宁晋中学高三物理“五为”教学提纲
编号：二轮复习---专题六---001
第1课时电磁感应
高考命题点命题轨迹情境图
20151卷19,2卷15
15(1)19题
2016
2卷20,3卷21
15(2)15题16(2)20题
16(3)21题
1卷18,
2017
2卷20,3卷15
楞次定律和法拉第电磁感应定律的
1卷17、19,
应用
2018
2卷18,3卷20
17(3)15题
17(1)18题
17(2)20题
18(1)17题
18(1)19题
2019
1卷20,3卷14
18(2)18题
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18(3)20题
19(1)20题
电磁感应中动力学问题分析
2016
1卷24,2卷24
16(1)24题
16(2)24题
电磁感应中的动力学和能量问题
16(3)25题
2016
3卷25
1．楞次定律中“阻碍”的表现(1)阻碍磁通量的变化(2)阻碍物体间的
(增反减同)．
(来拒去留)．
(增缩减扩)．
(3)使线圈面积有扩大或缩小的趋势(4)阻碍
的变化(自感现象)．
2．感应电动势的计算(1)法拉第电磁感应定律：
ΔΦ
，常用于计算感应电动势的E＝nΔt
B①若B变，而S不变，则E＝nΔS；ΔtS②若S变，而B不变，则E＝nBΔ.Δt(2)导体棒垂直切割磁感线：(3)如图所示，导体棒
E＝Blv，主要用于求感应电动势的
值．
Oa围绕棒的一端
E＝1Bl2ω.
2
O在垂直匀强磁场的平面内做匀速圆周运动而切割磁
感线，产生的感应电动势
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3．感应电荷量的计算：回路中磁通量发生变化时，在Δt时间内迁移的电荷量R和
(感应电荷量)
ΔΦΔΦ为q＝I·Δt＝E·Δt＝n·Δt＝n.可见，q仅由回路电阻
RRΔtR生磁通量变化的时间
Δt无关．
的变化量ΔΦ决定，与发
4．电磁感应电路中产生的焦耳热当电路中电流恒定时，可用
计算．
计算；当电路中电流变化时，则用功能关系或
解决感应电路综合问题的一般思路是“先电后力”，即：
1．“源”的分析——分析电路中由电磁感应所产生的“电源”，求出电源参数
E和r；
2．“路”的分析——分析电路结构，弄清串、并联关系，求出相关部分的电流大小，以便求解安培力；
3．“力”的分析——分析研究对象(通常是金属棒、导体、线圈等所受的安培力；
接着进行“运动状态”的分析4．“动量”和“能量”的分析
——根据力和运动的关系，建立正确的运动模型；——寻找电磁感应过程和研究对象的运动过程中，
.
其能量转化
)的受力情况，尤其注意其
和守恒的关系，并判断系统动量是否守恒
1．判断感应电流方向的两种方法
(1)利用右手定则，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)利用楞次定律，即根据穿过闭合回路的磁通量的变化情况进行判断．2．求感应电动势的两种方法
ΔΦ
，用来计算感应电动势的平均值，常用来求解电荷量．(1)E＝nΔt(2)E＝Blv或E＝Blω，主要用来计算感应电动势的瞬时值．
2例1
如图所示是某研究性学习小组的同学设计的电梯坠落的应急安全装置，
在电梯挂厢上
1
2
安装永久磁铁，并在电梯的井壁上铺设线圈，这样可以在电梯突然坠落时减小对人员的伤害．关于该装置，下列说法正确的是
(
)
A．当电梯突然坠落时，该安全装置可使电梯停在空中B．当电梯坠落至永久磁铁在图示位置时，闭合线圈C．当电梯坠落至永久磁铁在图示位置时，只有闭合线圈D．当电梯坠落至永久磁铁在图示位置时，只有闭合线圈拓展训练1
A、B中的电流方向相反
A在阻碍电梯下落B在阻碍电梯下落
(多选)现在人们可以利用无线充电板为手机充电，如图所示为充电原理图，充
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电板接交流电源，对充电板供电，充电板内的送电线圈可产生交变磁场，从而使手机内的受电线圈产生交变电流，再经整流电路转变成直流电后对手机电池充电．若在某段时间内，磁场垂直于受电线圈平面向上穿过线圈，其磁感应强度均匀增加．下列说法正确的是A．c点电势高于d点电势B．c点电势低于d点电势C．感应电流方向由D．感应电流方向由例2
c→受电线圈→dd→受电线圈→c
(
)
(多选)(2019·全国卷Ⅰ·20)空间存在一方向与纸面垂直、大小随时间变化的匀强磁场，
ρ、横截面积为S，将该导线做成半
(a)所示；磁感)
其边界如图(a)中虚线MN所示．一硬质细导线的电阻率为径为r的圆环固定在纸面内，圆心
O在MN上．t＝0时磁感应强度的方向如图
应强度B随时间t的变化关系如图(b)所示．则在t＝0到t＝t1的时间间隔内(A．圆环所受安培力的方向始终不变B．圆环中的感应电流始终沿顺时针方向C．圆环中的感应电流大小为D．圆环中的感应电动势大小为拓展训练2
B0rS4t0ρB0πr
4t0
2
同一平面内固定有一长直导线PQ和一带缺口的刚性金属圆环，在圆环的缺口
MN连接，如图Q到P为电流的正方
两端引出两根导线，分别与两块垂直于圆环所在平面固定放置的平行金属板甲所示．导线PQ中通有正弦交变电流向，则在1～2s内(
)
i，i的变化如图乙所示，规定从
A．M板带正电，且电荷量增加B．M板带正电，且电荷量减小C．M板带负电，且电荷量增加D．M板带负电，且电荷量减小拓展训练3
(多选)如图甲所示，单匝正方形导线框固定在匀强磁场中，磁感线方向与导线
其中B0、t0均为已知量．已)
框所在平面垂直，磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示，知导线框的边长为
L，总电阻为R，则下列说法中正确的是
B02L32Rt0
badcb
2B0L2R
(
A．t0时刻，ab边受到的安培力大小为
B．0～t0时间内，导线框中电流的方向始终为C．0～t0时间内，通过导线框某横截面的电荷量为
B02L44Rt0
D．0～t0时间内，导线框产生的热量为
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例3相距L＝1.5m的足够长金属导轨竖直放置，质量为m1＝1kg的金属棒ab和质量为
(a)所示，虚线上
ab
m2＝0.27kg的金属棒cd均通过棒两端的套环水平地套在金属导轨上，如图
方磁场方向垂直纸面向里，虚线下方磁场方向竖直向下，两处磁场磁感应强度大小相同．棒光滑，cd棒与导轨间的动摩擦因数为在方向竖直向上，大小按图
μ＝0.75，两棒总电阻为
1.8Ω，导轨电阻不计，ab棒
(b)所示规律变化的外力F作用下，从静止开始，沿导轨匀加速运
动，同时cd棒也由静止释放(取g＝10m/s2)．
(1)求磁感应强度B的大小和ab棒加速度大小；
(2)已知在2s内外力F做功40J，求这一过程中两金属棒产生的总焦耳热；(3)判断cd棒将做怎样的运动，求出cd棒所受摩擦力随时间变化的图象．
cd棒达到最大速度所需的时间
t0，并在图(c)中定性画出
拓展训练4(多选)如图，倾角为θ的光滑斜面上存在着两个磁感应强度大小相同的匀强磁
L.一个质量为m，
ab边在下部磁场运动过程
场，其方向一个垂直于斜面向上，一个垂直于斜面向下，它们的宽度均为边长也为L的正方形线框以速度中再次出现匀速运动．重力加速度为
v进入上部磁场恰好做匀速运动，
g，则(
)adcba
gsinθ14
A．在ab进入上部磁场过程中的电流方向为B．当ab边刚越过边界
ff′时，线框的加速度为
C．ab边进入下部磁场再次做匀速运动的速度为D．从ab边进入磁场到
v
ab边进入下部磁场再次做匀速运动的过程
中，减少的动能等于线框中产生的焦耳热
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1．电荷量的求解：电荷量q＝IΔt，其中I必须是电流的平均值．由ΔΦ联立可得q＝n，与时间无关．
R总2．求解焦耳热Q的三种方法
2
(1)焦耳定律：Q＝IRt.
ΔΦ，I＝E，q＝IΔtE＝nΔtR总
(2)功能关系：Q＝W克服安培力．(3)能量转化：Q＝ΔE3．用到的物理规律：例4
其他能的减少量．
匀变速直线运动的规律、牛顿运动定律、动能定理、能量守恒定律等．
如图甲所示，斜面倾角为θ＝37°，一宽为d＝0.65m的有界匀强磁场垂直于斜面向上，
磁场边界与斜面底边平行．在斜面上由静止释放一矩形金属线框，线框沿斜面下滑，下边与磁场边界保持平行．取斜面底部水平面为重力势能零势能面，从线框开始运动到恰好完全进入磁场的过程中，线框的机械能知线框的质量为
E和位移x之间的关系如图乙所示，图中①、②均为直线段．已
－
2，sin37°m＝0.1kg，电阻为R＝0.06Ω.(取g＝10m·ｓ＝0.6，cos37°＝0.8)
求：(1)线框与斜面间的动摩擦因数μ；
t；Pm.
(2)线框刚进入磁场到恰好完全进入磁场所用的时间(3)线框穿越磁场的过程中，线框中的最大电功率
拓展训练5如图所示，两个平行光滑金属导轨AB、CD固定在水平地面上，其间距L＝
0.5m，左端接有阻值金属杆的质量
R＝3Ω的定值电阻．一根长度与导轨间距相等的金属杆放置于导轨上，
磁感应强度大小
B＝4T
m＝0.2kg，电阻r＝2Ω，整个装置处在方向竖直向下、
的匀强磁场中，t＝0时刻，在MN上加一与金属杆垂直，方向水平向右的外力静止开始以a＝2m/s2的加速度向右做匀加速直线运动，杆与导轨始终垂直且接触良好．(1)1s末外力F的大小；(2)撤去外力F后的过程中，电阻
R上产生的焦耳热．
F，金属杆由
2s末撤去外力F，运动过程中金属
)求：
(不计导轨和连接导线的电阻，导轨足够长
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拓展训练6如图所示，水平放置的应强度大小为
U形导轨足够长，置于方向竖直向上的匀强磁场中，磁感
B＝5T，导轨宽度L＝0.4m，左侧与R＝0.5Ω的定值电阻连接，右侧有导体棒
ab质量m＝2.0kg，电阻r＝0.5Ω，与导轨的动摩擦因数
ab在大小为10N的水平外力F作用下，由静止开始g＝10m/s2.求：
ab垂直导轨跨放在导轨上，导体棒μ＝0.2，其余电阻可忽略不计．导体棒
运动了x＝40cm后，速度达到最大，取(1)导体棒ab运动的最大速度；
(2)当导体棒ab的速度v＝1m/s时，导体棒ab的加速度的大小；(3)导体棒ab由静止达到最大速度的过程中，电阻
R上产生的热量．
【迁移学习】(限时40分钟)
1.(多选)如图，两条水平光滑金属导轨固定在电磁铁两磁极之间，导轨两端杆L垂直导轨放置．闭合开关
S，下列判断正确的是
(
)
a、b断开，金属
A．电磁铁两磁极之间的磁场方向向下B．若给金属杆向左的初速度，则C．若a、b间接导线，向下移动滑片
a点电势高于b点
P，则金属杆向左运动
D．若a、b间接直流电源，a接正极、b接负极，则金属杆向左运动2.(多选)如图所示，一根长导线弯曲成“环C，环与导线处于同一竖直平面内．在电流A．金属环中无感应电流产生B．金属环中有逆时针方向的感应电流C．悬挂金属环D．悬挂金属环
C的竖直线的拉力大于环的重力C的竖直线的拉力小于环的重力
”形，通以直流电I，正中间用绝缘线悬挂一金属
I增大的过程中，正确的是
(
)
3．(多选)如图甲所示，在足够长的光滑的斜面上放置着金属线框，垂直于斜面方向的匀强磁场的磁感应强度
B随时间t的变化规律如图乙所示
(规定垂直斜面向上为正方向
(
)
)．t＝0时刻
将线框由静止释放，在线框下滑的过程中，下列说法正确的是A．线框中产生大小、方向周期性变化的电流B．MN边受到的安培力先减小后增大
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C．线框做匀加速直线运动
D．线框中产生的焦耳热等于其机械能的损失4.如图所示，某小组利用电流传感器
(接入电脑，图中未画出
)记录灯泡A和自感元件L构成
i2表示自感
的并联电路在断电瞬间各支路电流随时间的变化情况，
i1表示小灯泡中的电流，
(
)
元件中的电流(已知开关S闭合时i2>i1)，则下列图象中正确的是
5．如图甲所示，边长为点处开有一个小口，
L＝0.1m的10匝正方形线框abcd处在变化的磁场中，在线框d端
d、e用导线连接到一个定值电阻上，线框中的磁场随时间的变化情况如
)，下列说法正确的是
(
)
图乙所示(规定垂直纸面向外为磁场的正方向
A．t＝3s时线框中的磁通量为0.03WbB．t＝4s时线框中的感应电流大小为零D．t＝8s时通过线框中的电流沿逆时针方向
C．t＝5s时通过线框中的电流将反向
6.(多选)边长为L的正三角形金属线框处于匀强磁场中，开始时线框平面与磁场垂直，磁场的磁感应强度为
B，让线框以AB边为轴以角速度ω在磁场中匀速转过
0
180°的过程中，则(
)
A．穿过线框导线横截面的电荷量为B．线框中的感应电流方向先沿C．线框中的平均感应电动势为
ACBA后沿ABCA3ωBL
2π6BLω8
L，导轨电阻不计，下端
PQ接有阻值为R
22
D．线框中感应电动势的有效值为
7.(多选)如图所示，两根平行光滑金属导轨间距为的电阻，导轨平面与水平面的夹角为向上的匀强磁场中．一质量为轨上，静止时导体棒处于导轨的
θ，且处在磁感应强度大小为B、方向垂直于导轨平面斜
m、接入电路的电阻也为R的导体棒与固定弹簧相连后放在导
k，弹簧的中心轴线与导轨
MN处．已知弹簧的劲度系数为
平行．现将导体棒从弹簧处于自然长度时由静止释放，整个运动过程中导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触．则下列说法中正确的是A．当导体棒沿导轨向下运动时流过电阻B．当导体棒的速度最大时，弹簧的伸长量为C．导体棒最终静止时弹簧的弹性势能为
(
)
P到Q
R的电流方向为由
mgsinθ
k
Ep，则导体棒从开始运动
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到停止运动的过程中，回路中产生的焦耳热为
m2g2sin2θ
－Ep
k
BLv2mR
a、
22
D．若导体棒第一次运动到MN处时速度为v，则此时导体棒的加速度大小为
8.如图所示，在倾角θ＝37°的光滑绝缘斜面内有两个质量分别为4m和m的正方形导线框
b，电阻均为R，边长均为l；它们分别系在一跨过两个轻质定滑轮的轻绳两端，在两导线框之间有一方向垂直斜面向下、宽度为
2l的匀强磁场区域，磁感应强度大小为
B；开始时，线
l.现
框b的上边框与匀强磁场的下边界重合，线框将系统由静止释放，线框
a的下边框到匀强磁场的上边界的距离为
a恰好匀速穿越磁场区域．不计滑轮摩擦和空气阻力，重力加速度
为g，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.求：(1)线框a穿出磁场区域时的电流大小；(2)线框a穿越磁场区域时的速度大小；(3)线框b进入磁场过程中产生的焦耳热．
9．如图甲所示，ACD是固定在水平面上的半径为2r、圆心为O的金属半圆弧导轨，EF是
半径为r、圆心也为O的半圆弧，在半圆弧轨平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为
EF与导轨ACD之间的半圆环区域内存在垂直导B，B随时间t变化的图象如图乙所示．
OA间接
有电阻P，金属杆OM可绕O点转动，M端与轨道接触良好，为R，其余电阻不计．
π
1＝的(1)0～t0时间内，OM杆固定在与OA夹角为θ3位置不动，求这段时间内通过电阻小和方向；
P的感应电流大
金属杆OM与电阻P的阻值均
(2)t0～2t0时间内，OM杆在外力作用下以恒定的角速度逆时针转动，OC位置，求电阻
P在这段时间内产生的焦耳热
Q；
π
2t0时转过角度θ2＝到
3
(3)2t0～3t0时间内，OM杆仍在外力作用下以恒定的角速度逆时针转动，若2t0时匀强磁场开始变化，使得
3t0时转到OD位置，
B随时间t变化
2t0～3t0时间内回路中始终无感应电流，求
的关系式，并在图乙中补画出这段时间内的大致图象．
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