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專題11 電磁感應(yīng)
【高考命題熱點(diǎn)】主要考查有關(guān)右手定則、楞次定律和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)計(jì)算（法拉第電磁感應(yīng)定律、）的應(yīng)用型圖像問(wèn)題和綜合型大題。
【知識(shí)清單】
1. 磁通量
（1）定義：穿過(guò)磁場(chǎng)中某一平面的磁感線條數(shù)即為該面積的磁通量，簡(jiǎn)稱磁通，單位韋伯（Wb）;
（2）計(jì)算：
其中為與的夾角，為垂直于方向上的投影面積（有效面積或正對(duì)面積）。
當(dāng)時(shí)， （勻強(qiáng)磁場(chǎng)且）
高中階段掌握垂直情況即可，即（勻強(qiáng)磁場(chǎng)且）
（3）方向性
磁通量正向穿過(guò)某平面和反向穿過(guò)該平面，磁通量正負(fù)關(guān)系不同，求合磁通時(shí)注意相互
抵消后剩余的磁通量。
（4）磁通量的變化
2. 電磁感應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生條件
（1）感應(yīng)電流：閉合電路的磁通量發(fā)生改變，即電路閉合且存在；
（2）感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：只要電路磁通量發(fā)生變化即可，即部分電路或?qū)w充當(dāng)電源。
3. 判斷感應(yīng)電流方向的方法
（1）右手定則：讓磁感線垂直穿過(guò)手掌心，大拇指方向與導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向相同，則四指所
由右手定則可判定導(dǎo)體棒中電流方向?yàn)?，?dǎo)體棒充當(dāng)電源，電源內(nèi)部電流方向：負(fù)極→正極；電源外部電流方向：正極→負(fù)極，形成閉合回路。即端為正極，端為負(fù)極；由左手定則可知導(dǎo)體棒所受安培力方向水平向左（假設(shè)水平導(dǎo)軌光滑）。
指方向即為感應(yīng)電流的方向。
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（2）楞次定律
①表述一：感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化；
注：a、“增反減同”（磁通量增大時(shí)，感應(yīng)電流磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相反；磁通
量減小時(shí)，感應(yīng)電流磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相同）；
b、阻礙并非阻止，電路中磁通量還是在變化，阻礙只是延緩其變化；
c、楞次定律的實(shí)質(zhì)：能量轉(zhuǎn)化與守恒機(jī)械能減少轉(zhuǎn)化為電能（上圖中導(dǎo)體棒通
過(guò)切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流，即動(dòng)能減少轉(zhuǎn)化為電能）；
d、用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向：明確原磁場(chǎng)方向回路“增反減同”
感應(yīng)電流磁場(chǎng)方向感應(yīng)電流方向
②表述二：感應(yīng)電流的效果就是反抗引起感應(yīng)電流的原因（相對(duì)運(yùn)動(dòng)或回路形變）。
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即從以上兩圖中分析易知：導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)時(shí)均受到與運(yùn)動(dòng)方向相反的安培力來(lái)阻礙
磁通量的變化，即阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)，具體表現(xiàn)為“來(lái)時(shí)拒，去時(shí)留”。
4. 法拉第電磁感應(yīng)定律：電磁感應(yīng)中線圈里的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與線圈磁通量變化率成正比。
即，其中：線圈匝數(shù)；：磁通量變化率。
5. 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算：
（1）（法拉第電磁感應(yīng)定律）
（2） （導(dǎo)體棒切割磁感線，且B、L、互相兩兩垂直，電流方向用右手定則或
楞次定律判定）
（3） (導(dǎo)體棒一端為軸垂直磁感線以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng))
（導(dǎo)體棒中點(diǎn)為軸垂直磁感線以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)）
（導(dǎo)體棒上某點(diǎn)為軸垂直磁感線以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，且）
磁場(chǎng)對(duì)電流作用：安培力（方向用左手定則判斷）
即
求一段時(shí)間內(nèi)流過(guò)某負(fù)載的電荷量： （其中）
答案
P40
熱點(diǎn)突破提升練十一
1．在法拉第時(shí)代，下列驗(yàn)證“由磁產(chǎn)生電”設(shè)想的實(shí)驗(yàn)中，能觀察到感應(yīng)電流的是( )
A．將繞在磁鐵上的線圈與電流表組成一閉合回路，然后觀察電流表的變化
B．在一通電線圈旁放置一連有電流表的閉合線圈，然后觀察電流表的變化
C．將一房間內(nèi)的線圈兩端與相鄰房間的電流表連接，往線圈中插入條形磁鐵后，再到相鄰房間去觀察電流表的變化
D．繞在同一鐵環(huán)上的兩個(gè)線圈，分別接電源和電流表，在給線圈通電或斷電的瞬間，觀察電流表的變化
2．如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有兩個(gè)導(dǎo)體圓環(huán)a、b，磁場(chǎng)方向與圓環(huán)所在平面垂直。磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間均勻增大。兩圓環(huán)半徑之比為2∶1，圓環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)分別為Ea和Eb，不考慮兩圓環(huán)間的相互影響。下列說(shuō)法正確的是( )
A．Ea∶Eb＝4∶1，感應(yīng)電流均沿逆時(shí)針?lè)较?
B．Ea∶Eb＝4∶1，感應(yīng)電流均沿順時(shí)針?lè)较?
C．Ea∶Eb＝2∶1，感應(yīng)電流均沿逆時(shí)針?lè)较?
D．Ea∶Eb＝2∶1，感應(yīng)電流均沿順時(shí)針?lè)较?
3．如圖所示，一正方形線圈的匝數(shù)為n，邊長(zhǎng)為a，線圈平面與勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直，且一半處在磁場(chǎng)中．在Δt時(shí)間內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向不變，大小由B均勻地增大到2B．在此過(guò)程中，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為( )
A． B． C． D．
4．如圖，直角三角形金屬框abc放置的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向平行于ab邊向上．當(dāng)金屬框繞ab邊以角速度ω逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，a、b、c三點(diǎn)的電勢(shì)分別為Ua、Ub、Uc.已 知bc邊的長(zhǎng)度為l.下列判斷正確的是( )
A．Ua＞Uc，金屬框中無(wú)電流
B．Ub＞Uc，金屬框中電流方向沿abca
C．Ubc＝－Bl2ω，金屬框中無(wú)電流
D．Ubc＝Bl2ω，金屬框中電流方向沿acba
5．如圖所示，螺線管與電阻R相連，磁鐵從螺線管的正上方由靜止釋放，向下穿過(guò)螺線管，下列說(shuō)法正確的是( )
A．磁鐵剛離開螺線管時(shí)的加速度小于重力加速度
B．通過(guò)電阻的電流先由a到b，后由b到a
C．磁鐵減少的重力勢(shì)能等于回路產(chǎn)生的熱量
D．a(chǎn)的電勢(shì)始終高于b的電勢(shì)
6．空間存在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，將一個(gè)不會(huì)變形的單匝金屬圓線圈放入該磁場(chǎng)中，規(guī)定圖甲所示的線圈中的電流方向?yàn)檎．?dāng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t按圖乙所示的規(guī)律變化時(shí)，能正確表示線圈中感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的圖線是( )
7．如圖甲所示，矩形線圈abcd固定于方向相反的兩個(gè)磁場(chǎng)中，兩磁場(chǎng)的分界線OO′恰好把線圈分成對(duì)稱的左右兩部分，兩磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖乙所示，規(guī)定磁場(chǎng)垂直紙面向內(nèi)為正，線圈中感應(yīng)電流逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)檎?。則線圈感應(yīng)電流隨時(shí)間的變化圖象為( )
8．如圖甲所示，左側(cè)接有定值電阻R＝2 Ω的水平粗糙導(dǎo)軌處于垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝1 T，導(dǎo)軌間距L＝1 m。一質(zhì)量m＝2 kg，阻值r＝2 Ω的金屬棒在水平拉力F作用下由靜止開始從CD處沿導(dǎo)軌向右加速運(yùn)動(dòng)，金屬棒的v－x圖象如圖乙所示，若金屬棒與導(dǎo)軌間動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.25，則從起點(diǎn)發(fā)生x＝1 m位移的過(guò)程中(g＝10 m/s2)( )
A．金屬棒克服安培力做的功W1＝0.5 J
B．金屬棒克服摩擦力做的功W2＝4 J
C．整個(gè)系統(tǒng)產(chǎn)生的總熱量Q＝4.25 J
D．拉力做的功W＝9.25 J
9. 如圖，在方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一U形金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌平面與磁場(chǎng)垂直。
金屬桿PQ置于導(dǎo)軌上并與導(dǎo)軌形成閉合回路PQRS，一圓環(huán)形金屬線框T位于回路圍成的
區(qū)域內(nèi)，線框與導(dǎo)軌共面。現(xiàn)讓金屬桿PQ突然向右運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)開始的瞬間，關(guān)于感應(yīng)電
流的方向，下列說(shuō)法正確的是( )
A．PQRS中沿順時(shí)針?lè)较颍琓中沿逆時(shí)針?lè)较?
B．PQRS中沿順時(shí)針?lè)较?，T中沿順時(shí)針?lè)较?
C．PQRS中沿逆時(shí)針?lè)较?，T中沿逆時(shí)針?lè)较?
D．PQRS中沿逆時(shí)針?lè)较?，T中沿順時(shí)針?lè)较?
10． 兩條平行虛線間存在一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向與紙面垂直。邊長(zhǎng)為0.1 m、總電阻
為0.005 Ω的正方形導(dǎo)線框abcd位于紙面內(nèi)，cd邊與磁場(chǎng)邊界平行，如圖（a）所示。已知
導(dǎo)線框一直向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，cd邊于t=0時(shí)刻進(jìn)入磁場(chǎng)。線框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化
的圖線如圖（b）所示（感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)取正）。下列說(shuō)法正確的是( )
A．磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為0.5 T
B．導(dǎo)線框運(yùn)動(dòng)速度的大小為0.5m/s
C．磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直于紙面向外
D．在t=0.4 s至t=0.6 s這段時(shí)間內(nèi)，導(dǎo)線框所受的安培力大小為0.1 N
11. 掃描隧道顯微鏡（STM）可用來(lái)探測(cè)樣品表面原子尺度上的形貌。為了有效隔離外界振動(dòng)對(duì)STM的擾動(dòng)，在圓底盤周邊沿其徑向?qū)ΨQ地安裝若干對(duì)紫銅薄板，并施加磁場(chǎng)來(lái)快速衰減其微小振動(dòng)，如圖所示。無(wú)擾動(dòng)時(shí)，按下列四種方案對(duì)紫銅薄板施加恒磁場(chǎng)；出現(xiàn)擾動(dòng)后，對(duì)于紫銅薄板上下及左右振動(dòng)的衰減最有效的方案是( )
12.(多選)在如圖甲所示的電路中，電阻R1＝R2＝2R，圓形金屬線圈半徑為r1，線圈導(dǎo)線的電阻為R，半徑為r2(r2
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