ和Ⅱ并做勻速直線運動，MN、CD與磁場邊界平行。MN的速度v1＝2m/s，CD的速度為v2且v2>v1，MN和導軌間的動摩擦因數為0.2，重力加速度大小g取10m/s2，下列說法正確的是(

)A．B2的方向向上 B．B2的方向向下C．v2＝5m/s D．v2＝3m/s√近年來電動汽車越來越普及，有的電動汽車動力來源于直流電機。直流電機工作原理可簡化如圖所示：在豎直向下、磁感應強度為B的勻強磁場中，兩光滑平行金屬導軌固定在絕緣水平面上，間距為L，兩軌間接一電動勢恒為E、內阻恒為r的直流電源。質量為m的導體棒ab垂直于導軌靜置于導軌上，接入電路部分的有效電阻為R，電路其余部分電阻不計。一根不可伸長的輕繩兩端分別連接在導體棒的中央和水平地面上質量為M的物塊上，繩與水平面平行且始終處于伸直狀態。已知物塊與水平面間的動摩擦因數為μ，重力加速度為g，閉合開關S，物塊即刻開始加速。(1)求S剛閉合瞬間物塊加速度的大小(設最大靜摩擦力大小等于滑動摩擦力)；(2)當導體棒向右運動的速度為v時，求流經導體棒的電流；(3)求物塊運動中最大速度的大小。題型三電磁感應中的動力學和能量問題1．焦耳熱Q的三種求法(1)焦耳定律：Q＝I2Rt。(2)功能關系：Q＝W克服安培力。(3)能量轉化：Q＝ΔE其他能的