2017粤教版高中物理选修第12点《电磁感应现象中的能量问题》精讲精练
第12讲 电磁感应规律及其应用
第12讲 电磁感应规律及其应用考点 考题统计考情分析楞次定律 法拉第电磁感应定律2023·湖北卷T 5、2022·河北卷T 5、2022·广东卷T 4T 10、2022·山东卷T 12本讲主要考查电磁感应的基本规律和方法，熟练应用动力学和能量观点分析并解决电磁感应问题。
主要规律有：楞次定律和法拉第电磁感应定律的理解及应用；电磁感应中的平衡问题；电磁感应中的动力学和能量问题。
本专题选择题和计算题都有可能命题，选择题一般考查楞次定律和法拉第电磁感应定律的应用，题目有一定的综合性，难度中等；计算题主要考查电磁感应规律的综合应用，难度较大。
电磁感应中的电路、图像问题2023·辽宁卷T 4、2022·河北卷T 8、2022·全国乙卷T 24、2022·全国甲卷T 16、2021·辽宁卷T 9、2021·河北卷T 7、2021·广东卷T 10考点一 楞次定律 法拉第电磁感应定律1.感应电流方向的两种判断方法（1）楞次定律：线圈面积不变，磁感应强度发生变化的情形，往往用楞次定律。
（2）右手定则：导体棒切割磁感线的情形往往用右手定则。
2.楞次定律中“阻碍”的四种表现形式 （1）阻碍原磁通量的变化——“增反减同”； （2）阻碍物体间的相对运动——“来拒去留”；（3）使线圈面积有扩大或缩小的趋势——一般情况下为“增缩减扩”； （4）阻碍原电流的变化（自感现象）——一般情况下为“增反减同”。
3.感应电动势的四种求解方法 （1）法拉第电磁感应定律E ＝n ΔΦΔt{S 不变时，E ＝nS ΔBΔtB 不变时，E ＝nBΔS Δt （2）导体棒垂直切割磁感线：E ＝Blv 。
（3）导体棒以一端为圆心在垂直匀强磁场的平面内匀速转动：E ＝12Bl 2ω。
（4）线圈绕与磁场垂直的轴匀速转动（从线圈位于中性面开始计时）：e ＝nBSωsin ωt 。
粤教版高中物理选修3-2：电磁感应现象_课件1
一.磁通量
穿过某一ห้องสมุดไป่ตู้积的磁感线条数，叫做穿过这个面积的磁通量。
B与S垂直 BS
B与S成夹角 BS cos
B
B
二.磁通量的变化
1.B变化 2.S发生变化
如图，线圈在磁场中以bc边为轴转动，分别转过90度，180度，360度， 磁通量变化量分别多大？
三.电磁感应
奥斯特：电产生磁
I
I
电磁感应现象
电磁感应现象
电磁感应现象
N G
S
产生感应电流的方法 1.磁铁运动 2.闭合电路一部分运动 3.磁场变化
动生电流 感生电流
思考：上述三种情况有什么共同特点？
闭合电路中磁通量发生变化
感应电流产生的条件
下列三种情况电路里有没有感应电流产生？
向下运动
向左平移
转动
典型例题
【例1】线圈在长直导线电流的磁场中，做如图的运动：A向右 平动；B向下平动；C绕轴转动(边bc向外)；D从纸面向纸外做 平动，E向上平动(边bc上有个缺口)；则线圈中有感应电流的 是( )
【例2】如图所示，线圈abcd垂直于有界匀强磁场，且其有一 半在磁场中，另一半在磁场外，则下列哪种情况可产生感应 电流：( )
A.以ab边为轴转过60° B.以cd边为轴转过60° C.以ab边为轴转过1800的过程中，一直有感应电流 D.以cd边为轴转过1800的过程中，一直有感应电流
2017届高三物理一轮复习-第九章-电磁感应-第1讲-电磁感应现象-愣次定律课件解析
4
基础知识清单 一、电磁感应现象 1．电磁感应 利用磁场产生电流的现象叫电磁感应；产生的电流叫感应电
流． 2．产生感应电流的条件 感应电流产生的条件是：穿过闭合电路的磁通量发生变化．
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5
【名师点拨】 不论什么情况，只要满足电路闭合和磁通量 发生变化这两个条件，就必然产生感应电流；导体在磁场中做切 割磁感线的运动不是产生感应电流的根本条件，但可以有感应电 动势．
2017届高三物理一轮复习-第 九章-电磁感应-第1讲-电磁感
应现象-愣次定律课件解析
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1
内容 电磁感应现象 磁通量 法拉第电磁感应定律 楞次定律 自感、涡流
要求 Ⅰ Ⅰ Ⅱ Ⅱ Ⅰ
2Байду номын сангаас
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第1讲 电磁感应现象 愣次定律
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3
梳理基础·强化训练
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答案 D
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16
2．(2015·新课标全国Ⅰ)1824 年，法国科学家阿拉果完成了 著名的“圆盘实验”，实验中将一铜圆盘水平放置，在其中心正 上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针，如图所示，实验 中发现，当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时， 磁针也随着一起转动起来，但略有滞后，下列说法正确的是( )
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11
2．右手定则 (1)内容：伸出右手，让磁感线垂直穿过掌心，大拇指指向为 导体的运动方向，四指指向为感应电流的方向．
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(2)理解：右手定则是用来判断部分导体切割磁感线产生感应 电流的方向的．对一部分导线在磁场中切割磁感线产生感应电流 的情况，右手定则和楞次定律的结论是完全一致的，这时，用右 手定则更方便一些．注意电流可以是正电荷运动产生的，也可以 是负电荷运动产生的．
高中物理必修三第十三章电磁感应与电磁波初步考点精题训练(带答案)
高中物理必修三第十三章电磁感应与电磁波初步考点精题训练单选题1、提出电磁场理论的科学家是（）A．法拉第B．麦克斯韦C．赫兹D．安培答案：B提出电磁场理论的科学家是麦克斯韦。
故选B。
2、以下四幅图中，表示等量同种点电荷电场线分布情况的是（）A．B．C．D．答案：AA．A是等量同种点电荷的电场线，A正确；B．B是等量异种点电荷的电场线，B错误；C．C是匀强电场的电场线，C错误；D．D是反向通电导线周围的磁感线，D错误。
故选A。
3、如图所示，金属圆环放在绝缘水平面上，通有沿逆时针（俯视看）方向的恒定电流I1，带有绝缘外皮的长直导线放在圆环上，圆环的圆心在直导线上，直导线中通有向右的恒定电流I2，圆环圆心的正上方的P点的磁感应强度大小为B，此时直导线电流在P点处产生磁场的磁感应强度大小为√3B；若将直导线中的电流减为3零，则P点的磁感应强度大小为（）A．13B B．√23B C．√33B D．√63B答案：D设圆环中电流在P点产生的磁场磁感应强度大小为B1，直导线中电流为I2时在P点产生的磁场磁感应强度大小为B2，根据安培定则可知，两个磁场的磁感应强度垂直，根据题意有√B12+B22=B解得B1=√6 3B故ABC错误，D正确。
故选D。
4、三根相互平行长直导线a、b、c分别从等腰直角三角形三个顶点处垂直穿过纸面且固定，导线中通有大小和方向均相同的恒定电流，如图所示．若b导线中的电流产生的磁场在a、c连线中点O处的磁感应强度大小为B0，则O点处的磁感应强度大小为（）A．√5B0B．√2B0C．3B0D．B0答案：D由安培定则可知，导线a与导线c在O点产生磁场的磁感应强度的矢量和等于零，则O点的磁感应强度大小等于导线b在O点产生的磁感应强度的大小，则O点处的磁感应强度大小为B0，则D正确，ABC错误。
故选D。
5、如图所示，纸面内有两根平行放置的通有同向、等大电流的长直细导线M、N，a、c是关于导线N对称的两点，且a点到导线M的距离大于其到导线N的距离。
高中物理第二章电磁感应与电磁场第三节电磁感应现象的应用课件粤教版选修1-
[例❸] (多选)汽车防抱死制动系统(ABS)由三部分组
成，下列属于该系统的是( )
A．轮速传感器
B．电磁阀
C．漏电开关
D．电子控制模块
分析：汽车防抱死制动系统使轮胎处于临界状态，
即转动与不转动间，防止出现滑动摩擦． 解析：汽车防抱死制动系统(ABS)由三部分组成：轮
速传感器、电磁阀、电子控制模块，故A、B、D正确．
合变压比公式列式分析，属基础题．
[例❷] (多选)如图所示为一台理想变压器，原、副 线圈的匝数分别为 n1＝400 匝，n2＝800 匝，连接导线的 电阻忽略不计，那么可以确定的是( )
A．这是一台降压变压器 B．这是一台升压变压器 C．次级线圈两端的电压是初级线圈两端电压的 2 倍
D．次级线圈两端的电压是初级线圈两端电压的一半 分析：变压器的工作原理是互感现象，变压比公式
解析：根据变压比公式：
U1 U2
＝
n1 n2
，当n1>n2时，是降
压变压器；当n1<n2时，是升压变压器，故A、B正确；
理想变压器不考虑变压器的铜损与铁损，输入功率和输
出功率相等，故C正确；根据变压比公式：
U1 U2
＝
n1 n2
，变
压器的输出电压与副线圈匝数有关，故D错误．
答案：ABC
点评：本题关键是明确变压器的工作原理，同时结
4．ABS 的原理就是在汽车制动过程中，当车轮滑移 率超过稳定界限时，ABS 将自动减小_滚__动___，以减小车 轮制动力，从而减小车轮滑移率；而当车轮滑移率低于稳 定界限时，又自动增加_滚__动___，以增大车轮制动力，从而 增大车轮滑移率，以提高汽车的制动效能和制动时的 _滚__动__．
粤教版高中物理选修第二章第三节《电磁感应现象的应用》word教案
第三节电磁感应现象的应用
教学过程一、新课引入
不同的用电器工作电压不同，少则几伏，多则上万伏，我国的民用交流供电电压是220V，如何给这些用电器供电？
二、新课教学
1、变压器的构造
（1）教师出示可拆式变压器，引导学生观察变压器由几部分构成。
变压器由一个闭合铁芯和两个绕在铁芯上的线圈组成。
（2）出示变压器的结构示意图，画出变压器的电路符号。
2、变压器的工作原理
[演示实验]
将原线圈分别接直流电和交流电，副线圈接负载小灯泡，观察小灯泡是否发光，为什么？
（教师引导学生观察现象，分析现象产生的原因）
（1）互感现象：
在原、副线圈中由于有交变电流而发生的互相感应现象，叫做互感现象。
互感现象是变压器工作的基础。
（2）从能量角度：
原线圈中的电能→铁芯中的磁场能→副线圈中的电能
（3）实际变压器的能量传输关系：
P
入
=P
出
+ P
损
3、理想变压器
（1）理想化条件：
忽略所有能量损失，即原、副线圈电阻不计；铁芯无漏磁；忽略涡流。
（2）功率关系：
（引导学生推导）P
入
=P
出
（3）电压关系：
（引导学生推导）
2
1
2
1
n
n
U
U
[例题1]
一理想变压器如图，n
1
=100匝，n
2
=20匝，在铁芯上套一单匝线圈，。
2017粤教版高中物理选修第12点《电磁感应现象中的能量问题》精讲精练
第12点电磁感应现象中的能量问题电磁感应过程往往涉及多种能量的转化产生和维持感应电流的存在的过程就是其他形式的能量转化为感应电流电能的过程。
在电磁感应现象中,认真分析电磁感应过程中的能量转化，熟练地应用能量转化与守恒定律是求解较复杂的电磁感应问题的常用方法。
1。
过程分析（1)电磁感应现象中产生感应电流的过程,实质上是能量的转化过程.（2)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，因此,要维持感应电流的存在,必须有“外力"克服安培力做功。
此过程中，其他形式的能转化为电能。
“外力"克服安培力做了多少功，就有多少其他形式的能转化为电能.（3)当感应电流通过用电器时，电能又转化为其他形式的能.安培力做功的过程,是电能转化为其他形式能的过程.安培力做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能。
2.解决此类问题的步骤（1)用法拉第电磁感应定律和楞次定律(包括右手定则）确定感应电动势的大小和方向. （2)画出等效电路图，写出回路中电阻消耗的电功率的表达式。
（3）分析导体机械能的变化，用能量守恒关系得到机械功率的改变与回路中电功率的改变所满足的方程,联立求解.说明：在利用能量守恒定律解决电磁感应中的能量问题时,参与转化的能量的种类一定要考虑周全。
哪些能量增加,哪些能量减少，要考虑准确,最后根据所满足的规律列方程分析求解.3.焦耳热Q的两种求解方法Q的两种求法错误!对点例题(双选)如图1所示电路，两根光滑金属导轨平行放置在倾角为θ的斜面上,导轨下端接有电阻R，导轨电阻不计，斜面处在竖直向上的匀强磁场中，电阻可忽略不计的金属棒ab质量为m,受到沿斜面向上且与金属棒垂直的恒力F的作用.金属棒沿导轨匀速下滑,则它在下滑高度h的过程中,以下说法正确的是（)图1A.作用在金属棒上各力的合力做功为零B.重力做的功等于系统产生的电能C.金属棒克服安培力做的功等于电阻R上产生的焦耳热D。
金属棒克服恒力F做的功等于电阻R上产生的焦耳热解题指导根据动能定理，合力做的功等于动能的增量,故A对；重力做的功等于重力势能的减少，重力做的功等于克服F所做的功与产生的电能之和，而克服安培力做的功等于电阻R上产生的焦耳热,所以B、D错，C对.答案AC特别提醒1、电磁感应现象的实质问题是能量的转化与守恒问题，从这个思路出发列方程求解，有时很方便。
高中物理学--电磁感应
（即感应电动势
i
dF d t 按此常规,楞次定律所反映的规律为:
的正负总是与磁通量变化率
的正负相反.
i
i
பைடு நூலகம்
dFF i 与 的正负恒相反. 因为感应电流 与 的正负恒相反,而 又与 同向的缘故).
i
这 是
N匝纯电阻 感感应应电流i与感感应Ii电量感 qi
回路中的 电动
应
应
恒定
用i 解
动 l(v B ) dl 生最初的一道
题
bl2l2l2 c
I
(v )B
x0 B
l1 l1l1 vvv
a 0 vt
t0 B (a )
d
X
2mp0Ix
(例v 6B ) 均垂直向
ac取bbd在c:该:和a(回vbv路iiva和中动生动生2d好2Bp比c)p边 的两d(m(同x个mv00vx0反向I边的0上+BI向B+(v(i串xvx动生ta联d+)td)的)llll1电21)与源l01l.1
回 顾
F 洛仑
+的
(兹属力非 静电 洛 单位正电荷在磁场中运动
受的
功
F
q
q(v .B ) q
v
B
Ek
动生电 动动势生的
大小
为力运i) 动生仑兹力+
lEk dl F (v即B
l(v B ) dl 方 在运动导线上的投
影矢量
i 动 l(v B ) dl 例的4应用
生b
B
i 动 l(v B ) dl
l(v B生si v B )dl c (v B)dl
8
L 义dI为Ldt: 亨利H( H
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第12点电磁感应现象中的能量
问；
电磁感应过程往往涉及多种能虽:的转化
产生和维持感应电流的存在的过程就是其他形式的能量转化为感应电流电能的过程。
在电磁感应现象中，认真分析电磁感应过程中的能量转化，熟练地应用能量转化与守恒左律是求解较复杂的电磁感应问题的常用方法。
1.过程分析
(1)电磁感应现象中产生感应电流的过程,实质上是能量的转化过程.
(2)电磁感应过程中产生的感应电流在磁场中必立受到安培力的作用，因此,要维持感应电流的存在,必须有“外力”克服安培力做功。
此过程中，其他形式的能转化为电能。
“外力"克服安培力做了多少功，就有多少其他形式的能转化为电能.
(3)当感应电流通过用电器时，电能又转化为其他形式的能.安培力做功的过程，是电能转化为英他形式能的过程.安培力做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能。
2.解决此类问题的步骤
(1)用法拉第电磁感应立律和楞次泄律(包括右手左则)确左感应电动势的大小和方向.
(2)画岀等效电路图，写出回路中电阻消耗的电功率的表达式。
(3)分析导体机械能的变化，用能量守恒关系得到机械功率的改变与回路中电功率的改变所满足的方程，联立求解.
说明：在利用能屋守恒左律解决电磁感应中的能呈:问题时，参与转化的能量的种类一立要考虑周全。
哪些能量增加，哪些能疑减少，要考虑准确,最后根据所满足的规律列方程分析求解. 3.焦耳热Q的两种求解方法
Q的两种求法错误！
（双选）如图1所示电路，两根光滑金属导
轨平行放置在倾角为9的斜而上，导轨下端接有电阻R，导轨电阻不计，斜而处在竖直向上的匀强磁场中，电阻可忽略不计的金属棒ab质量为m,受到沿斜而向上且与金属棒垂直的恒力F 的作用.金属棒沿导轨匀速下滑，则它在下滑高度h的过程中，以下说法正确的是（
）
图1
A.作用在金属棒上各力的合力做功为零
B.重力做的功等于系统产生的电能
C.金属棒克服安培力做的功等于电阻R上产生的焦耳热
Do金属棒克服恒力F做的功等于电阻R上产生的焦耳热
解题指导根据动能定理，合力做的功等于动能的增量，故A对；重力做的功等于重力势能的减少，重力做的功等于克服F所做的功与产生的电能之和，而克服安培力做的功等于电阻R上产生的焦耳热，所以B、D错，C对.
答案AC
特别提醒1、电磁感应现象的实质问题是能量的转化与守恒问题，从这个思路出发列方程求解，有时很方便。
2。
通过克服安培力做功可以把其他形式的能转化为电能，电能最终转化为焦耳热。
因此在同一关系式中，克服安培力做的功和产生的焦耳热不能同时出现.
1。
（双选）如图2所示,竖直放置的两根足够长平行金属导轨相距L,导轨间接有一阻值为R 的电阻，质量为m,电阻为r的金属棒与两导轨始终保持垂直并良好接触，且无摩擦，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向与导轨平而垂直，现将金属棒由静止释放，金属棒下落髙度为h时开始做匀速运动，在此过程中（）
图2
A。
导体棒的最大速度为错误！
DI h
B.通过电阻的电荷量为黑
C.导体棒克服安培力做的功等于电阻R上产生的热量
D。
重力和安培力对导体棒做功的代数和等于导体棒动能的增加量
答案BD
解析金属棒由静止释放后，当a=0时，速度最尢即mg-BL错课!=0,解得vm=错诧,
A项错误。
此过程通过电阻的电荷Mq= I At-错误! 错误!，B项正确。
导体棒克服安培力做的功等于整个电路产生的热量,C项错误。
由动能左理知对导体棒有AEk=W重+W 安.D项正确.
2O（双选）两根足够长的光滑导轨竖直放置，间距为L,底端接阻值为R的电阻。
将质量为m 的金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧下端，金属棒和导轨接触良好，导轨所在平而与磁感应强度为B 的匀强磁场垂直，如图3所示.除电阻R外苴余电阻不汁。
现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放。
贝IJ （）
图3
A.金属棒的动能、重力势能与弹簧的弹性势能的总和保持不变
B.金属棒最后将静止，静止时弹簧伸长量为错误！
C.金属棒的速度为v时，所受的安培力大小为F=错误！
D.金属棒最后将静止，电阻R上产生的总热量为mg•罕
答案BC
3.如图4所示,电阻可忽略的光滑平行金属导轨长s=K 15 m,两导轨间距L=O、75 m,导轨倾角为30。
,导轨上端ab接一阻值R=l、5 Q的电阻，磁感应强度B=0、8 T的匀强磁场垂直轨道平而向上。
阻值r=0、5 Q、质量m=0、2 kg的金属棒与轨道垂宜且接触良好，从轨道上端ab 处由静止开始下滑至底端，在此过程中金属棒产生的焦耳热Qr=0、1 J o(取g =10 m/s2)求：
图4
(1)金属棒在此过程中克服安培力做的功W安：
(2)金属棒下滑速度v=2 m/s时的加速度a的大小；
(3)为求金属棒下滑的最大速度vm的大小，有同学解答如下:由动能立理AVG-W^=错误!
... 由此所得结果是否正确？若正确，说明理由并完成本小题：若不正确，给岀正确的
解答.
答案（1） 0、4J （2） 3、2 nVs2 （3）见解析
解析（1）下滑过程中安培力做的功即为电阻上产生的焦耳热，由于R = 3r,
因此QR=3Qr=0、3J
所以⑷安二Q=QR+Qr=0、4J
（2）金属棒下滑时受重力和安培力
F安 = BIL=错误!v
由牛顿第二定律得mgsin 30。
一错误!v=ma
所以a=gsin 30。
一错误!v
=[10x错误!一错误!] m/s2=3、2 m/s2
（3）此解法正确.
金属棒下滑时受重力和安培力作用，满足
mgsin 30。
一错误!v=ma
上式表明，加速度随速度增大而减小，棒做加速度减小的加速运动。
无论最终是否达到匀速, 当棒到达斜面底端时速度一左为最大•由动能左理可以得到棒的最大速度，因此（3）中同学的解法正确.
mgssin 30°—Q=错误!mv错误！
所以vm=错误！
= 错误！m/s=2、74m/s、。