高考物理二轮复习专题四电路与电磁感应第二讲电磁感应课件（42页PPT）

(共42张PPT)
专题四　电路与电磁感应
第二讲　电磁感应
1．知能网络
2．拓展规律
(1)对楞次定律中“阻碍”的理解
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阻碍线圈面积的变化——“增缩减扩”。
④阻碍原电流的变化(自感现象)——“增反减同”。
热点题型1　楞次定律、法拉第电磁感应定律
分析电磁感应电路的思维
(1)确定等效电源：感应电动势、内阻；
(2)分析外电路：串并联关系，画出等效电路图；
(3)选用规律解答：串并联规律、部分和闭合电路欧姆定律、电功和电功率规律等。
[例1] (多选)(2025·黑吉辽蒙卷)如图所示，“└”形导线框置于磁感应强度大小为B、水平向右的匀强磁场中。线框相邻两边均互相垂直，各边长均为l。线框绕b、e所在直线以角速度ω顺时针匀速转动，be与磁场方向垂直。t＝0时，abef与水平面平行，则 (　　)
A．t＝0时，电流方向为abcdefa
B．t＝0时，感应电动势为Bl2ω
AB
解析：
直导体棒转动切割磁感线的情境
练1 (2024·广东卷)电磁俘能器可在汽车发动机振动时利用电磁感应发电实现能量回收，结构如图甲所示。两对永磁铁可随发动机一起上下振动，每对永磁铁间有水平方向的匀强磁场，磁感应强度大小均为B。磁场中，边长为L的正方形线圈竖直固定在减震装置上。某时刻磁场分布与线圈位置如图乙所示，永磁铁振动时磁场分界线不会离开线圈。关于图乙中的线圈，下列说法正确的是 (　　)
D
A．穿过线圈的磁通量为BL2
B．永磁铁相对线圈上升越高，线圈中感应电动势越大
C．永磁铁相对线圈上升越快，线圈中感应电动势越小
D．永磁铁相对线圈下降时，线圈中感应电流的方向为顺时针方向
解析：
根据图乙可知此时穿过线圈的磁通量为0，A错误；根据法拉第电磁感应定律可知永磁铁相对线圈上升越快，磁通量变化越快，线圈中感应电动势越大，B、C错误；永磁铁相对线圈下降时，根据安培定则可知线圈中感应电流的方向为顺时针方向，D正确。
练2 (2025·陕晋青宁卷)电磁压缩法是当前产生超强磁场的主要方法之一，其原理如图所示，在钢制线圈内同轴放置可压缩的铜环，其内已“注入”一个初级磁场，当钢制线圈与电容器组接通时，在极短时间内钢制线圈中的电流从零增加到几兆安培，铜环迅速向内压缩，使初级磁场的磁感线被“浓缩”，在直径为几毫米的铜环区域内磁感应强度可达几百特斯拉。此过程，铜环中的感应电流 (　　)
B
A．与钢制线圈中的电流大小几乎相等且方向相同
B．与钢制线圈中的电流大小几乎相等且方向相反
C．远小于钢制线圈中的电流大小且方向相同
D．远小于钢制线圈中的电流大小且方向相反
解析：
当钢制线圈与电容器组连通时，钢制线圈中产生迅速增大的电流，线圈中产生迅速增强的磁场，根据楞次定律，可知铜环中产生的感应电流的磁场会阻碍引起感应电流的磁通量的变化，故铜环中的感应电流与钢制线圈中的电流方向相反，为阻碍铜环中磁通量变化，铜环上感应的电流与钢制线圈的电流大小几乎相等，因此两个方向相反的大电流之间的作用力使圆环被急速的向内侧压缩，A、C、D错误，B正确。
练3 (2025·湖南娄底测试)如图所示，静置于水平面的矩形闭合线圈abcd，匝数为n，总电阻为R，长度ab＝L1，bc＝L2，该线圈的中轴线PQ两侧分别有磁感应强度大小均为B、方向相反的匀强磁场，磁场方向均垂直于线圈平面。两磁场同时以大小为v的速度水平向右运动瞬时，线圈所受磁场作用力大小F为 (　　)
A
解析：
线圈的等效电路和受力情况如图所示，
磁场向右运动则线圈ad边切割磁感线产生a→d方向的电流，bc边产生c→b方向的电流，根据安培定则和法拉第电磁感应定律可知闭合回路的感应电动势为E＝2nBL2v，电路中的感应电流为
解析：
热点题型2　电磁感应中的图像问题
解答图像问题的方法
[例2] (2023·上海卷)如图甲所示，有一个光滑导轨处于匀强磁场中，一根金属棒垂直置于导轨上，对其施加外力，安培力变化如图乙所示，取向右为正方向，则外力随时间变化的图像为 (　　)
C
解析：
[例3] (2025·黑吉辽蒙卷)如图(a)所示，固定在光滑绝缘水平面上的单匝正方形导体框abcd，置于始终竖直向下的匀强磁场中，ad边与磁场边界平行，ab边中点位于磁场边界。导体框的质量m＝1 kg、电阻R＝0.5 Ω、边长L＝1 m。磁感应强度B随时间t连续变化，0～1 s内Bt图像如图(b)所示。导体框中的感应电流I与时间t关系图像如图(c)所示，其中0～1 s内的图像未画出，规定顺时针方向为电流正方向。
(1)求t＝0.5 s时ad边受到的安培力大小F；
(2)在图(b)中画出1～2 s内Bt图像(无需写出计算过程)；
(3)从t＝2 s开始，磁场不再随时间变化。之后导体框解除固定，给导体框一个向右的初速度v0＝0.1 m/s，求ad边离开磁场时的速度大小v1。
答案：(1)0.015 N　(2)见解析图　(3)0.01 m/s
解析：
由安培力公式得，t＝0.5 s时，安培力F＝B1I1L＝0.015 N。
解析：
解析：
解得t＝2 s时磁感应强度大小为B2＝0.3 T
方向垂直于纸面向里，故1～2 s的磁场随时间变化如图所示。
解析：
练4 (2025·湖南郴州测试)如图所示，一个平行于纸面的等腰直角三角形导线框，水平向右匀速运动，穿过宽度为d的匀强磁场区域，三角形两直角边长度为2d，线框中产生随时间变化的感应电流i，下列图形正确的是 (　　)
C
解析：
练5 (2025·湖北卷)如图(a)所示，相距L的两足够长平行金属导轨放在同一水平面内，两长度均为L、电阻均为R的金属棒ab、cd垂直跨放在两导轨上，金属棒与导轨接触良好。导轨电阻忽略不计。导轨间存在与导轨平面垂直的匀强磁场，其磁感应强度大小B随时间变化的图像如图(b)所示，t＝T时刻，B＝0。t＝0时刻，B＝B0，两棒相距x0，ab棒速度为零，cd棒速度方向水平向右，并与棒垂直，则0～T时间内流过回路的电荷量为 (　　)
B
解析：
“节点法”分析复杂电路
“节点法”是通过画图法来简化电路图(可以用来判断电路是并联还是串联)以便于判断和计算的方法，具体应用于画等效电路图。
原理：导线和导线的接点是节点，这个节点不经过用电器的移动，不会改变电路。
A
解析：
解析：
应用节点电流法、节点电压法分析各元件的串并联关系，画出等效电路图
[真题提升1] (经典高考题)如图所示，固定在水平面上的半径为r的金属圆环内存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。长为l的金属棒，一端与圆环接触良好，另一端固定在竖直导电转轴OO′上，随轴以角速度ω匀速转动。在圆环的A点和电刷间接有阻值为R的电阻和电容为C、板间距为d的平行板电容器，有一带电微粒在电容器极板间处于静止状态。已知重力加速度为g，不计其他电阻和摩擦，下列说法正确的是 (　　)
B
解析：
[真题提升2] (多选)(2025·全国卷)如图，过P点的虚线上方存在方向垂直于纸面的匀强磁场。一金属圆环在纸面内以P点为轴沿顺时针方向匀速转动，O为圆环的圆心，OP为圆环的半径。则 (　　)
A．圆环中感应电流始终绕O逆时针流动
B．OP与虚线平行时圆环中感应电流最大
C．圆环中感应电流变化的周期与环转动周期相同
D．圆环在磁场内且OP与虚线垂直时环中感应电流最大
BC
解析：
解析：