专题11电磁感应【高考命题热点】主要考查有关右手定则、楞次定律和感应电动势计算（法拉第电磁感应定律、）的应用型图像问题和综合型大题。【知识清单】1.磁通量（1）定义：穿过磁场中某一平面的磁感线条数即为该面积的磁通量，简称磁通，单位韦伯（Wb）;（2）计算：其中为与的夹角，为垂直于方向上的投影面积（有效面积或正对面积）。当时，（匀强磁场且）高中阶段掌握垂直情况即可，即（匀强磁场且）（3）方向性磁通量正向穿过某平面和反向穿过该平面，磁通量正负关系不同，求合磁通时注意相互抵消后剩余的磁通量。（4）磁通量的变化2.电磁感应现象产生条件（1）感应电流：闭合电路的磁通量发生改变，即电路闭合且存在；（2）感应电动势：只要电路磁通量发生变化即可，即部分电路或导体充当电源。3.判断感应电流方向的方法（1）右手定则：让磁感线垂直穿过手掌心，大拇指方向与导体运动方向相同，则四指所由右手定则可判定导体棒中电流方向为，导体棒充当电源，电源内部电流方向：负极→正极；电源外部电流方向：正极→负极，形成闭合回路。即端为正极，端为负极；由左手定则可知导体棒所受安培力方向水平向左（假设水平导轨光滑）。指方向即为感应电流的方向。××××××××××××××××××-7-\n（2）楞次定律①表述一：感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化；注：a、“增反减同”（磁通量增大时，感应电流磁场方向与原磁场方向相反；磁通量减小时，感应电流磁场方向与原磁场方向相同）；b、阻碍并非阻止，电路中磁通量还是在变化，阻碍只是延缓其变化；c、楞次定律的实质：能量转化与守恒机械能减少转化为电能（上图中导体棒通过切割磁感线产生感应电流，即动能减少转化为电能）；d、用楞次定律判断感应电流方向：明确原磁场方向回路“增反减同”感应电流磁场方向感应电流方向②表述二：感应电流的效果就是反抗引起感应电流的原因（相对运动或回路形变）。××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××即从以上两图中分析易知：导体棒运动时均受到与运动方向相反的安培力来阻碍磁通量的变化，即阻碍相对运动，具体表现为“来时拒，去时留”。4.法拉第电磁感应定律：电磁感应中线圈里的感应电动势与线圈磁通量变化率成正比。即，其中：线圈匝数；：磁通量变化率。5.感应电动势的计算：（1）（法拉第电磁感应定律）（2）（导体棒切割磁感线，且B、L、互相两两垂直，电流方向用右手定则或楞次定律判定）（3）(导体棒一端为轴垂直磁感线以角速度匀速转动)（导体棒中点为轴垂直磁感线以角速度匀速转动）（导体棒上某点为轴垂直磁感线以角速度匀速转动，且）磁场对电流作用：安培力（方向用左手定则判断）即-7-\n求一段时间内流过某负载的电荷量：（其中）答案P40热点突破提升练十一1．在法拉第时代，下列验证“由磁产生电”设想的实验中，能观察到感应电流的是( )A．将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路，然后观察电流表的变化B．在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈，然后观察电流表的变化C．将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接，往线圈中插入条形磁铁后，再到相邻房间去观察电流表的变化D．绕在同一铁环上的两个线圈，分别接电源和电流表，在给线圈通电或断电的瞬间，观察电流表的变化2．如图所示，匀强磁场中有两个导体圆环a、b，磁场方向与圆环所在平面垂直。磁感应强度B随时间均匀增大。两圆环半径之比为2∶1，圆环中产生的感应电动势分别为Ea和Eb，不考虑两圆环间的相互影响。下列说法正确的是( )A．Ea∶Eb＝4∶1，感应电流均沿逆时针方向B．Ea∶Eb＝4∶1，感应电流均沿顺时针方向C．Ea∶Eb＝2∶1，感应电流均沿逆时针方向D．Ea∶Eb＝2∶1，感应电流均沿顺时针方向3．如图所示，一正方形线圈的匝数为n，边长为a，线圈平面与匀强磁场垂直，且一半处在磁场中．在Δt时间内，磁感应强度的方向不变，大小由B均匀地增大到2B．在此过程中，线圈中产生的感应电动势为( )A．B．C．D．4．如图，直角三角形金属框abc放置的匀强磁场中,磁感应强度大小为B-7-\n，方向平行于ab边向上．当金属框绕ab边以角速度ω逆时针转动时，a、b、c三点的电势分别为Ua、Ub、Uc.已知bc边的长度为l.下列判断正确的是( )A．Ua＞Uc，金属框中无电流B．Ub＞Uc，金属框中电流方向沿abcaC．Ubc＝－Bl2ω，金属框中无电流D．Ubc＝Bl2ω，金属框中电流方向沿acba5．如图所示，螺线管与电阻R相连，磁铁从螺线管的正上方由静止释放，向下穿过螺线管，下列说法正确的是( )A．磁铁刚离开螺线管时的加速度小于重力加速度B．通过电阻的电流先由a到b，后由b到aC．磁铁减少的重力势能等于回路产生的热量D．a的电势始终高于b的电势6．空间存在竖直向上的匀强磁场，将一个不会变形的单匝金属圆线圈放入该磁场中，规定图甲所示的线圈中的电流方向为正。当磁场的磁感应强度B随时间t按图乙所示的规律变化时，能正确表示线圈中感应电流随时间变化的图线是( )7．如图甲所示，矩形线圈abcd固定于方向相反的两个磁场中，两磁场的分界线OO′恰好把线圈分成对称的左右两部分，两磁场的磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示，规定磁场垂直纸面向内为正，线圈中感应电流逆时针方向为正。则线圈感应电流随时间的变化图象为( )-7-\n8．如图甲所示，左侧接有定值电阻R＝2Ω的水平粗糙导轨处于垂直纸面向外的匀强磁场中，磁感应强度B＝1T，导轨间距L＝1m。一质量m＝2kg，阻值r＝2Ω的金属棒在水平拉力F作用下由静止开始从CD处沿导轨向右加速运动，金属棒的v－x图象如图乙所示，若金属棒与导轨间动摩擦因数μ＝0.25，则从起点发生x＝1m位移的过程中(g＝10m/s2)( )A．金属棒克服安培力做的功W1＝0.5JB．金属棒克服摩擦力做的功W2＝4JC．整个系统产生的总热量Q＝4.25JD．拉力做的功W＝9.25J9.如图，在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一U形金属导轨，导轨平面与磁场垂直。金属杆PQ置于导轨上并与导轨形成闭合回路PQRS，一圆环形金属线框T位于回路围成的区域内，线框与导轨共面。现让金属杆PQ突然向右运动，在运动开始的瞬间，关于感应电流的方向，下列说法正确的是( )A．PQRS中沿顺时针方向，T中沿逆时针方向B．PQRS中沿顺时针方向，T中沿顺时针方向C．PQRS中沿逆时针方向，T中沿逆时针方向D．PQRS中沿逆时针方向，T中沿顺时针方向10．两条平行虚线间存在一匀强磁场，磁感应强度方向与纸面垂直。边长为0.1m、总电阻为0.005Ω的正方形导线框abcd位于纸面内，cd边与磁场边界平行，如图（a）所示。已知导线框一直向右做匀速直线运动，cd边于t=0时刻进入磁场。线框中感应电动势随时间变化的图线如图（b）所示（感应电流的方向为顺时针时，感应电动势取正）。下列说法正确的是( )-7-\nA．磁感应强度的大小为0.5TB．导线框运动速度的大小为0.5m/sC．磁感应强度的方向垂直于纸面向外D．在t=0.4s至t=0.6s这段时间内，导线框所受的安培力大小为0.1N11.扫描隧道显微镜（STM）可用来探测样品表面原子尺度上的形貌。为了有效隔离外界振动对STM的扰动，在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板，并施加磁场来快速衰减其微小振动，如图所示。无扰动时，按下列四种方案对紫铜薄板施加恒磁场；出现扰动后，对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有效的方案是( )12.(多选)在如图甲所示的电路中，电阻R1＝R2＝2R，圆形金属线圈半径为r1，线圈导线的电阻为R，半径为r2(r2<r1)的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图乙所示，图线与横、纵轴的交点坐标分别为t0和B0，其余导线的电阻不计，闭合S，至t1时刻，电路中的电流已稳定，下列说法正确的是( )A．电容器上极板带正电B．电容器下极板带正电C．线圈两端的电压为D．线圈两端的电压为13．(多选)如图所示，固定在绝缘水平面上的光滑平行金属导轨，间距为L，右端接有阻值为R的电阻，空间存在方向竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场。质量为m、电阻为2R的导体棒ab与固定绝缘弹簧相连，放在导轨上，并与导轨接触良好。初始时刻，弹簧处于自然长度。给导体棒水平向右的初速度v0，导体棒往复运动一段时间后静止，不计导轨电阻，下列说法中正确的是( )-7-\nA．导体棒每次向右运动的过程中受到的安培力均逐渐减小B．导体棒速度为v0时其两端的电压为BLv0C．导体棒开始运动后速度第一次为零时，弹簧的弹性势能为mvD．在金属棒整个运动过程中，电阻R上产生的焦耳热为mv14．(多选)如图两根足够长光滑平行金属导轨PP′、QQ′倾斜放置，匀强磁场垂直于导轨平面向上，导轨的上端与水平放置的两金属板M、N相连，板间距离足够大，板间有一带电微粒，金属棒ab水平跨放在导轨上，下滑过程中与导轨接触良好。现在同时由静止释放带电微粒和金属棒ab，则( )A．金属棒ab一直加速下滑B．金属棒ab最终可能匀速下滑C．金属棒ab下滑过程中M板电势高于N板电势D．带电微粒可能先向N板运动后向M板运动15.(多选)如图所示，两根足够长的光滑金属导轨竖直放置，底端接电阻R，轻弹簧上端固定，下端悬挂质量为m的金属棒，金属棒和导轨接触良好。除电阻R外，其余电阻不计。导轨处于匀强磁场中，磁场方向垂直导轨所在平面。静止时金属棒位于A处，此时弹簧的伸长量为Δl，弹性势能为Ep。重力加速度大小为g。将金属棒从弹簧原长位置由静止释放，金属棒在运动过程中始终保持水平，则( )A．当金属棒的速度最大时，弹簧的伸长量为ΔlB．电阻R上产生的总热量等于mgΔl－EpC．金属棒第一次到达A处时，其加速度方向向下D．金属棒第一次下降过程通过电阻R的电荷量比第一次上升过程的多-7-
