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專題11 電磁感應(yīng)
【高考命題熱點】主要考查有關(guān)右手定則、楞次定律和感應(yīng)電動勢計算（法拉第電磁感應(yīng)定律、）的應(yīng)用型圖像問題和綜合型大題。
【知識清單】
1. 磁通量
（1）定義：穿過磁場中某一平面的磁感線條數(shù)即為該面積的磁通量，簡稱磁通，單位韋伯（Wb）;
（2）計算：
其中為與的夾角，為垂直于方向上的投影面積（有效面積或正對面積）。
當(dāng)時， （勻強磁場且）
高中階段掌握垂直情況即可，即（勻強磁場且）
（3）方向性
磁通量正向穿過某平面和反向穿過該平面，磁通量正負(fù)關(guān)系不同，求合磁通時注意相互
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)電動勢：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：讓磁感線垂直穿過手掌心，大拇指方向與導(dǎo)體運動方向相同，則四指所
由右手定則可判定導(dǎo)體棒中電流方向為，導(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，感應(yīng)電流磁場方向與原磁場方向相反；磁通
量減小時，感應(yīng)電流磁場方向與原磁場方向相同）；
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、楞次定律的實質(zhì)：能量轉(zhuǎn)化與守恒機械能減少轉(zhuǎn)化為電能（上圖中導(dǎo)體棒通
過切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流，即動能減少轉(zhuǎn)化為電能）；
d、用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向：明確原磁場方向回路“增反減同”
感應(yīng)電流磁場方向感應(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（相對運動或回路形變）。
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即從以上兩圖中分析易知：導(dǎo)體棒運動時均受到與運動方向相反的安培力來阻礙
磁通量的變化，即阻礙相對運動，具體表現(xiàn)為“來時拒，去時留”。
4. 法拉第電磁感應(yīng)定律：電磁感應(yīng)中線圈里的感應(yīng)電動勢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)電動勢的計算：
（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)
（導(dǎo)體棒中點為軸垂直磁感線以角速度勻速轉(zhuǎn)動）
（導(dǎo)體棒上某點為軸垂直磁感線以角速度勻速轉(zhuǎn)動，且）
磁場對電流作用：安培力（方向用左手定則判斷）
即
求一段時間內(nèi)流過某負(fù)載的電荷量： （其中）
答案
P40
熱點突破提升練十一
1．在法拉第時代，下列驗證“由磁產(chǎn)生電”設(shè)想的實驗中，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，勻強磁場中有兩個導(dǎo)體圓環(huán)a、b，磁場方向與圓環(huán)所在平面垂直。磁感應(yīng)強度B隨時間均勻增大。兩圓環(huán)半徑之比為2∶1，圓環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢分別為Ea和Eb，不考慮兩圓環(huán)間的相互影響。下列說法正確的是( )
A．Ea∶Eb＝4∶1，感應(yīng)電流均沿逆時針方向
B．Ea∶Eb＝4∶1，感應(yīng)電流均沿順時針方向
C．Ea∶Eb＝2∶1，感應(yīng)電流均沿逆時針方向
D．Ea∶Eb＝2∶1，感應(yīng)電流均沿順時針方向
3．如圖所示，一正方形線圈的匝數(shù)為n，邊長為a，線圈平面與勻強磁場垂直，且一半處在磁場中．在Δt時間內(nèi)，磁感應(yīng)強度的方向不變，大小由B均勻地增大到2B．在此過程中，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為( )
A． B． C． D．
4．如圖，直角三角形金屬框abc放置的勻強磁場中,磁感應(yīng)強度大小為B，方向平行于ab邊向上．當(dāng)金屬框繞ab邊以角速度ω逆時針轉(zhuǎn)動時，a、b、c三點的電勢分別為Ua、Ub、Uc.已 知bc邊的長度為l.下列判斷正確的是( )
A．Ua＞Uc，金屬框中無電流
B．Ub＞Uc，金屬框中電流方向沿abca
C．Ubc＝－Bl2ω，金屬框中無電流
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，向下穿過螺線管，下列說法正確的是( )
A．磁鐵剛離開螺線管時的加速度小于重力加速度
B．通過電阻的電流先由a到b，后由b到a
C．磁鐵減少的重力勢能等于回路產(chǎn)生的熱量
D．a(chǎn)的電勢始終高于b的電勢
6．空間存在豎直向上的勻強磁場，將一個不會變形的單匝金屬圓線圈放入該磁場中，規(guī)定圖甲所示的線圈中的電流方向為正。當(dāng)磁場的磁感應(yīng)強度B隨時間t按圖乙所示的規(guī)律變化時，能正確表示線圈中感應(yīng)電流隨時間變化的圖線是( )
7．如圖甲所示，矩形線圈abcd固定于方向相反的兩個磁場中，兩磁場的分界線OO′恰好把線圈分成對稱的左右兩部分，兩磁場的磁感應(yīng)強度隨時間的變化規(guī)律如圖乙所示，規(guī)定磁場垂直紙面向內(nèi)為正，線圈中感應(yīng)電流逆時針方向為正。則線圈感應(yīng)電流隨時間的變化圖象為( )
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磁場中，磁感應(yīng)強度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)軌向右加速運動，金屬棒的v－x圖象如圖乙所示，若金屬棒與導(dǎo)軌間動摩擦因數(shù)μ＝0.25，則從起點發(fā)生x＝1 m位移的過程中(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磁場中有一U形金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌平面與磁場垂直。
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?，F(xiàn)讓金屬桿PQ突然向右運動，在運動開始的瞬間，關(guān)于感應(yīng)電
流的方向，下列說法正確的是( )
A．PQRS中沿順時針方向，T中沿逆時針方向
B．PQRS中沿順時針方向，T中沿順時針方向
C．PQRS中沿逆時針方向，T中沿逆時針方向
D．PQRS中沿逆時針方向，T中沿順時針方向
10． 兩條平行虛線間存在一勻強磁場，磁感應(yīng)強度方向與紙面垂直。邊長為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動，cd邊于t=0時刻進(jìn)入磁場。線框中感應(yīng)電動勢隨時間變化
的圖線如圖（b）所示（感應(yīng)電流的方向為順時針時，感應(yīng)電動勢取正）。下列說法正確的是( )
A．磁感應(yīng)強度的大小為0.5 T
B．導(dǎo)線框運動速度的大小為0.5m/s
C．磁感應(yīng)強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）可用來探測樣品表面原子尺度上的形貌。為了有效隔離外界振動對STM的擾動，在圓底盤周邊沿其徑向?qū)ΨQ地安裝若干對紫銅薄板，并施加磁場來快速衰減其微小振動，如圖所示。無擾動時，按下列四種方案對紫銅薄板施加恒磁場；出現(xiàn)擾動后，對于紫銅薄板上下及左右振動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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