資源簡介

“電磁感應”二輪復習
回顧 （主干：一類現象、兩個定律）
例題（感悟高考）
1、(2024·廣東卷·4)電磁俘能器可在汽車發動機振動時利用電磁感應發電實現能量回收，結構如圖甲所示。兩對永磁鐵可隨發動機一起上下振動，每對永磁鐵間有水平方向的勻強磁場，磁感應強度大小均為B。磁場中，邊長為L的正方形線圈豎直固定在減震裝置上。某時刻磁場分布與線圈位置如圖乙所示，永磁鐵振動時磁場分界線不會離開線圈。關于圖乙中的線圈，下列說法正確的是 (　　)
A.穿過線圈的磁通量為BL2
B.永磁鐵相對線圈上升越高，線圈中感應電動勢越大
C.永磁鐵相對線圈上升越快，線圈中感應電動勢越小
D.永磁鐵相對線圈下降時，線圈中感應電流的方向為順時針方向
2、(多選)(2022·廣東卷·10)如圖所示，水平地面(Oxy平面)下有一根平行于y軸且通有恒定電流I的長直導線。P、M和N為地面上的三點，P點位于導線正上方，MN平行于y軸，PN平行于x軸。一閉合的圓形金屬線圈，圓心在P點，可沿不同方向以相同的速率做勻速直線運動，運動過程中線圈平面始終與地面平行。下列說法正確的有(　　)
A．N點與M點的磁感應強度大小相等，方向相同
B．線圈沿PN方向運動時，穿過線圈的磁通量不變
C．線圈從P點開始豎直向上運動時，線圈中無感應電流
D．線圈從P到M過程的感應電動勢與從P到N過程的感應電動勢相等
解題反思 電磁感應的小題（基礎題），（廣東卷）考查的角度和內容常為：
梳理：解決電磁感應綜合（大）題方法：做好兩方面分析：電學分析、動力學分析
電磁感應綜合大題中常見的物理量分析（已列出3個量，請完善補充）
電學量 運動學、力學（合稱“動力學”）量 解題觀點
E I F安
3、(2023·廣東卷·14改動)光滑絕緣的水平面上有垂直平面的勻強磁場，磁場被分成區域Ⅰ和Ⅱ，寬度均為h，其俯視圖如圖(a)所示，兩磁場磁感應強度隨時間t的變化如圖(b)所示，0～τ時間內，兩區域磁場恒定，方向相反，磁感應強度大小分別為2B0和B0，一電阻為R，邊長為h的剛性正方形金屬框abcd，平放在水平面上，ab、cd邊與磁場邊界平行。t＝0時，線框ab邊剛好跨過區域Ⅰ的左邊界以速度v向右運動。在τ時刻，ab邊運動到距區域Ⅰ的左邊界處，線框的速度近似為零，此時線框被固定，如圖(a)中的虛線框所示。隨后在τ～2τ時間內，Ⅰ區磁感應強度線性減小到0，Ⅱ區磁場保持不變；2τ～3τ時間內，Ⅱ區磁感應強度也線性減小到0。
求：(1)t＝0時線框所受的安培力F； (2)2τ～3τ時間內，線框中產生的熱量Q
解題反思 電磁感應計算題（中等難度）常見解題注意點有：
三、小試牛刀（靶向訓練）
練1、(2021·廣東卷·10)如圖所示，水平放置足夠長光滑金屬導軌abc和de，ab與de平行，bc是以O為圓心的圓弧導軌，圓弧be左側和扇形Obc內有方向如圖的勻強磁場，金屬桿OP的O端與e點用導線相接，P端與圓弧bc接觸良好，初始時，可滑動的金屬桿MN靜止在平行導軌上，若桿OP繞O點在勻強磁場區內從b到c勻速轉動時，回路中始終有電流，則此過程中，下列說法正確的有(　　)
A．桿OP產生的感應電動勢恒定 C．桿MN做勻加速直線運動
B．桿OP受到的安培力不變 D．桿MN中的電流逐漸減小
變式1、(2024·廣州二模)如圖，水平面內固定有平行長直金屬導軌ab、cd和金屬圓環。金屬桿MN垂直導軌靜止放置，金屬桿OP一端在圓環圓心O處，另一端與圓環接觸良好。水平導軌區域、圓環區域有等大反向的勻強磁場。OP繞O點逆時針勻速轉動，閉合K，待MN勻速運動后，使OP停止轉動并保持靜止。已知磁感應強度大小為B，MN質量為m，OP的角速度為ω，OP長度、MN長度和平行導軌間距均為L，MN和OP的電阻阻值均為r，忽略其余電阻和一切摩擦，
求：(1)閉合K瞬間MN所受安培力大小和方向；
(2)MN勻速運動時的速度大小；
(3)從OP停止轉動到MN停止運動的過程，MN產生的焦耳熱。
練2、(2023·重慶卷·7)如圖所示，與水平面夾角為θ的絕緣斜面上固定有光滑U型金屬導軌。質量為m、電阻為R的導體桿MN沿導軌向下運動，以大小為v的速度進入方向垂直于導軌平面向下的勻強磁場區域，在磁場中運動一段時間t后，速度大小變為2v。運動過程中桿與導軌垂直并接觸良好，導軌的電阻忽略不計，重力加速度為g。桿在磁場中運動的此段時間內（　　）
A．流過桿的感應電流方向從N到M
B．桿沿軌道下滑的距離為
C．流過桿感應電流的平均電功率等于重力的平均功率
D．桿所受安培力的沖量大小為
再問：若已知導軌間距為L，那么桿沿軌道下滑的距離能求嗎？
課堂小結：
課后提升作業1、如圖所示，MN和PQ是兩根足夠長、電阻不計的相互平行、豎直放置的光滑金屬導軌，勻強磁場垂直導軌平面。有質量和電阻的金屬桿，始終與導軌垂直且接觸良好。開始時，將開關S斷開，讓金屬桿由靜止開始下落，經過一段時間后，再將S閉合。金屬桿所受的安培力、下滑時的速度分別用F、v表示；通過金屬桿的電流、電量分別用i、q表示。若從S閉合開始計時，則F、v、i、q分別隨時間t變化的圖像可能正確的是（　　）
A． B．
C． D．
作業2、(多選)如圖所示，在光滑的水平面上有一方向豎直向下的有界勻強磁場。磁場區域的左側，一正方形線框(右邊框平行于磁場邊界)由位置 Ⅰ 以4.5 m/s的初速度垂直于磁場邊界水平向右運動，經過位置 Ⅱ，當運動到位置 Ⅲ 時速度恰為零，此時線框剛好有一半離開磁場區域。線框的邊長小于磁場區域的寬度。若線框進、出磁場的過程中通過線框橫截面的電荷量分別為q1、q2，線框經過位置 Ⅱ 時的速度為v。則下列說法正確的是(　　)
A.q1=q2 B.q1=2q2
C.v=1.0 m/s D.v=1.5 m/s
作業3、如圖，橫截面積為S的N匝線圈，線圈總電阻為R，其軸線與大小均勻變化的勻強磁場B1平行。間距為L的兩平行光滑直軌道PQ、MN足夠長，與水平面的夾角為α，底部連有一阻值為2R的電阻，磁感應強度B2的勻強磁場與軌道平面垂直。K閉合后，質量為m、電阻也為2R的金屬棒ab恰能保持靜止，斷開K之后，金屬棒下降高度h后達到最大速度。金屬棒始終與軌道垂直且連接良好，其余部分電阻不計。重力加速度大小為g。求：
(1)金屬棒ab恰能保持靜止時B1的變化率；
(2)斷開K之后，金屬棒的最大速度的大小；
(3)金屬棒ab從斷開K開始到下降到最大速度的過程中，金屬棒產生的焦耳熱Q。
1、D 2、BD 3、答案　(1)　(2)　(3)mgh-(共20張PPT)
電磁感應
高三物理二輪復習課
近四年廣東高考考情回顧
一類現象，兩個定律
知識回顧
(2024·廣東卷·4)電磁俘能器可在汽車發動機振動時利用電磁感應發電實現能量回收，結構如圖甲所示。兩對永磁鐵可隨發動機一起上下振動，每對永磁鐵間有水平方向的勻強磁場，磁感應強度大小均為B。磁場中，邊長為L的正方形線圈豎直固定在減震裝置上。某時刻磁場分布與線圈位置如圖乙所示，永磁鐵振動時磁場分界線不會離開線圈。關于圖乙中的線圈，下列說法正確的是( )
A.穿過線圈的磁通量為BL2
B.永磁鐵相對線圈上升越高，線圈中感應電動
　勢越大
C.永磁鐵相對線圈上升越快，線圈中感應電動
　勢越小
D.永磁鐵相對線圈下降時，線圈中感應電流的方向為順時針方向
例1
D
(多選)(2022·廣東卷·10)如圖所示，水平地面(Oxy平面)下有一根平行于y軸且通有恒定電流I的長直導線。P、M和N為地面上的三點，P點位于導線正上方，MN平行于y軸，PN平行于x軸。一閉合的圓形金屬線圈，圓心在P點，可沿不同方向以相同的速率做勻速直線運動，運動過程中線圈平面始終與地面平行。下列說法正確的有( )
A.N點與M點的磁感應強度大小相等，方向相同
B.線圈沿PN方向運動時，穿過線圈的磁通量不變
C.線圈從P點開始豎直向上運動時，線圈中無感應電流
D.線圈從P到M過程的感應電動勢與從P到N過程的感應電動勢相等
例2
AC
觀察思考并回答：廣東高考電磁感應選擇題要關注哪些點？
例3
(1)t=0時線框所受的安培力F；
(2)2τ~3τ時間內，線框中產生的熱量Q。
由題圖可知t=0時線框切割磁感線產生的感應電動勢為
E=2B0hv+B0hv=3B0hv
則感應電流大小為
I==
所受的安培力為
F=2B0h+B0h=
方向水平向左；
2τ~3τ時間內，Ⅱ區磁感應強度也線性減小到0，則有E'===
感應電流大小為I'==
則2τ~3τ時間內，線框中產生的熱量為
Q=I'2Rτ=。
解后反思：電磁感應綜合（大題）答題注意點有哪些？
3、小試牛刀
AD
2、(2024·廣東廣州市二模)如圖，水平面內固定有平行長直金屬導軌ab、cd和金屬圓環。金屬桿MN垂直導軌靜止放置，金屬桿OP一端在圓環圓心O處，另一端與圓環接觸良好。水平導軌區域、圓環區域有等大反向的勻強磁場。OP繞O點逆時針勻速轉動，閉合K，待MN勻速運動后，使OP停止轉動并保持靜止。已知磁感應強度大小為B，MN質量為m，OP的角速度為ω，OP長度、MN長度和平行導軌間距均為L，MN和OP的電阻阻值均為r，忽略其余電阻和一切摩擦，求：
(1)閉合K瞬間MN所受安培力大小和方向；
(2)MN勻速運動時的速度大小；
(3)從OP停止轉動到MN停止運動的過程，MN產生的焦耳熱。
當OP繞O點逆時針勻速轉動時，由右手定則可知O點電勢高，OP切割磁感線產生感應電動勢為
E=BωL2
閉合K瞬間，由閉合電路歐姆定律可知，通過MN的電流大小為I==
方向由M到N。則MN所受安培力大小為F=BIL=，由左手定則可知，安培力方向水平向左。
(3)從OP停止轉動到MN停止運動的過程，MN產生的焦耳熱。

(3)從OP停止轉動到MN停止運動的過程，MN產生的焦耳熱。
若已知導軌間距為L，桿的電阻為R，那么桿沿軌道下滑的距離能求嗎？
D
BD
電磁感應
小結
1、磁生電現象 /法拉第電磁感應定律(切割類）/楞次定律(切割類：右手定則）
2、電磁感應綜合（大）題做好兩類分析，基本三個量的分析：E 、I、 F安
3、選擇題注意審題要點（兩定律的自如運用）、大題書寫注意點有哪些？
4、對過往以做的題進行建模歸納，對新情景題進行辨識，輕松破解
設B1的變化率為，線圈中感應電動勢為E=NS
回路中總電阻為R總=R+=2R
金屬棒中電流為I=·=
金屬棒恰能保持靜止，對其受力分析有F安=B2IL=mgsin α
即B2L=mgsin α
解得=；
課后作業
1、D
2、BD
(2)斷開K之后，金屬棒的最大速度的大小；
答案　
斷開K之后，金屬棒做勻速直線運動時速度最大，由平衡條件得B2I'L=mgsin α
由閉合電路的歐姆定律得I'==
解得vm=；
(3)金屬棒ab從斷開K開始到下降到最大速度的過程中，金屬棒產生的焦耳熱Q。
答案　mgh-
金屬棒ab從斷開K開始到下降到最大速度的過程中，由動能定理得mgh-W安克=m
金屬棒產生的焦耳熱Q=W安克=mgh-。

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