新课标高考物理二轮复习：专题六《电磁感应与电路》

【专题六】电磁感应与电路

【考情分析】

电磁感应在高考中占有非常重要的地位，是电磁学中最为重要的内容，也是高考的热点之一。电磁感应是讨论其他形式能转化为电能的特点和规律；电路问题主要是讨论电能在电路中传输、分配并通过用电器转化成其他形式能的特点和规律。这里不但有电磁感应过程中感应电流大小和方向的判定及计算，更有力学知识在电磁感应问题中的综合应用问题。而在这些综合问题中，往往需要运用牛顿第二定律、动量定理、动量守恒定律、功能关系、动能定理及能量守恒定律，并结合闭合电路的计算等物理规律及基本方法进行，而上述规律及方法又都是中学物理学的重点所在，是高考的热点和重点，必须引起足够的重视.

【知识交汇】

1、我们知道，不论用什么方法，只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就有感应电流电流产生，这也是产生感应电流的唯一条件。根据磁通量计算公式??BScos?可见，引起磁通量发生变化的原因一般有磁场磁感应强度B变化、闭合回路的面积S变化、夹角?变化等等。这里必须注意是“穿过闭合电路的磁通量发生变化”，因而当某时刻穿过闭合电路的磁通量为零时，电路中仍可能有感应电流。

电磁感应现象的实质是产生感应电动势，如果回路闭合，则有感应电流；当回路不闭合时，则只有

感应电动势，而无感应电流。

2、楞次定律的基本内容是：感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化,这就是楞次定律．楞次定律解决的是感应电流的方向问题，感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，而不是阻碍引起感应电流的磁场．“阻碍”不是“相反”，“阻碍”既不是阻碍原磁场，也不是阻碍原来的磁通量，而是指感应电流的磁场阻碍原磁场磁通量的增加或减少。“阻碍”不仅有“反抗”的含义，还有“补偿”的含义，即反抗磁通量的增加，补偿磁通量的减少。“阻碍”不是“阻止”，而只是延缓了原磁通的变化，电路中的磁通量还是在变化的。例如，当原磁通量增加时，虽有感应电流的磁场的阻碍，磁通量还是在增加，只是增加的慢一点而已！

由于此定律所牵涉的物理量和物理规律较多，只有对原磁场方向、原磁通量变化情况、感应电流的磁场方向、以及安培定则和右手螺旋定则进行正确的判定和使用，才能得到正确的感应电流的方向．

3、理解楞次定律的内涵,其关键之处在于对“阻碍”二字的理解,这里的阻碍有两层含义，一是感应电流磁场阻碍了原磁场的变化，二是磁场对感应电流的作用力阻碍了导体与磁场的相对运动，这两种表述实质上是等价的。

楞次定律的第二种表述是，感应电流产生的效果，总要反．抗．引起感应电流的原因，它反映了感应电流产生的机械效果——反抗。由楞次定律可知，感应电流的“效果”总是反抗引起感应电流的“原因”，深刻理解“反抗”的含义.据“反抗”原则，可直接对运动趋势作出判断，更简捷、迅速.

一般判断机械效果宜用第二种表述形式，应用这种表述形式判断机械效果的步骤是，先找出引起感应电流的原因（如磁通量变化、相对运动等），再来确定阻碍方式（如阻碍磁通量变化，阻碍相对运动等）。

4、电磁感应的过程实质上是不同形式能量转化的过程，电磁感应过程中产生的感应电流在磁场中必定受到安培力的作用，而要维持安培力存在，必须有其它力克服安培力做功，即其它形式的能转化为电能。克服安培力做多少功，就有多少其它形式的能转化为电能。当感应电流通过用电器，电能又转化为内能。由此可见该过程中的能量转化特点为：机械能其它能?电能?内能（焦耳热）。因此，在处理有关电磁感应的内能问题时，可以通过能量守恒定律进行。求解的基本思路是，首先进行正确的受力分析，判断哪些力做功，并确定是正功还是负功，进而明确有哪些形式的能量参与转化，哪增哪减，最后根据能量守恒定律列出方程求解． 【思想方法】 【例1】如图所示，当滑动变阻器滑动触头向左移动时，右边导轨上导体棒MN向右移动，则a、b两点和c、d两点电势关系是 （ ） A．C．?a??b?a??b?c??d B．?a??b?c??d D．?a??b?c??d ?c??d 【解析】滑动变阻器滑动触头向左移动时，变阻器连入电路的电阻增加，使得变压器初级线圈电流减小，通过铁芯的磁通量减小，则在次级线圈中产生感应电流. 由于导体棒MN向右移动，则根据左手定则容易判断导体棒中电流向下，则有?c??d，进一步由安培定则可知此时右边线圈中磁场方向向上；根据楞次定律可以判断左边线圈中磁场方向应该是向下的，同样由安培定则可知左边线圈中电流是从b点进入的，即有?b??a，因此本题正确答案为C． 【例2】如图所示为两个同心闭合线圈的俯视图，若内线圈通有图示方向的电流I1，则当I1增大时，外线圈中的感应电流I2的方向及I2受到的安培力F方向分别是：（ ） A. I2顺时针方向，F沿半径指向圆心 B. I2顺时针方向，F沿半径背离圆心向外； C. I2逆时针方向，F沿半径指向圆心； D. I2逆时针方向，F沿半径背离圆心向外 【解析】当小线圈中通有如图所示的电流I1时，大线圈内含有内磁场和外磁场，且合磁场方向指向纸里。当小线圈中电流增强内的合磁通会增大，因此大线圈中的磁通要阻碍它的增加，产生小线圈中的时，大线圈的感应电流的磁场方向指向纸外，故大线圈中的感应电流方向沿逆时针方向。当大线圈面积变大时，它包含的小线圈的外磁通会变大，从而可以抵消小线圈内部的磁通，故可以阻碍大线圈内磁通量的增加，故大线圈面积要变大，它受到的安培力F应背离圆心向外，如图所示。故本题答案选D。 【例3】如图所示，等腰三角形内分布有垂直于纸面向外的匀强磁场，它的底边在x轴上且长为2L，高为L。

L。纸面内一边长为L的正方形导线框沿x轴正方向做匀速直线运动穿过匀强磁场区域，在t=0时刻恰好位于图中所示的位置。以顺时针方向为导线框中电流的正方向，在下面四幅图中能够正确表示电流—位移（I—x）关系的是 （ ） 【解析】线圈向x轴正方向运动L位移的过程中，有效切割长度均匀增加；在位移大于L且小于2L的过程中，线圈右边有效切割长度均匀减小，线圈左边有效切割长度均匀增加，因此整个线圈有效切割长度减小，且变化率为前一段时间的两倍；在位移大于2L且小于3L的过程中，与第一段运动中线圈产生的感应电流等大反向，故A对。 【例4】两根相距为L的足够长的金属直角导轨如图所示放置，它们各有一边在同一水平内，另一边垂直于水平面。质量均为m的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路，杆与导轨之间的动摩擦因数均为μ，导轨电阻不计，回路总电阻为2R。整个装置处于磁感应强度大小为B,方向竖直向上的匀强磁场中。当ab杆在平行于水平导轨的拉力F作用下以速度V1沿导轨匀速运动时，cd杆也正好以速度V2向下匀速运动。重力加速度为g。以下说法正确的是 （ ） B2L2V1A.ab杆所受拉力F的大小为μmg+； B.cd杆所受摩擦力为零； 2RC.回路中的电流强度为BL(V1?V2)2Rmg； D.μ与V1大小的关系为μ=22 2RBLV1【解析】 cd杆的速度方向与磁感应强度平行，只有ab杆运动使回路内的磁通量发生变化。根据闭合电路的欧姆定律及法拉第电磁感应定律 I?E2RE?BLv1 BLv1 2R乙所示。 则回路中电流 I?ab杆和cd受力分别如图甲、由图甲可知：水平受力平衡 竖直受力平衡 N1?mg

F?F安?f1

又f1??N1 F安?BIl B2L2v1 由以上各式可得拉力 …… 此处隐藏：2954字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……