专题12 电磁感应（讲义）--【高频考点解密】2024年高考物理二轮复习高频考点追踪与预测（江苏专用）

专题12　电磁感应 01专题网络·思维脑图 1 02考情分析·解密高考 2 03高频考点·以考定法 2 2 一、楞次定律和法拉第电磁感应定律的应用 2 二、电磁感应的相关图像问题 3 三、电磁感应中的动力学问题 3 四、电磁感应中的能量和动量问题 4 4 7 考向1：感应电流方向的判断 7 考向2：法拉第电磁感应定律的综合应用 7 考向3：电磁感应中的能量转化问题 9 04核心素养·难点突破 10 05创新好题·轻松练 16 新情境1：与生产生活相关 16 新情境2：与前沿科技、迁移创新相结合 18 考点内容 要求 学习目标 楞次定律和法拉第电磁感应定律的应用 II 1. 掌握楞次定律和电磁感应定律判断感应电流的方法； 2. 理解并区分电磁感应中的各种图像问题； 3. 掌握电磁感应中的动力学、能量和动量问题。 电磁感应的相关图像问题 II 电磁感应中的动力学问题 II 电磁感应中的能量和动量问题 II 一、楞次定律和法拉第电磁感应定律的应用 1．感应电流方向的判断方法 （1）右手定则，即根据导体在磁场中做切割磁感线运动的情况进行判断。 （2）楞次定律，即根据穿过闭合回路的磁通量的变化情况进行判断。 2．楞次定律中“阻碍”的主要表现形式 （1）阻碍原磁通量的变化——“增反减同”“增离减靠”。 （2）阻碍导体与磁场的相对运动——“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．感应电动势大小的计算 情景图 研究对象 回路（不一定闭合） 一段直导线（或等效直导线） 绕一端转动的一段导体棒 绕位于线框平面内且与B垂直的轴转动的导线框 表达式 E＝n E＝Blv E＝Bl2ω 从图示时刻计时e＝NBSωcos ωt 二、电磁感应的相关图像问题 1．解决电磁感应图像问题的一般步骤 （1）明确图像的种类，即是B­t图还是Φ­t图，或者E­t图、I­t图、F­t图、v­t图、E­x图、I­x图等。 （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）画图像或判断图像。 2．电磁感应图像问题的两个常用分析方法 （1）排除法：定性地分析每一个过程中物理量的变化（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，把握三个关注，排除错误的选项。 注：注意过程或阶段的选取，一般进磁场或出磁场、磁通量最大或最小、有效切割长度最大或最小等是分段的关键点。 （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像作出分析和判断。 三、电磁感应中的动力学问题 1．导体棒切割磁感线的运动过程分析 导体棒一般不是做匀变速运动，而是经历一个动态变化过程再趋于一个稳定状态。动态分析的基本思路如下： 2．电磁感应中动力学问题的分析思路 四、电磁感应中的能量和动量问题 1．电磁感应中求焦耳热的三种方法 2．动量定理在电磁感应现象中的应用 导体棒或金属框在感应电流所引起的安培力作用下做非匀变速直线运动时，安培力的冲量为：，通过导体棒或金属框的电荷量为：q＝Δt＝Δt＝nΔt＝n，磁通量变化量：ΔΦ＝BΔS＝Blx。如果安培力是导体棒或金属框受到的合力，则I安＝mv2－mv1。 当题目中涉及速度v、电荷量q、运动时间t、运动位移x时用动量定理求解更方便。 3．动量守恒定律在电磁感应现象中的应用 在双金属棒切割磁感线的系统中，双金属棒和导轨构成闭合回路，如果两安培力等大反向，且它们受到的其他外力的合力为0，则满足动量守恒条件，运用动量守恒定律求解比较方便。 【典例1】（多选）（2023·河北·高考真题）如图，绝缘水平面上四根完全相同的光滑金属杆围成矩形，彼此接触良好，匀强磁场方向竖直向下。金属杆2、3固定不动，1、4同时沿图箭头方向移动，移动过程中金属杆所围成的矩形周长保持不变。当金属杆移动到图位置时，金属杆所围面积与初始时相同。在此过程中（　　） A．金属杆所围回路中电流方向保持不变 B．通过金属杆截面的电荷量随时间均匀增加 C．金属杆1所受安培力方向与运动方向先相同后相反 D．金属杆4所受安培力方向与运动方向先相反后相同 【典例2】（2023·福建·统考高考真题）如图，M、N是两根固定在水平面内的光滑平行金属导轨，导轨足够长且电阻可忽略不计；导轨间有一垂直于水平面向下的匀强磁场，其左边界垂直于导轨；阻值恒定的两均匀金属棒a、b均垂直于导轨放置，b始终固定。a以一定初速度进入磁场，此后运动过程中始