重难点09 电磁感应规律及其应用 —2021年高考物理【热点·重点·难点】专练（新高考版）

2021年高考物理【热点·重点·难点】专练（新高考专用） 重难点09 电磁感应规律及其应用 【知识梳理】 考点一 电磁感应中的电路问题 1． 对电磁感应中电源的理解 （1）电源的正负极、感应电流的方向、电势的高低、电容器极板带电问题，可用右手定则或楞次定律判定。 （2）电源的电动势的大小可由E＝Blv或 求解。 2． 对电磁感应电路的理解 （1）在电磁感应电路中，相当于电源的部分把其他形式的能通过电流做功转化为电能。 （2）“电源”两端的电压为路端电压，而不是感应电动势。 【重点归纳】 1．电磁感应中电路知识的关系图 2．电磁感应中电路问题的题型特点 闭合电路中磁通量发生变化或有部分导体做切割磁感线运动，在回路中将产生感应电动势和感应电流．从而考题中常涉及电流、电压、电功等的计算，也可能涉及电磁感应与力学、电磁感应与能量的综合分析． 3．分析电磁感应电路问题的基本思路 （1）确定电源：用法拉第电磁感应定律和楞次定律或右手定则确定感应电动势的大小和方向，电源内部电流的方向是从低电势流向高电势； （2）分析电路结构：根据“等效电源”和电路中其他元件的连接方式画出等效电路．注意区别内外电路，区别路端电压、电动势； （3）利用电路规律求解：根据E＝BLv或 结合闭合电路欧姆定律、串并联电路知识和电功率、焦耳定律等关系式联立求解。 考点二 电磁感应中的图象问题 1．题型特点 一般可把图象问题分为三类： （1）由给定的电磁感应过程选出或画出正确的图象； （2）由给定的有关图象分析电磁感应过程，求解相应的物理量； （3）根据图象定量计算。 2．解题关键 弄清初始条件，正负方向的对应，变化范围，所研究物理量的函数表达式，进、出磁场的转折点是解决问题的关键． 3．解决图象问题的一般步骤 （1）明确图象的种类，即是B－t图象还是Φ－t图象，或者是E－t图象、I－t图象等； （2）分析电磁感应的具体过程； （3）用右手定则或楞次定律确定方向对应关系； （4）结合法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿运动定律等规律写出函数关系式； （5）根据函数关系式，进行数学分析，如分析斜率的变化、截距等； （6）画出图象或判断图象。 【重点归纳】 1. 电磁感应中图象类选择题的两个常见解法 （1）排除法：定性地分析电磁感应过程中物理量的变化趋势（增大还是减小）、变化快慢（均匀变化还是非均匀变化），特别是物理量的正负，排除错误的选项． （2）函数法：根据题目所给条件定量地写出两个物理量之间的函数关系，然后由函数关系对图象作出分析和判断，这未必是最简捷的方法，但却是最有效的方法． 2. 分析物理图象常用方法 （1）定性分析物理图象 ①要明确图象坐标轴的意义；②借助有关的物理概念、公式、定理和定律做出分析判断． （2）定量计算 ①弄清图象所揭示的物理规律或物理量间的函数关系；②挖掘图象中的隐含条件，明确有关图线所包围的面积、图线的斜率（或其绝对值）、截距所表示的物理意义． 3.电磁感应中的图象问题 （1）图象类型 电磁感应中主要涉及的图象有B ­t图象、Φ ­t图象、E ­t图象和I ­t图象．还常涉及感应电动势E和感应电流I随线圈位移x变化的图象，即E ­x图象和I ­x图象． （2）常见题型：图象的选择、图象的描绘、图象的转换、图象的应用． （3）所用规律 一般包括：左手定则、安培定则、楞次定律、法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿运动定律等． 考点三 电磁感应中的动力学问题分析 1． 安培力的大小 由感应电动势E＝BLv，感应电流 和安培力公式F＝BIL得 2． 安培力的方向判断 3． 导体两种状态及处理方法 （1）导体的平衡态——静止状态或匀速直线运动状态． 处理方法：根据平衡条件（合外力等于零）列式分析． （2）导体的非平衡态——加速度不为零． 处理方法：根据牛顿第二定律进行动态分析或结合功能关系分析． 考点四 电磁感应中的能量问题分析 1．过程分析 （1）电磁感应现象中产生感应电流的过程，实质上是能量的转化过程． （2）电磁感应过程中产生的感应电流在磁场中必定受到安培力的作用，因此，要维持感应电流的存在，必须有“外力”克服安培力做功，将其他形式的能转化为电能．“外力”克服安培力做了多少功，就有多少其他形式的能转化为电能． （3）当感应电流通过用电器时，电能又转化为其他形式的能．安培力做功的过程，或通过电阻发热的过程，是电能转化为其他形式能的过程．安培力做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能． 2．求解思路 （1）若回路中电流恒定，可以利用电路结构及W＝UIt或Q＝I2Rt直接进行计算． （2）若电流变化，则：①利用安培力做的功求解：电磁感应中产生的电能等于克服安培力所做的功；②利用能量守恒求解：若只有电能与机械能的转化，则机械能的减少量等于产生