高考物理二轮复习专题09电磁感应及综合应用教学案含解析34页

专题 09 电磁感应及综合应用
电磁感应是电磁学中最为重要的内容，也是高考命题频率最高的内容之一。题型多为选
择题、计算题。主要考查电磁感应、楞次定律、法拉第电磁感应定律、自感等知识。本部分
知识多结合电学、力学部分出压轴题，其命题形式主要是电磁感应与电路规律的综合应用、
电磁感应与力学规律的综合应用、电磁感应与能量守恒的综合应用。复习中要熟练掌握感应
电流的产生条件、感应电流方向的判断、感应电动势的计算，还要掌握本部分内容与力学、
能量的综合问题的分析求解方法。预测 2015年的高考基础试题重点考查法拉第电磁感应定律
及楞次定律和电路等效问题．综合试题还是涉及到力和运动、动量守恒、能量守恒、电路分
析、安培力等力学和电学知识．主要的类型有滑轨类问题、线圈穿越有界磁场的问题、电磁
感应图象的问题等．此除日光灯原理、磁悬浮原理、电磁阻尼、超导技术这些在实际中有广
泛的应用问题也要引起重视。
一、法拉第电磁感应定律
法拉第电磁感应定律的内容是感应电动势的大小与穿过回路的磁通量的变化率成正
比．在具体问题的分析中，针对不同形式的电磁感应过程，法拉第电磁感应定律也相应有不
同的表达式或计算式．
磁通量变化的形式 表达式 备注
通过 n 匝线圈内的磁通量发
生变化
E＝n·
ΔΦ
Δt
(1)当 S不变时，E＝nS·
ΔB
Δt
(2)当 B不变时，E＝nB·
ΔS
Δt
导体垂直切割磁感线运动 E＝BLv 当 v∥B时，E＝0
导体绕过一端且垂直于
磁场方向的转轴匀速转动
E＝
1
2
BL2ω

线圈绕垂直于磁场方向
的转轴匀速转动
E＝nBSω·
sinωt
当线圈平行于磁感线时，E 最大为 E
＝nBSω，当线圈平行于中性面时，E＝0
二、楞次定律与左手定则、右手定则
1．左手定则与右手定则的区别：判断感应电流用右手定则，判断受力用左手定则．
2．应用楞次定律的关键是区分两个磁场：引起感应电流的磁场和感应电流产生的磁
场．感应电流产生的磁场总是阻碍引起感应电流的磁场的磁通量的变化，“阻碍”的结果是延
缓了磁通量的变化，同时伴随着能量的转化．
3．楞次定律中“阻碍”的表现形式：阻碍磁通量的变化(增反减同)，阻碍相对运动(来
拒去留)，阻碍线圈面积变化(增缩减扩)，阻碍本身电流的变化(自感现象)．
三、电磁感应与电路的综合
电磁感应与电路的综合是高考的一个热点内容，两者的核心内容与联系主线如图 4－12－
1所示：
1．产生电磁感应现象的电路通常是一个闭合电路，产生电动势的那一部分电路相当于电
源，产生的感应电动势就是电源的电动势，在“电源”内部电流的流向是从“电源”的负极
流向正极，该部分电路两端的电压即路端电压，U＝
R
R＋r
E.
2．在电磁感应现象中，电路产生的电功率等于内外电路消耗的功率之和．若为纯电阻电
路，则产生的电能将全部转化为内能；若为非纯电阻电路，则产生的电能除了一部分转化为
内能，还有一部分能量转化为其他能，但整个过程能量守恒．能量转化与守恒往往是电磁感

应与电路问题的命题主线，抓住这条主线也就是抓住了解题的关键．在闭合电路的部分导体
切割磁感线产生感应电流的问题中，机械能转化为电能，导体棒克服安培力做的功等于电路
中产生的电能．
说明：求解部分导体切割磁感线产生的感应电动势时，要区别平均电动势和瞬时电动势，
切割磁感线的等效长度等于导线两端点的连线在运动方向上的投影．
考点一 对楞次定律和电磁感应图像问题的考查
例 1、如图 1所示，直角坐标系 xOy的二、四象限有垂直坐标系向里的匀强磁场，磁感应
强度大小均为 B，在第三象限有垂直坐标系向外的匀强磁场，磁感应强度大小为 2B.现将半径
为 L、圆心角为 90°的扇形闭合导线框 OPQ在外力作用下以恒定角速度绕 O点在纸面内沿逆
时针方向匀速转动．t＝0时刻线框在图示位置，设电流逆时针方向为正方向．则下列关于导
线框中的电流随时间变化的图线，正确的是(  )
图 1

答案 B
【变式探究】如图 2所示，在线圈上端放置一盛有冷水的金属杯，现接通交流电源，过
了几分钟，杯内的水沸腾起来．若要缩短上述加热时间，下列措施可行的有(  )
图 2
A．增加线圈的匝数
B...