14 专题四 第二讲 电磁感应（Word教参）-【优化指导】2024高考物理二轮复习高中总复习·第2轮（新教材）

第二讲　电磁感应 ◎高考命题分析 高考命题研究 四年考向分析 命题主线之 价值引领 1.科学本质、科学态度：以探测气体放电过程的装置、近场通信器件、眼动仪为试题情境，培养学生的学以致用的科学态度、提高探索自然的动力 2.社会责任：以汽车测速、手机无线充电为试题情境，培养学生服务社会的责任感 1.感应电流的产生及方向： 江苏卷(2023)，海南卷(2023)，北京卷(2022) 2.法拉第电磁感应定律 湖北卷(2023)，山东卷(2022)，全国甲卷(2022)，重庆卷(2021)，浙江卷(2022) 3.图像问题： 浙江卷(2023、2021)，全国甲卷(2023)，上海卷(2023)，辽宁卷(2021) 4.动力学问题： 山东卷(2023)，全国甲卷(2021)，全国乙卷(2021) 命题主线之 能力引领 1.物理观念：在楞次定律、右手定则、法拉第电磁感应定律的应用中提升能量的观念、力与运动的观念 2.科学思维：掌握过程分析法、图像法的应用，能解决力与运动、能量的综合性问题，提升综合分析、推理论证、模型构建的能力 [对应学生用书P71]   1．对楞次定律中“阻碍”的理解 (1)阻碍原磁通量的变化——“增反减同”。 (2)阻碍物体间的相对运动——“来拒去留”。 (3)阻碍线圈面积的变化——“增缩减扩”。 (4)阻碍原电流的变化(自感现象)——“增反减同”。 2．求感应电动势大小的三种方法 (1)磁通量变化型： E＝ (2)平动切割型：E＝Blv。 (3)转动切割型：E＝Bl2ω。 3．求电荷量的三种方法 (1)q＝It(式中I为回路中的恒定电流，t为时间) (2)q＝n (其中R为回路电阻，ΔΦ为穿过闭合回路的磁通量变化量) (3)Δq＝CBLΔv(式中C为电容器的电容，B为匀强磁场的磁感应强度，L为导体棒切割磁感线的长度，Δv为导体棒切割速度的变化量) [诠释题]　(2023·江苏卷)如图所示，圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，OC导体棒的O端位于圆心，棒的中点A位于磁场区域的边缘。现使导体棒绕O点在纸面内逆时针转动。O、A、C点电势分别为φO、φA、φC，则(　　) A．φO>φC　　　　 B．φC>φA C．φO＝φA D．φO－φA＝φA－φC A　解析：导体棒OA段转动切割磁感线，相当于电源，则根据右手定则可知φO>φA，其中导体棒AC段不在磁场中，不切割磁感线，不产生感应电动势，则φA＝φC，则φO>φC，A正确，B、C错误；根据以上分析可知φO－φA>0，φA－φC＝0，则φO－φA>φA－φC，D错误。 [对应学生用书P71] 分析电磁感应电路的思维 1．确定等效电源：感应电动势、内阻； 2．分析外电路：串并联关系，画出等效电路图； 3．选用规律解析：串并联规律、部分和闭合电路欧姆定律、电功和电功率规律等。 [例1]　(多选)(2022·山东卷)如图所示，Oxy平面的第一、三象限内以坐标原点O为圆心、半径为L的扇形区域充满方向垂直于纸面向外的匀强磁场。边长为L的正方形金属框绕其始终在O点的顶点，在Oxy平面内以角速度ω顺时针匀速转动。t＝0时刻，金属框开始进入第一象限。不考虑自感影响，关于金属框中感应电动势E随时间t变化规律的描述正确的是(　　) A.在t＝0到t＝的过程中，E一直增大 B．在t＝0到t＝的过程中，E先增大后减小 C．在t＝0到t＝的过程中，E的变化率一直增大 D．在t＝0到t＝的过程中，E的变化率一直减小 ：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 BC　解析：如图所示，金属框切割磁感线的有效长度为d，根据转动切割磁感线产生的感应电动势公式有E＝Bd2ω，从图中可以看出在t＝0到t＝的过程中，d是先增大到L，再减小到L，所以电动势E先增大后减小，A错误，B正确；在t＝0到t＝的过程中，d＝，感应电动势的表达式可写为E＝Bd2ω＝，由表达式可以看出在t＝0到t＝的过程中，E的变化率一直增大，C正确，D错误。 [练1]　(2022·全国甲卷)三个用同样的细导线做成的刚性闭合线框，正方形线框的边长与圆线框的直径相等，圆线框的半径与正六边形线框的边长相等，如图所示。把它们放入磁感应强度随时间线性变化的同一个匀强磁场中，线框所在平面均与磁场方向垂直，正方形、圆形和正六边形线框中感应电流的大小分别为I1、I2和I3。则(　　) A．I1<I3<I2　　　　　 B．I1>I3>I2 C．I1＝I2>I3 D．I1＝I2＝I3 C　解析：设圆线框的半径为r，则由题意可知正方形线框的边长为2r，正六边形线框的边长为r。正方形线框的周长和所围面积分别为C1＝8r，S1＝4r2，圆线框的周长和所围面积分别为C2＝2πr，S2＝πr2