专题11 电磁感应-三年（2020-2022）高考真题物理分项汇编（山东专用）

2020-2022年三年山东卷高考汇编 专题11 电磁感应 【考纲定位】 内容 要求 1.电磁感应和楞次定律 探究影响感应电流方向的因素，理解楞次定律. 2.法拉第电磁感应定律 通过实验，理解法拉第电磁感应定律. 2022·山东·高考 T12 2021·山东·高考 T8 2021·山东·高考 T12 2020·山东·高考T12 3.自感和涡流 通过实验，了解自感现象和涡流现象．能举例说明自感现象和涡流现象在生产生活中的应用. 【知识重现】 一、关于电磁感应的几个基本问题 1．电磁感应现象 利用磁场产生电流(或电动势)的现象，叫电磁感应现象．所产生的电流叫感应电流，所产生的电动势叫感应电动势． 2．产生感应电流的条件 (1)当穿过电路的磁通量发生变化时就将发生电磁感应现象，电路里产生感应电动势．如果电路闭合，则产生感应电流． (2)当导体在磁场中做切割磁感线的运动时将发生电磁感应现象，导体里产生感应电动势．如果做切割磁感线运动的导体是某闭合电路的一部分，则电路里将产生感应电流．产生感应电动势的那部分导体相当于电源． 应指出的是：闭合电路的一部分做切割磁感线运动时，穿过闭合电路的磁通量也将发生变化．所以上述两个条件从根本上还应归结为磁通量的变化．如图所示，如果矩形线圈abcd在匀强磁场中以速度v平动时，尽管线圈的bc和ad边都在做切割磁感线运动，但由于穿过线圈的磁通量没有变，所以线圈回路中没有感应电流． 3．发生电磁感应现象的理论解释 (1)导体在磁场中做切割磁感线运动而发生的电磁感应现象，可以用运动电荷在磁场中受到洛伦兹力的作用来解释． (2)磁场变化使穿过磁场中闭合回路的磁通量改变而发生的电磁感应现象，可以用麦克斯韦的电磁场理论来解释． 二、感应电流方向的判断 1．右手定则 使用方法如图所示．右手定则适用于导体切割磁感线(平动或转动)产生的感应电流方向的判定． 2．楞次定律 (1)内容：感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化． 楞次定律主要用来判断感应电流的方向．它涉及两个磁场，感应电流的磁场(新产生的磁场)和引起感应电流的磁场(原来就有的磁场)，前者和后者的关系不是“同向”和“反向”的简单关系，而是前者“阻碍”后者“变化”的关系．　　(2)对“阻碍”意义的理解 理解角度 解释 谁阻碍谁 “感应电流的磁场”阻碍“产生感应电流的原磁场”的磁通量的变化 阻碍什么 阻碍的是穿过回路的“磁通量的变化”，而不是磁通量本身 如何阻碍 原磁通量增加时，阻碍增加(感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，起抵消作用)；原磁通量减少时，阻碍减少(感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，起补偿作用)，简称“增反减同” 结果如何 阻碍并不是阻止，只是延缓了磁通量的变化，结果是阻而未止 3.楞次定律和右手定则的区别 (1)判断感应电流的方向时，右手定则只适用于部分导体切割磁感线的情况，楞次定律适用于任何情况． (2)楞次定律的研究对象是整个回路，而右手定则却是一段做切割磁感线运动的导体．但二者是统一的． (3)用到楞次定律必定要用安培定则(判断感应电流产生的磁场方向，或由磁场方向判断感应电流)． 三、感应电动势的大小 1．感应电动势 (1)感应电动势：在电磁感应现象中产生的电动势．产生感应电动势的那部分导体相当于电源，导体的电阻相当于电源内阻． (2)感应电流与感应电动势的关系：遵循闭合电路欧姆定律，即I＝. 2．法拉第电磁感应定律 (1)内容：闭合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．表达式为E＝n. (2)理解 ①方向：感应电动势的方向与电源内部感应电流方向一致． ②当Δt为一段时间时，E为这段时间内的平均感应电动势；当Δt→0时，E为瞬时感应电动势；Φ—t图象的斜率为. ③n为线圈的匝数，Φ与n无关，E与n有关，相当于多个电源串联． ④磁通量Φ变化的三种方式 E＝n→ (3)应用E＝n时应注意的几个问题 ①由于磁通量有正负之分，计算磁通量的变化时一定要规定磁通量的正方向．正向的磁通量增加与反向的磁通量减少产生的感应电流的方向相同． ②公式E＝n是求解回路某段时间内平均感应电动势的最佳选择，所求得的感应电动势是整个回路的电动势，而不是某部分导体的电动势． ③用公式E＝nS求感应电动势时，S为线圈在磁场范围内垂直磁场方向的有效面积． ④计算通过回路的电荷量：通过回路截面的电荷量q仅与n、ΔΦ和回路电阻R总有关，与时间长短无关．推导如下：q＝Δt＝·Δt＝. 3．导体切割磁感线 (1)感应电动势公式：E＝BLv(可由法拉第电磁感应定律推出)． (2)说明： ①上式仅适用于导体各点以相同的速度在匀强磁场中切割磁感线的情况，且L、v与B两两垂直． ②当L⊥B，L⊥v，