第2章 电磁感应 知识整合与通关（二）(PPT课件)-【满分思维】2026-2027学年高中物理选择性必修第二册配套课件（人教版）

知识整合与通关(二) 1 知识网络构建 本章易错通关 ◆ 新课探究 2 阻碍 导体切割磁感线 有效切割长度 与 知识网络构建 3 自身电流 匝数 铁芯 知识网络构建 4 易错点1 对磁通量变化情况判断错误，不能根据楞次定律正确判断感应电流方向 1.[2025·江西卷] 托卡马克是一种磁约束核聚变装置，其中心柱上的密绕螺线管 线圈 可以驱动附近由电子和离子组成的磁约束等离子体旋转形成等离子体电流， 如图甲所示.当 线圈通以如图乙所示的电流时，产生的等离子体电流方向 (俯视) 为 ( ) A.顺时针 B.逆时针 C.先顺时针后逆时针 D.先逆时针后顺时针 √ 本章易错通关 5 [解析] 给密绕螺线管通以题图乙中所示电流，当电流方向为正时，由右手螺旋 定则可得密绕螺线管内部磁场方向从上端指向下端、外部磁场从下端绕回上端. 假想在磁约束等离子体中存在一绕中心柱的导体回路，穿过该回路的总磁通量 以中心柱内部磁场贡献为主，因为正向电流在减小，总磁通量在减小，根据楞 次定律可判断，磁约束 等离子体中将产生顺时针 方向(俯视)感应电流； 本章易错通关 6 当电流方向为负时，由右手螺旋定则可判定密绕螺线管内部磁场方向从下端指 向上端、外部磁场分布从上端绕回下端，穿过该回路的总磁通量依然以中心柱 内部磁场贡献为主，因为负向电流在增大，总磁通量在增大，根据楞次定律可 判断，磁约束等离子体中仍将产生顺时针方向(俯视)感应电流，A正确. ［错解分析］不理解楞次定律中的因果关系和“阻碍”的含义. 本章易错通关 7 易错点2 不理解法拉第电磁感应定律，误认为 、 、 之间的大小 有必然的联系 2.[2025·甘肃卷] 闭合金属框放置在磁场中，金属框平面始终与磁感线垂直.如图， 磁感应强度随时间按正弦规律变化. 为穿过金属框的磁通量， 为金属框中 的感应电动势，下列说法正确的是( ) A.在内， 和 均随时间增大 B.当与时， 大小相等，方向相同 C.当时， 最大， 为零 D.当时， 和 均为零 √ 本章易错通关 8 [解析] 在时间内，磁感应强度增加，根据可知磁通量 增大，但 是图像的斜率减小，即磁感应强度 的变化率逐渐减小，根据法拉第电磁感应 定律可知，感应电动势逐渐减小，选项A错误；当和 时， 因图像的斜率大小相等，符号相反，可知感应电动势 大小相等，方向相 反，选项B错误；时，最大，则磁通量 最大， 但是的变化率为零，则感应电动势 为零，选项C正 确；时，为零，则磁通量 为零，但是 的变化 率最大，则感应电动势 最大，选项D错误. 本章易错通关 9 ［错解分析］不理解 、 、的大小之间没有必然的联系，， 不一定等于0. 本章易错通关 10 易错点3 求解导体切割磁感线产生的感应电动势时不注意其有效性和相对 性而出现错误 3.(多选)如图所示，光滑水平面上两虚线之间区域内存在垂直于纸面向里的范围 足够大的匀强磁场，磁感应强度大小为.边长为的正方形导线框 沿图示 速度方向进入磁场，当对角线刚进入磁场时线框的速度大小为 ，方向与磁 场边界成 角，若线框的总电阻为 ，则( ) A.刚进入磁场时线框中的感应电流大小为 B.刚进入磁场时线框所受安培力大小为 C.刚进入磁场时两端的电压为 D. 进入磁场后线框中的感应电流逐渐变小 √ √ 本章易错通关 11 [解析] 刚进入磁场时有效的切割长度等于，产生的感应电动势为 ，感 应电流为，方向沿逆时针，故A正确； 边所受的安培力大小为 ，方向垂直斜向下， 边所受的安培力大小为 ，方向垂直 斜向下，线框所受安培力大小 ，故B错误； 两端的电压为 ，故C错误； 进入磁场后，有效切割长度 逐渐减小，感应电动势逐渐减小，感应电流逐渐减小，故 D正确. 本章易错通关 12 ［错解分析］要理解导体垂直切割磁感线时，感应电动势可用求出，式中为导体切割磁感线的有效长度；也要理解中的速度 是导体相对磁场的速度，若磁场也在运动，应注意速度间的相对关系. 本章易错通关 13 易错点4 分析自感现象时忽略线圈 的作用 4.[2025·浙江1月选考] 新能源汽车日趋普及，其能量回收系统可将制动时的动 能回收再利用，当制动过程中回收系统的输出电压 比动力电池所需充电电压 低时，不能直接充入其中.在下列电路中，通过不断打开和闭合开关 ，实 现由低压向高压充电，其中正确的是( ) A. B. C. D. √ 本章易错通关 14 [解析] A图中，由于，则开关闭合后无法充电，断开后 断路，更无法 充电；B图中，开关闭合稳定后，有电流通过线圈，当 断开时，线圈产生自 感电动势，与叠加后的总电压可大于 ，故可以对其充电；C图中，由于 ，开关断开时无法充电，闭合时线圈分流，更无法充电；D图中，由于 ，则开关闭合后无法充电，有电流从上到下通过线圈，当 断开时，线 圈的电流无法通过二极管，故不会对电池充电，故选B. 本章易错通关 15 易错点5 没有弄清电磁感应中不同形式能的转化方向，乱用能量观点列式 5.(多选)如图所示，两根倾斜平行放置的光滑导电轨道，轨道间接有电阻 ，处 于垂直轨道平面的匀强磁场中，一根放置在轨道上的导体棒在拉力 作用下 沿轨道匀速上滑，在上滑的过程中( ) A.作用在 棒上所有力做功的代数和为正 B.拉力和安培力做功的代数和等于 棒机械能的增加量 C.拉力 做功等于回路内能的增加量 D.拉力所做的功等于 棒机械能与回路内能增加量之和 √ √ 本章易错通关 16 [解析] 根据动能定理，所有力做功的代数和等于动能变化量，由于导体棒匀速 运动，动能变化量为0，因此所有力做功的代数和为0，A错误.导体棒的受力包 括拉力、安培力、重力 、支持力(支持力不做功)，机械能的增加量等于 除重力外其他力做的功(功能关系)，即： ，B正确.根据能量守恒 定律，拉力 做的功 (总能量输入)，最终转化为两部分：①导体棒的机械能 (匀速上滑，重力势能增加)；②回路的内能.因此拉力 做 的功等于 棒的机械能与回路内能增加量之和，C错误， D正确. 本章易错通关 17 易错点6 电磁感应中安培力是变力，不会运用动量定理求位移、速度、时 间等物理量 6.(多选)[2025·湖南卷] 如图，关于 轴对称的光滑导轨固定 在水平面内，导轨形状为抛物线，顶点位于 点.一足够长的 金属杆初始位置与轴重合，金属杆的质量为 ，单位长度的 电阻为.整个空间存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为 . 现给金属杆一沿轴正方向的初速度，金属杆运动过程中始终与 轴平行，且 与电阻不计的导轨接触良好.下列说法正确的是( ) 本章易错通关 18 A.金属杆沿轴正方向运动过程中，金属杆中电流沿 轴负方向 B.金属杆可以在沿 轴正方向的恒力作用下做匀速直线运动 C.金属杆停止运动时，与导轨围成的面积为 D.若金属杆的初速度减半，则金属杆停止运动时经过的距离小 于原来的一半 [解析] 根据右手定则可知金属杆沿轴正方向运动过程中，金属杆中电流沿 轴 负方向，故A正确；若金属杆可以在沿轴正方向的恒力 作用下做匀速直线运 动，可知，，可得 ，由于金属杆运 动过程中接入导轨中的长度在变化，故 在变化，故B错误； √ √ 本章易错通关 19 取一微小时间内，设此时金属杆接入导轨中的长度为 ，根据动量定理有 ，同时有 ，联立得 ，对从开始到金属杆停止运动时整个过程累积可得 ，解得此时金属杆与导轨围成的面积为 ，故C正确；若金属杆的初速度减半，根据前面分析 可知当金属杆停止运动时金属杆与导轨围成的面积为 ， 根据抛物线的图像规律可知此时金属杆停止运动时经过的距离 大于原来的一半，故D错误. 本章易错通关 20 ［错解分析］ 导体棒在磁场中所受安培力是变力时，不会分析棒的速度变化，进而不会求电荷量和时间等. 本章易错通关 21 $