重难点12 电磁感应-2023年高考物理【热点·重点·难点】专练（上海专用）

重难点12 电磁感应 一、电磁感应的发现及产生感应电流的条件 穿过闭合电路的磁通量发生变化． 磁通量发生变化的常见情况： （1）闭合电路的部分导体做切割磁感线运动，即线圈面积S发生变化导致Φ变化． （2）线圈在磁场中转动导致Φ变化． （3）磁感应强度变化（随时间、位置变化）导致Φ变化． 如磁体对线圈发生相对运动． 二、楞次定律 （1）内容：感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。 （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。 1．楞次定律中“阻碍”的含义。 2．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”。 3．相互联系 （1）应用楞次定律，必然要用到安培定则； （2）感应电流受到的安培力，有时可以先用右手定则确定电流方向，再用左手定则确定安培力的方向，有时可以直接应用楞次定律的推论确定。 三、感应电动势及其产生条件 1．产生感应电动势的条件 （1）无论电路是否闭合，只要穿过电路平面的磁通量发生变化，电路中就有感应电动势，产生感应电动势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感应电动势． 如果电路闭合，就有感应电流．如果电路不闭合，就只有感应电动势而无感应电流． 2．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就相当于电源，导体的电阻相当于电源内阻． 3．感应电流与感应电动势的关系：遵守闭合电路欧姆定律，即I＝． 四、法拉第电磁感应定律 （1）内容：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． （2）公式：E＝n． 1．对法拉第电磁感应定律的理解 2．计算感应电动势的公式有两个：一个是E＝n，一个是E＝Blvsinθ，计算时要能正确选用公式，一般求平均电动势选用E＝n，求瞬时电动势选用E＝Blvsinθ． 3．电磁感应现象中通过导体横截面的电量的计算：由q＝I·△t，I＝，E＝n，可导出电荷量q＝n． 4．导体切割磁感线的情形以及感应电动势 （1）一般情况：运动速度v和磁感线方向夹角为θ，则E＝Blvsinθ。 （2）常用情况：运动速度v和磁感线方向垂直，则E＝Blv。 （3）导体棒在磁场中转动 导体棒以端点为轴，在匀强磁场中垂直于磁感线方向匀速转动产生感应电动势E＝Blv＝Bl2ω（平均速度等于中点位置线速度lω）。 五、电磁感应中的能量类问题 1．电磁感应现象的实质是 其它形式的能转化成电能． 2．感应电流在磁场中受安培力，外力克服安培力做功，将其它形式的能转化为电能，电流做功再将电能转化为其它形式的能． 3．电流做功产生的热量用焦耳定律计算，公式为Q＝I2Rt． 电磁感应中的能量转化问题 1．电磁感应中的能量转化特点 外力克服安培力做功，把机械能或其它能量转化成电能；感应电流通过电路做功又把电能转化成其它形式的能（如内能）．这一功能转化途径可表示为： 2．电能求解思路主要有三种 （1）利用克服安培力做功求解：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：其它形式的能的减少量等于产生的电能． （3）利用电路特征来求解：通过电路中所消耗的电能来计算． 电磁感应定律的内容，可以结合诸多知识点进行考查。在考题中，将与受力分析、电路、磁场、能量等问题相结合，综合考查学生的素养与能力。 本部分所涉及的实验“研究感应电流产生的条件”和“研究磁通量变化时感应电流的方向”将由专题讲义展开。 （建议用时：60分钟） 一、单选题 1．如图，一个正方形导线框以初速v0向右穿过一个有界的匀强磁场。线框两次速度发生变化所用时间分别为t1和t2，以及这两段时间内克服安培力做的功分别为W1和W2，则（　　） A．t1＜t2，W1＜W2 B．t1＜t2，W1＞W2 C．t1＞t2，W1＜W2 D．t1＞t2，W1＞W2 2．如图所示，一平放在光滑水平面上的矩形导体框位于匀强磁场区域内，磁场的磁感应强度大小为 B，方向沿竖直方向，现以恒定速度 v将线框拉出有界的磁场区域。设磁场的边界与线框的一边平行，且线框的总电阻为R，周长为 2l，而其长、宽则可以变化，则外力将线框拉出磁场区域的过程中，线框发热量的最大值为（　　） A． B． C． D．以上答案都不对 3．如图，由某种材