你的位置： 教案 > 高中教案 > 导航 > 20xx高考物理考点解析：电磁感应规律的综合应用

高中物理电磁感应教案

发表时间：2021-01-25

20xx高考物理考点解析：电磁感应规律的综合应用。

一名优秀负责的教师就要对每一位学生尽职尽责，作为教师就要精心准备好合适的教案。教案可以让讲的知识能够轻松被学生吸收，帮助教师掌握上课时的教学节奏。你知道怎么写具体的教案内容吗？小编经过搜集和处理，为您提供20xx高考物理考点解析：电磁感应规律的综合应用，供大家借鉴和使用，希望大家分享！

20xx高三物理考点解析：电磁感应规律的综合应用

考点37电磁感应规律的综合应用
考点名片
考点细研究：(1)电磁感应的图象；(2)电磁感应与电路；(3)电磁感应与动力学和能量等。其中考查到的如：20xx年四川高考第7题、20xx年上海高考第33题、20xx年天津高考第12题、20xx年浙江高考第24题、20xx年福建高考第18题、20xx年安徽高考第19题、20xx年天津高考第11题、20xx年四川高考第11题、20xx年广东高考第35题、20xx年天津高考第11题、20xx年江苏高考第13题、20xx年北京高考第29题、20xx年福建高考第22题等。
备考正能量：电磁感应的计算题必定与电路、动力学、能量相结合，以单棒、双棒、线圈的电磁感应过程为模型，考查分析推理与计算能力，预计今后高考试题将会重点考查基本知识点。

一、基础与经典

1．一矩形线圈位于一个方向垂直线圈平面向里的磁场中，如图甲所示，磁感应强度B随t的变化规律如图乙所示。以I表示线圈中的感应电流，以图甲线圈上箭头所示方向的电流为正，则以下的it图中正确的是()

答案A
解析在0～1s内，据E＝S可知感应电动势恒定，感应电流恒定，由楞次定律可得电流为逆时针方向，在图象中方向为负；1～2s内，B不变，i＝0；2～3s内，同理，由E＝S知i恒定，方向为正。综合分析可知A正确。
2．如图，MN、PQ是间距为L的平行光滑金属导轨，置于磁感应强度为B，方向垂直导轨所在平面向里的匀强磁场中，M、P间接有一阻值为R的电阻。一根与导轨接触良好、有效阻值为的金属棒ab垂直导轨放置，并在水平外力F作用下以速度v向右匀速运动，不计导轨电阻，则()

A．通过电阻R的电流方向为P→R→M
B．ab两点间的电压为BLv
C．a端电势比b端高
D．外力F做的功等于电阻R产生的焦耳热
答案C
解析由右手定则或楞次定律可判断出通过回路的电流方向为逆时针，即M→R→P，选项A错误。ab中产生的感应电动势为E＝BLv，感应电流I＝E/(1.5R)，ab两点间的电压为U＝IR＝BLv，选项B错误。导体棒为电源，a端电势比b端高，选项C正确。由能量守恒定律，外力F做的功等于整个回路(即电阻R和金属棒电阻)产生的焦耳热，选项D错误。
3．磁卡的磁条中有用于存储信息的磁极方向不同的磁化区，刷卡器中有检测线圈。当以速度v0刷卡时，在线圈中产生感应电动势，其Et关系如图所示。如果只将刷卡速度改为，线圈中的Et关系图可能是()

答案D
解析若将刷卡速度改为，线圈切割磁感线运动时产生的感应电动势大小将会减半，周期将会加倍，故D项正确，其他选项错误。

4．如图，足够长的U形光滑金属导轨平面与水平面成θ角(0θ90°)，其中MN与PQ平行且间距为l，导轨平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，导轨电阻不计。金属棒ab由静止开始沿导轨下滑，并与两导轨始终保持垂直且良好接触，ab棒接入电路的电阻为R，当流过ab棒某一横截面的电荷量为q时，棒的速度大小为v，则金属棒ab在这一过程中()

A．运动的平均速度大小为v
B．下滑的位移大小为
C．产生的焦耳热为qBlv
D．受到的最大安培力大小为sinθ
答案B
解析金属棒开始做加速度减小的变加速直线运动，A项错误；由q＝Δt及＝＝＝得位移x＝，B项正确；此过程中由能量守恒知产生的热量Q＝mgsinθ·x－mv2得Q＝sinθ－mv2，选项C错误；当速度为v时，所受安培力为，选项D错误。
5．如图甲所示，一个匝数n＝100的圆形导体线圈，面积S1＝0.4m2，电阻r＝1Ω。在线圈中存在面积S2＝0.3m2的垂直线圈平面向外的匀强磁场区域，磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示。有一个R＝2Ω的电阻，将其两端a、b分别与图甲中的圆形线圈相连接，b端接地，则下列说法正确的是()

A．圆形线圈中产生的感应电动势E＝6V
B．在0～4s时间内通过电阻R的电荷量q＝8C
C．设b端电势为零，则a端的电势φa＝3V
D．在0～4s时间内电阻R上产生的焦耳热Q＝18J
答案D
解析由法拉第电磁感应定律可得E＝n，由图乙结合数学知识可得k＝＝T/s＝0.15T/s，将其代入可求E＝4.5V，A错误。设平均电流强度为，由q＝Δt＝Δt＝nΔt＝n，在0～4s穿过圆形导体线圈的磁通量的变化量为ΔΦ＝0.6×0.3Wb－0＝0.18Wb，代入可解得q＝6C，B错误。0～4s内磁感应强度增大，圆形线圈内磁通量增加，由楞次定律可得b点电势高，a点电势低为负，故C错误。由于磁感应强度均匀变化产生的电动势与电流均恒定，可得I＝＝1.5A，由焦耳定律可得Q＝I2Rt＝18J，D正确。
6.(多选)两根相距为L且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面内，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，方向水平向右的匀强磁场中。当ab杆在平行于水平导轨的拉力F作用下以速度v沿导轨匀速运动时，cd杆也正好以某一速度向下匀速运动。重力加速度为g。以下说法正确的是()

A．ab杆所受拉力F的大小为μmg＋
B．cd杆所受摩擦力为零
C．cd杆向下匀速运动的速度为
D．ab杆所受摩擦力为2μmg
答案BCDjAB88.cOm

解析ab杆的速度方向与磁感应强度的方向平行，只有cd杆运动切割磁感线。设cd杆向下运动的速度为v1，根据闭合电路的欧姆定律及法拉第电磁感应定律有I＝，E＝BLv1，cd杆只受到竖直向下的重力mg和竖直向上的安培力作用，因为cd杆与导轨间没有正压力，所以摩擦力为零。由平衡条件得mg＝BIL＝，解得cd杆向下匀速运动的速度为。ab杆的受力如图所示，根据平衡条件可得FN＝F安＋mg＝BIL＋mg＝2mg，F＝f＝μFN＝2μmg。综上所述，选项B、C、D正确。
7．(多选)如图所示，边长为L、电阻不计的n匝正方形金属线框位于竖直平面内，连接的小灯泡的额定功率、额定电压分别为P、U，线框及小灯泡的总质量为m，在线框的下方有一匀强磁场区域，区域宽度为l，磁感应强度方向与线框平面垂直，其上、下边界与线框底边均水平。线框从图示位置开始静止下落，穿越磁场的过程中，小灯泡始终正常发光。则()

A．有界磁场宽度l，则加速度与速度成线性关系，且随着速度增大，加速度越来越大，即金属棒运动的vt图象的切线斜率越来越大，由于FA＝，FAt图象的切线斜率也越来越大，感应电流、电阻两端的电压及感应电流的功率也会随时间变化得越来越快，B项正确；如果k＝，则金属棒做匀加速直线运动，电动势随时间均匀增大，感应电流、电阻两端的电压、安培力均随时间均匀增大，感应电流的功率与时间的二次方成正比，没有选项符合；如果k，则金属棒做加速度越来越小的加速运动，感应电流、电阻两端的电压、安培力均增加得越来越慢，最后恒定，感应电流的功率最后也恒定，C项正确。
9．20xx·福建高考]如图所示，由某种粗细均匀的总电阻为3R的金属条制成的矩形线框abcd，固定在水平面内且处于方向竖直向下的匀强磁场B中。一接入电路电阻为R的导体棒PQ，在水平拉力作用下沿ab、dc以速度v匀速滑动，滑动过程PQ始终与ab垂直，且与线框接触良好，不计摩擦。在PQ从靠近ad处向bc滑动的过程中()

A．PQ中电流先增大后减小
B．PQ两端电压先减小后增大
C．PQ上拉力的功率先减小后增大
D．线框消耗的电功率先减小后增大
答案C

解析导体棒产生的电动势为E＝BLv，其等效电路如图所示，总电阻为R总＝R＋＝R＋，在PQ从靠近ad处向bc滑动的过程中，总电阻先增大后减小，总电流先减小后增大，所以A项错误；PQ两端电压为路端电压U＝E－IR，即先增大后减小，所以B项错误；拉力的功率等于克服安培力做功的功率，有P安＝IE，先减小后增大，所以C项正确；根据功率曲线可知当外电阻＝R时输出功率最大，而外电阻先由小于R开始增加到R，再减小到小于R的某值，所以线框消耗的功率先增大后减小，所以D项错误。
10．20xx·安徽高考]英国物理学家麦克斯韦认为，磁场变化时会在空间激发感生电场。如图所示，一个半径为r的绝缘细圆环水平放置，环内存在竖直向上的匀强磁场B，环上套一带电荷量为＋q的小球。已知磁感应强度B随时间均匀增加，其变化率为k，若小球在环上运动一周，则感生电场对小球的作用力所做功的大小是()

A．0B.r2qkC．2πr2qkD．πr2qk
答案D
解析变化的磁场使回路中产生的感生电动势E＝＝·S＝kπr2，则感生电场对小球的作用力所做的功W＝qU＝qE＝qkπr2，选项D正确。
11.20xx·银川质检](多选)如图，光滑斜面的倾角为θ，斜面上放置一矩形导体线框abcd，ab边的边长为l1，bc边的边长为l2，线框的质量为m，电阻为R。线框通过细棉线绕过光滑的滑轮与重物相连，重物质量为M，斜面上ef线(ef平行于底边)的右方有垂直斜面向上的匀强磁场，磁感应强度为B，如果线框从静止开始运动，进入磁场的最初一段时间是做匀速运动的，且线框ab边始终平行于底边，则下列说法正确的是()

A．线框进入磁场前运动的加速度为
B．线框进入磁场时匀速运动的速度为
C．线框做匀速运动的总时间为
D．该匀速运动过程中产生的焦耳热为(Mg－mgsinθ)l2
答案CD
解析线框进入磁场前，由整体法结合牛顿第二定律可知Mg－mgsinθ＝(M＋m)a，得a＝，选项A错误；根据题意，在线框匀速进入磁场的过程中，根据平衡状态知Mg＝mgsinθ＋FA＝mgsinθ＋，得v1＝，选项B错误；线框匀速进入磁场的时间t＝＝，选项C正确；匀速进入磁场过程中，线框动能不变，产生焦耳热Q，由能量守恒定律知Q＝(Mg－mgsinθ)l2，选项D正确。
12．20xx·云南统一检测](多选)如图所示，边长为L、不可形变的正方形导线框内有半径为r的圆形磁场区域，其磁感应强度B随时间t的变化关系为B＝kt(常量k0)。回路中滑动变阻器R的最大阻值为R0，滑动片P位于滑动变阻器中央，定值电阻R1＝R0、R2＝。闭合开关S，电压表的示数为U，不考虑虚线MN右侧导体的感应电动势，则()

A．R2两端的电压为
B．电容器的a极板带正电
C．滑动变阻器R的热功率为电阻R2的5倍
D．正方形导线框中的感应电动势为kL2
答案AC
解析由法拉第电磁感应定律E＝n＝nS有E＝kπr2，D错误；因k0，由楞次定律知线框内感应电流沿逆时针方向，故电容器b极板带正电，B错误；由题图知外电路结构为R2与R的右半部并联，再与R的左半部、R1相串联，故R2两端电压U2＝U＝，A正确；设R2消耗的功率为P＝IU2，则R消耗的功率P′＝P左＋P右＝2I×2U2＋IU2＝5P，故C正确。
13．20xx·湖北黄冈质检]如图，虚线P、Q、R间存在着磁感应强度大小相等，方向相反的匀强磁场，磁场方向均垂直于纸面，磁场宽度均为L。一等腰直角三角形导线框abc，ab边与bc边长度均为L，bc边与虚线边界垂直。现让线框沿bc方向匀速穿过磁场区域，从c点经过虚线P开始计时，以逆时针方向为导线框中感应电流i的正方向，则下列四个图象中能正确表示it图象的是()

答案A
解析由右手定则可知导线框从左侧进入磁场时，电流方向为逆时针方向，即沿正方向，且切割的有效长度逐渐增大，所以电流逐渐增大，导线框刚好完全进入P、Q之间的瞬间，电流由正向最大值变为零，然后电流方向变为顺时针且逐渐增加，当导线框刚好完全进入Q、R之间的瞬间，电流由负向最大值变为零。然后在出磁场过程中电流方向又变为逆时针且逐渐增大。故A正确。
14．20xx·山东潍坊段考]如图所示，两根间距为l的光滑平行金属导轨与水平面夹角为α，图中虚线下方区域内存在磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直于斜面向上。两金属杆质量均为m，电阻均为R，垂直于导轨放置。开始时金属杆ab处在距磁场上边界一定距离处，金属杆cd处在导轨的最下端，被与导轨垂直的两根小柱挡住。现将金属杆ab由静止释放，金属杆ab刚进入磁场便开始做匀速直线运动。已知重力加速度为g，则()

A．金属杆ab进入磁场时感应电流的方向为由a到b
B．金属杆ab进入磁场时速度大小为
C．金属杆ab进入磁场后产生的感应电动势为
D．金属杆ab进入磁场后，金属杆cd对两根小柱的压力大小为零
答案B
解析由右手定则可知，金属杆ab进入磁场时产生的感应电流的方向为由b到a，故A错误；因金属杆ab刚进入磁场便开始做匀速直线运动，则有mgsinα＝FA＝BIl＝B××l＝，解得v＝，故B正确；金属杆ab进入磁场后产生的感应电动势E＝Blv，解得E＝，故C错误；由左手定则可知，金属杆cd受到的安培力与斜面平行且向下，则金属杆cd对两根小柱的压力不为零，故D错误。
15．20xx·苏州模拟]如图所示，水平地面上方矩形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，两个闭合线圈、分别用同种导线绕制而成，其中为边长为L的正方形，是长2L、宽为L的矩形，将两个线圈同时从图示位置由静止释放。线圈下边进入磁场时，立即做了一段时间的匀速运动，已知两线圈在整个下落过程中，下边始终平行于磁场上边界，不计空气阻力，则()

A．下边进入磁场时，也立即做匀速运动
B．从下边进入磁场开始的一段时间内，线圈做加速度不断减小的加速运动
C．从下边进入磁场开始的一段时间内，线圈做加速度不断减小的减速运动
D．线圈先到达地面
答案C
解析线圈的电阻是的倍，线圈进入磁场时产生的感应电动势是的2倍。即R＝R，E＝2E。由I＝得，I＝I；由F安＝BIL，F＝BI·2L，F＝BI·L，则F＝F，但G＝G。由于进入磁场做匀速运动，即F＝G，则FGⅡ，所以进入磁场立即做加速度不断减小的减速运动，A、B错误，C正确；因线圈、进入磁场时速度相同，但此后匀速，减速，故后到达地面，D错误。
16．20xx·四川联考](多选)如图所示，固定的竖直光滑U形金属导轨，间距为L，上端接有阻值为R的电阻，处在方向水平且垂直于导轨平面、磁感应强度为B的匀强磁场中，质量为m、电阻为r的导体棒与劲度系数为k的固定轻弹簧相连放在导轨上，导轨的电阻忽略不计。初始时刻，弹簧处于伸长状态，其伸长量为x1＝，此时导体棒具有竖直向上的初速度v0。在沿导轨往复运动的过程中，导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触。则下列说法正确的是()

A．初始时刻导体棒受到的安培力大小F＝
B．初始时刻导体棒加速度的大小a＝2g＋
C．导体棒往复运动，最终将静止时弹簧处于压缩状态
D．导体棒开始运动直到最终静止的过程中，电阻R上产生的焦耳热Q＝mv＋
答案BC
解析由法拉第电磁感应定律得：E＝Blv0，由闭合电路的欧姆定律得：I＝，由安培力公式得：F＝，故A错误；初始时刻，F＋mg＋kx1＝ma，得a＝2g＋，故B正确；因为导体棒静止时没有安培力，只有重力和弹簧的弹力，故弹簧处于压缩状态，而且mg＝kx2，所以压缩量为x2＝＝x1，故C正确；因x2＝x1，分析可得弹性势能不变，根据能量守恒，减小的动能和重力势能全都转化为焦耳热Q总＝mv2＋mg(x1＋x2)＝mv2＋，但R上的焦耳热只是一部分，故D错误。
17．20xx·唐山统考](多选)如图所示，在倾角为θ的光滑斜面上，存在着两个磁感应强度大小均为B的匀强磁场区域。区域的磁场方向垂直斜面向上，区域的磁场方向垂直斜面向下，磁场边界MN、PQ、GH均平行于斜面底边，MP、PG均为L。一个质量为m、电阻为R、边长也为L的正方形导线框，由静止开始沿斜面下滑，下滑过程中ab边始终与斜面底边平行。t1时刻ab边刚越过GH进入磁场区域，此时导线框恰好以速度v1做匀速直线运动；t2时刻ab边下滑到PQ与MN的中间位置，此时导线框又恰好以速度v2做匀速直线运动。重力加速度为g，下列说法中正确的是()

A．当ab边刚越过PQ时，导线框的加速度大小为a＝gsinθ
B．导线框两次做匀速直线运动的速度之比v1v2＝41
C．从t1到t2的过程中，导线框克服安培力做的功等于机械能的减少量
D．从t1到t2的过程中，有机械能转化为电能
答案BC
解析线框在区域内做匀速直线运动，其合力为零，则mgsinθ－＝0；线框的ab边刚越过PQ时，两边都在切割磁感线，都受到沿斜面向上的安培力，则mgsinθ－4＝ma，a＝－3gsinθ，选项A错误；线框再次匀速时，其合力也为零，则mgsinθ－4＝0，则＝，选项B正确；从t1到t2的过程中，安培力做负功，重力做正功，根据能量守恒定律，可得WG－WF＝mv－mv，则克服安培力所做的功等于线框机械能的减少量，减少的动能和重力势能转化为电能，选项C正确，选项D错误。

一、基础与经典
18.匀强磁场磁感应强度B＝0.2T，磁场宽度L＝3m，一正方形金属框边长ab＝l＝1m，每边电阻R＝0.2Ω，金属框以v＝10m/s的速度匀速穿过磁场区，其平面始终保持与磁感线方向垂直，如图所示。

(1)画出金属框穿过磁场区的过程中，金属框内感应电流I随时间t的变化图线；(规定电流方向逆时针为正)
(2)画出ab两端电压Ut的变化图线。(要求写出作图的依据)
答案见解析
解析本题考查电磁感应过程中的电路问题。
(1)金属框进入磁场区域时E1＝Blv＝2V，I1＝＝2.5A，方向沿逆时针，感应电流持续的时间t1＝＝0.1s。
金属框完全进入磁场中运动时：E2＝0，I2＝0，无电流持续的时间t2＝＝0.2s。
金属框穿出磁场区时：E3＝Blv＝2V，I3＝＝2.5A，方向沿顺时针，感应电流持续的时间t3＝＝0.1s，得到It图线如图甲所示。

(2)cd边进入磁场区时，ab两端电压U1＝I1R＝2.5×0.2V＝0.5V。
金属框完全在磁场中运动时，ab两端电压等于感应电动势U2＝Blv＝2V。
金属框出磁场时，ab两端电压：U3＝E3－I3R＝1.5V，
由此得Ut图线如图乙所示。
二、真题与模拟
19．20xx·上海高考]如图，一关于y轴对称的导体轨道位于水平面内，磁感应强度为B的匀强磁场与平面垂直。一足够长，质量为m的直导体棒沿x方向置于轨道上，在外力F作用下从原点由静止开始沿y轴正方向做加速度为a的匀加速直线运动，运动时棒与x轴始终平行。棒单位长度的电阻为ρ，与电阻不计的轨道接触良好，运动中产生的热功率随棒位置的变化规律为P＝ky(SI)。求：

(1)导体轨道的轨道方程y＝f(x)；
(2)棒在运动过程中受到的安培力Fm随y的变化关系；
(3)棒从y＝0运动到y＝L过程中外力F的功。
答案(1)y＝2x2(2)Fm＝y
(3)L2＋maL
解析(1)设棒运动到某一位置时与轨道接触点的坐标为(±x，y)，安培力F＝BIl＝B··l＝＝，
安培力的功率P＝Fv＝＝ky，
棒做匀加速运动，所以v2＝2ay，R＝2ρx，
联立得y＝2x2。轨道形状为抛物线。
(2)安培力Fm＝v＝，
将轨道方程代入得：Fm＝y。
(3)由动能定理有W＝Wm＋mv2，
克服安培力做功
Wm＝m·L＝·L＝L2，
棒在y＝L处的动能为mv2＝maL，
外力做功W＝L2＋maL。
20.20xx·浙江高考]小明设计的电磁健身器的简化装置如图所示，两根平行金属导轨相距l＝0.50m，倾角θ＝53°，导轨上端串接一个R＝0.05Ω的电阻。在导轨间长d＝0.56m的区域内，存在方向垂直导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度B＝2.0T。质量m＝4.0kg的金属棒CD水平置于导轨上，用绝缘绳索通过定滑轮与拉杆GH相连。CD棒的初始位置与磁场区域的下边界相距s＝0.24m。一位健身者用恒力F＝80N拉动GH杆，CD棒由静止开始运动，上升过程中CD棒始终保持与导轨垂直。当CD棒到达磁场上边界时健身者松手，触发恢复装置使CD棒回到初始位置(重力加速度g＝10m/s2，sin53°＝0.8，不计其他电阻、摩擦力以及拉杆和绳索的质量)。求：

(1)CD棒进入磁场时速度v的大小；
(2)CD棒进入磁场时所受的安培力FA的大小；
(3)在拉升CD棒的过程中，健身者所做的功W和电阻产生的焦耳热Q。
答案(1)2.4m/s(2)48N(3)64J26.88J
解析(1)由牛顿定律a＝＝12m/s2，
进入磁场时的速度v＝＝2.4m/s。
(2)感应电动势E＝Blv，
感应电流I＝，
安培力FA＝IBl，
代入得FA＝＝48N。
(3)健身者做功W＝F(s＋d)＝64J，
进入磁场后CD棒所受的合外力F合＝F－mgsinθ－FA＝0，
所以CD棒在磁场区做匀速运动，
在磁场中运动时间t＝，
焦耳热Q＝I2Rt＝26.88J。
21．20xx·北京海淀模拟]如图虚线框内为某种电磁缓冲车的结构示意图，在缓冲车的底板上沿车的轴线固定有两个足够长的平行绝缘光滑导轨PQ、MN，在缓冲车的底部还安装有电磁铁(图中未画出)，能产生垂直于导轨平面的匀强磁场，磁场的磁感应强度为B。在缓冲车的PQ、MN导轨内有一个由高强度材料制成的缓冲滑块K，滑块K可以在导轨上无摩擦地滑动，在滑块K上绕有闭合矩形线圈abcd，线圈的总电阻为R，匝数为n，ab的边长为L。缓冲车的质量为m1(不含滑块K的质量)，滑块K的质量为m2。为保证安全，要求缓冲车厢能够承受的最大水平力(磁场力)为Fm，设缓冲车在光滑的水平面上运动。

(1)如果缓冲车以速度v0与障碍物碰撞后滑块K立即停下，请判断滑块K的线圈中感应电流的方向，并计算感应电流的大小；
(2)如果缓冲车与障碍物碰撞后滑块K立即停下，为使缓冲车厢所承受的最大磁场力不超过Fm。求缓冲车运动的最大速度；
(3)如果缓冲车以速速v匀速运动时，在它前进的方向上有一个质量为m3的静止物体C，滑块K与物体C相撞后粘在一起，碰撞时间极短。设m1＝m2＝m3＝m，在cd边进入磁场之前，缓冲车(包括滑块K)与物体C已达到相同的速度，求相互作用的整个过程中线圈abcd产生的焦耳热。
答案(1)abcda(或逆时针)(2)
(3)mv2
解析(1)由右手定则(或楞次定律)判断出感应电流的方向是abcda(或逆时针)，缓冲车以速度v0碰撞障碍物后滑块K静止，滑块相对磁场的速度大小为v0，线圈中产生的感应电动势E0＝nBLv0，线圈中感应电流I＝，解得I＝。
(2)设缓冲车的最大速度为vm，碰撞后滑块K静止，滑块相对磁场的速度大小为vm，线圈中产生的感应电动势E1＝nBLvm，线圈中的电流I1＝，线圈ab边受到的安培力F1＝nBI1L，依据牛顿第三定律，缓冲车厢受到的磁场力F1′＝F1，依题意F1′＝Fm，解得vm＝。
(3)设K、C碰撞后共同运动的速度为v1，由动量守恒定律m2v＝(m2＋m3)v1，设缓冲车与物体C共同运动的速度为v2，由动量守恒定律(m1＋m2)v＝(m1＋m2＋m3)v2，设线圈abcd产生的焦耳热为Q，依据能量守恒Q＝m1v2＋(m2＋m3)v－(m1＋m2＋m3)v，解得Q＝mv2。

扩展阅读

20xx高考物理知识点：电磁感应

经验告诉我们，成功是留给有准备的人。高中教师要准备好教案，这是高中教师需要精心准备的。教案可以让学生们能够更好的找到学习的乐趣，帮助高中教师提高自己的教学质量。高中教案的内容具体要怎样写呢？考虑到您的需要，小编特地编辑了“20xx高考物理知识点：电磁感应”，仅供参考，大家一起来看看吧。

20xx高考物理知识点：电磁感应

从高考物理试题组成来看，法拉第电磁感应定律是一块重点内容。几乎每年的高考物理题都有计算题出现，分值上所占的很大，也很有难度，同学们要下功夫攻克这个知识点。

在这篇文章中，我们向同学们详细介绍下电磁感应的概念，公式和解题注意事项。

电磁感应现象

因磁通量变化而产生感应电动势的现象我们诚挚为电磁感应现象。具体来说，闭合电路的一部分导体，做切割磁感线的运动时，就会产生电流，我们把这种现象叫电磁感应，导体中所产生的电流称为感应电流。

法拉第电磁感应定律概念

基于电磁感应现象，大家开始探究感应电动势大小到底怎么计算？法拉第对此进行了总结并得到了结论。感应电动势的大小由法拉第电磁感应定律确定，电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通变化率成正比。公式：E=-n(dΦ)/(dt)。对动生的情况，还可用E=BLV来求。

电动势的方向可以通过楞次定律来判定。高中物理wuli.in楞次定律指出：感应电流的磁场要阻碍原磁通的变化。对于动生电动势，同学们也可用右手定则判断感应电流的方向，也就找出了感应电动势的方向。需要注意的是，楞次定律的应用更广，其核心在”阻碍”二字上。

感应电动势的大小计算公式

（1）E=n*ΔΦ/Δt（普适公式）{法拉第电磁感应定律，E：感应电动势(V)，n：感应线圈匝数，ΔΦ，Δt磁通量的变化率}

（2）E=BLVsinA(切割磁感线运动)E=BLV中的v和L不可以和磁感线平行，但可以不和磁感线垂直，其中sinA为v或L与磁感线的夹角。{L:有效长度(m)}

（3）Em=nBSω（交流发电机最大的感应电动势）{Em:感应电动势峰值}

（4）E=B(L^2)ω/2（导体一端固定以ω旋转切割）其中ω：角速度(rad/s)，V:速度(m/s)

电磁感应现象是电磁学中最重大的发现之一，它显示了电、磁现象之间的相互联系和转化，对其本质的深入研究所揭示的电、磁场之间的联系，对麦克斯韦电磁场理论的建立具有重大意义。电磁感应现象在电工技术、电技术以及电磁测量等方面都有广泛的应用。

电磁感应与静电感应的关系

电磁感应现象不应与静电感应混淆。电磁感应将电动势与通过电路的磁通量联系起来，而静电感应则是使用另一带电荷的物体使物体产生电荷的方法。

20xx高考物理重点难点总结：电磁感应

一名优秀的教师在教学方面无论做什么事都有计划和准备，作为教师就需要提前准备好适合自己的教案。教案可以让学生能够听懂教师所讲的内容，帮助授课经验少的教师教学。所以你在写教案时要注意些什么呢？下面是由小编为大家整理的“20xx高考物理重点难点总结：电磁感应”，欢迎您参考，希望对您有所助益！

20xx高考物理重点难点总结：电磁感应

从应试而言，应是带电粒子在电磁场中的运动(力，运动轨迹，几何特别是圆)，电磁感应综合(电磁感应，安培力，非匀变速运动，微元累加，含n递推，功与热)最难，位处压轴之列。当然，牛顿力学是基本功。电磁感应现象因磁通量变化而产生感应电动势的现象我们诚挚为电磁感应现象。具体来说，闭合电路的一部分导体，做切割磁感线的运动时，就会产生电流，我们把这种现象叫电磁感应，导体中所产生的电流称为感应电流。法拉第电磁感应定律概念基于电磁感应现象，大家开始探究感应电动势大小到底怎么计算?法拉第对此进行了总结并得到了结论。感应电动势的大小由法拉第电磁感应定律确定，电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通变化率成正比。公式：E=-n(dΦ)/(dt)。对动生的情况，还可用E=BLV来求。电动势的方向可以通过楞次定律来判定。高中物理wuli.in楞次定律指出：感应电流的磁场要阻碍原磁通的变化。对于动生电动势，同学们也可用右手定则判断感应电流的方向，也就找出了感应电动势的方向。需要注意的是，楞次定律的应用更广，其核心在”阻碍”二字上。(1)E=n*ΔΦ/Δt(普适公式){法拉第电磁感应定律，E：感应电动势(V)，n：感应线圈匝数，ΔΦ，Δt磁通量的变化率}(2)E=BLVsinA(切割磁感线运动)E=BLV中的v和L不可以和磁感线平行，但可以不和磁感线垂直，其中sinA为v或L与磁感线的夹角。{L:有效长度(m)}(3)Em=nBSω(交流发电机最大的感应电动势){Em:感应电动势峰值}(4)E=B(L2)ω/2(导体一端固定以ω旋转切割)其中ω：角速度(rad/s)，V:速度(m/s)电磁感应现象是电磁学中最重大的发现之一，它显示了电、磁现象之间的相互联系和转化，对其本质的深入研究所揭示的电、磁场之间的联系，对麦克斯韦电磁场理论的建立具有重大意义。电磁感应现象在电工技术、电技术以及电磁测量等方面都有广泛的应用。电磁感应与静电感应的关系电磁感应现象不应与静电感应混淆。电磁感应将电动势与通过电路的磁通量联系起来，而静电感应则是使用另一带电荷的物体使物体产生电荷的方法。高中物理最难的部分之动力学分析纵观整个高中物理，最难的地方还是在于力学。如果你是一位十年教龄的老师，相信您绝对认可我的这句话。貌似有不少的老师总是把“力学是物理的基础”挂在嘴边(咦，好像我也是这个样子的)，这也是一个大实话;但这总是被学生误解，他们会认为物理中的力学问题都很基本的、简单的。其实往往情况相反，力学的很多问题，真的很难。如果你觉得自己没有遇到过力学难题，那说明你物理学得还不错，推荐你去买本物理竞赛的书看看吧。一天之内保证让你感慨：TMD，原来力学这么难啊!插入一句哈，有意向自主招生的同学，高一就开始准备点竞赛的书看看吧。高中老师可不像是初中老师一样当你的保姆，一切都考你自己，尤其是重点中学。回来了啊，接着说物理的问题。如果是静电场的问题，难度就在于判定电场的分布情况以及运动模式，这一点20xx年的北京高考理综物理压轴题考察的比较好。至于电磁感应的问题，难点往往在于电路与电热的分析，如果命题者在力学上面玩狠些的，也比较讨厌。好了，我们好像有点跑题了，还是回归下，来说力学的问题。我们的力学模块非常清晰，这也就是为什么多次进行力学体系的改革总是换汤不换药。整个高中物理的力学部分只有三大部分，分别是：(1)牛顿动力学(包括直线运动、受力分析与牛顿定律);(2)曲线运动(包括平抛运动、圆周运动、天体运动);(3)机械能与动量。别告诉我说你的受力分析很牛，随便一道小题，就能把你难道，不信你就看看王尚的这篇文章吧：20xx年海南高考理综物理第5题。也不要说你曲线运动已经学得非常棒了，2008年北京高考理综物理的压轴题(第24题)，你不一定能做出来。至于机械能与动量的问题，我不用说，更是难点。OK，如果你觉得这里一点都不难，那么恭喜你，准备物理考满分吧;王尚相信有这样的学生存在，每个省都有。非常简单的一个物体的运动，是非常简单判定的。但是多个物体构成的复杂系统，多种运动情况的交替变换，涉及多种临界态并伴随着各种形式能量的变化，物理题可就不是那么好玩了，不是么?

20xx高考物理重要考点整理：电磁感应现象楞次定律

作为优秀的教学工作者，在教学时能够胸有成竹，高中教师要准备好教案，这是高中教师的任务之一。教案可以更好的帮助学生们打好基础，帮助高中教师营造一个良好的教学氛围。所以你在写高中教案时要注意些什么呢？下面是由小编为大家整理的“20xx高考物理重要考点整理：电磁感应现象楞次定律”，供大家借鉴和使用，希望大家分享！

20xx高考物理重要考点整理：电磁感应现象楞次定律

考点35电磁感应现象楞次定律
考点名片
考点细研究：(1)电磁感应现象；(2)磁通量；(3)楞次定律等。其中考查到的如：20xx年全国卷第20题、20xx年全国卷第19题、20xx年全国卷第18题、20xx年北京高考第20题、20xx年山东高考第17题、20xx年江苏高考第11题、20xx年全国卷第14题、20xx年广东高考第15题、20xx年山东高考第16题、20xx年大纲卷第20题、20xx年全国卷第19题等。
备考正能量：本考点在高考试题中以选择题形式考查，命题点为物理学史、电磁感应发生的条件、运用楞次定律分析感应电流方向。楞次定律是命题热点，考查应用楞次定律判断感应电流方向的基本方法和感应电流引起的作用效果，多与动力学结合。预计在今后高考中针对本考点仍以选择题考查楞次定律的基本应用。

一、基础与经典

1．下图中能产生感应电流的是()

答案B
解析根据产生感应电流的条件：A中，电路没闭合，无感应电流；B中，磁感应强度不变，面积增大，闭合电路的磁通量增大，有感应电流；C中，穿过线圈的磁感线相互抵消，Ф恒为零，无感应电流；D中，磁通量不发生变化，无感应电流。
2．(多选)用如图所示的实验装置研究电磁感应现象，下列说法正确的是()

A．当把磁铁N极向下插入线圈时，电流表指针发生偏转
B．当把磁铁N极从线圈中拔出时，电流表指针不发生偏转
C．保持磁铁在线圈中相对静止时，电流表指针不发生偏转
D．若磁铁和线圈一起以同一速度向上运动，电流表指针发生偏转
答案AC
解析当把磁铁N极向下插入线圈时，穿过线圈中的磁通量在变化，故线圈中会产生感应电流，电流表指针发生偏转，选项A正确；当把磁铁N极从线圈中拔出时，线圈中也会产生感应电流，故选项B错误；保持磁铁在线圈中相对静止时，线圈中的磁通量没变化，故无感应电流产生，所以电流表指针不发生偏转，选项C正确；若磁铁和线圈一起以同一速度向上运动，线圈与磁铁没有相对运动，故穿过线圈的磁通量也不变，电路中无感应电流，电流表指针不发生偏转，选项D错误。
3．如图所示，正方形闭合导线框处在磁感应强度恒定的匀强磁场中，C、E、D、F为线框中的四个顶点，图甲中的线框绕E点转动，图乙中的线框向右平动，磁场足够大。下列判断正确的是()

A．图甲线框中有感应电流产生，C点电势比D点低
B．图甲线框中无感应电流产生，C、D两点电势相等
C．图乙线框中有感应电流产生，C点电势比D点低
D．图乙线框中无感应电流产生，C、D两点电势相等
答案B
解析线框绕E点转动和向右平动，都没有磁通量的变化，无感应电流产生，由右手定则可知，图甲线框中C、D两点电势相等，则A错误，B正确；图乙线框中C点电势比D点高，则C、D都错误。
4.如图所示，一根长导线弯成如图abcd的形状，在导线框中通以图示直流电，在框的正中间用绝缘的橡皮筋悬挂一个金属环P，环与导线框处于同一竖直平面内，当电流I增大时，下列说法中正确的是()

A．金属环P中产生顺时针方向的电流
B．橡皮筋的长度增大
C．橡皮筋的长度不变
D．橡皮筋的长度减小
答案B
解析本题考查楞次定律，意在考查考生的理解应用能力。导线框中的电流所产生的磁场在金属环P内的磁通量方向垂直于纸面向里，当电流I增大时，金属环P中的磁通量向里且增大，由楞次定律和安培定则可知金属环P中会产生逆时针方向的感应电流，A错误；由于P中磁通量增大，为了阻碍磁通量的增加，P有远离bc边的趋势，故橡皮筋的长度增大，B正确，C、D错误。
5.如图所示，A、B是两根互相平行的、固定的长直通电导线，二者电流大小和方向都相同。一个矩形闭合金属线圈abcd与A、B在同一平面内，并且ab边保持与通电导线平行。线圈从图中的位置1匀速向左移动，经过位置2，最后到位置3，其中位置2恰在A、B的正中间。则下列说法中正确的是()

A．在位置2时，穿过线圈的磁通量为零
B．在位置2时，穿过线圈的磁通量的变化率为零
C．从位置1到位置3的整个过程中，线圈内感应电流的方向发生了变化
D．从位置1到位置3的整个过程中，线圈受到的磁场力的方向先向右后向左
答案A
解析磁通量是指穿过线圈中磁感线的净条数，故在位置2，磁通量为0，但磁通量的变化率不为0，A正确，B错误；1→2，磁通量减小，感应电流为逆时针方向，2→3，磁通量反向增大，感应电流仍为逆时针方向，C错误；由楞次定律知，线圈所受磁场力总是阻碍线圈与导线的相对运动，方向总是向右，D错误。
6.如图所示，一个闭合金属圆环用绝缘细线挂于O点，将圆环拉离平衡位置并由静止释放，圆环摆动过程中经过有界的水平方向的匀强磁场区域，A、B为该磁场的竖直边界，磁场方向垂直于圆环所在平面向里，若不计空气阻力，则()

A．圆环向右穿过磁场后，还能摆到释放位置
B．圆环进入磁场后离平衡位置越近速度越大，感应电流也越大
C．在进入和离开磁场时，圆环中均有感应电流
D．圆环最终将静止在平衡位置
答案C
解析当圆环进出磁场时，由于圆环内磁通量发生变化，所以有感应电流产生，同时金属圆环本身有内阻，部分机械能会转化成热量而损失，因此圆环不会摆到释放位置，A错误，C正确；随着圆环进出磁场，其机械能逐渐减少，圆环摆动的幅度越来越小，当圆环只在匀强磁场中摆动时，圆环内无磁通量的变化，无感应电流产生，圆环将在A、B间来回摆动，B、D错误。
7．(多选)如图甲所示，圆形线圈P静止在水平桌面上，其正上方固定一螺线管Q，P和Q共轴，Q中通有变化的电流i，电流随时间变化的规律如图乙所示，P所受的重力为G，桌面对P的支持力为FN，则()

A．t1时刻FNG，P有收缩的趋势
B．t2时刻FN＝G，此时穿过P的磁通量最大
C．t3时刻FN＝G，此时P中无感应电流
D．t4时刻FN

电磁感应规律的应用

作为杰出的教学工作者，能够保证教课的顺利开展，作为高中教师就要好好准备好一份教案课件。教案可以让学生能够听懂教师所讲的内容，帮助高中教师能够更轻松的上课教学。关于好的高中教案要怎么样去写呢？下面是小编为大家整理的“电磁感应规律的应用”，仅供参考，希望能为您提供参考！

选修3-2第四章第5节《电磁感应规律的应用》
一、教材分析
由感生电场产生的感应电动势—感生电动势，由导体运动而产生的感应电动势—动生电动势。这是按照引起磁通量变化的原因不同来区分的。感生电动势与动生电动势的提出，涉及到电磁感应的本质问题，但教材对此要求不高。教学中要让学生认识到变化的磁场可以产生电场，即使没有电路，感生电场依然存在，这是对电磁感应现象认识上的飞跃。

二、教学目标
1．知识目标：
（1）．知道感生电场。
（2）．知道感生电动势和动生电动势及其区别与联系。
2．能力目标：
理解感生电动势与动生电动势的概念
3．情感、态度和价值观目标：
（1）。通过同学们之间的讨论、研究增强对两种电动势的认知深度，同时提高学习物理的兴趣。
（2）。通过对相应物理学史的了解，培养热爱科学、尊重知识的良好品德。

三、教学重点难点
重点：感生电动势与动生电动势的概念。
难点：对感生电动势与动生电动势实质的理解。

四、学情分析
学生学习了《楞次定律》、《法拉第电磁感应定律》内容之后，本节重点是使学生理解感生电动势和动生电动势的概念，因此要想方设法引导学生通过课前预习和课堂上的探究性学习来达到这个目的。

五、教学方法
1．分组探究讨论法，讲练结合法
2．学案导学：见后面的学案。
3．新授课教学基本环节：预习检查、总结疑惑→情境导入、展示目标→合作探究、精讲点拨→反思总结、当堂检测→发导学案、布置预习

六、课前准备
1．学生的学习准备：结合本节学案来预习本节课本内容。
2．教师的教学准备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案。
3．教学环境的设计和布置：以学习小组为单位课前预习讨论两个重要概念及其实质。
七、课时安排：1课时
八、教学过程
(一)预习检查、总结疑惑
检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。

（二）情景导入、展示目标。
什么是电源？什么是电动势？
电源是通过非静电力做功把其他形式能转化为电能的装置。
如果电源移送电荷q时非静电力所做的功为W，那么W与q的比值，叫做电源的电动势。用E表示电动势，则：
在电磁感应现象中，要产生电流，必须有感应电动势。这种情况下，哪一种作用扮演了非静电力的角色呢？下面我们就来学习相关的知识。
设计意图：步步导入，吸引学生的注意力，明确学习目标。
（三）合作探究、精讲点拨。
1、感应电场与感生电动势
投影教材图4.5-1，穿过闭会回路的磁场增强，在回路中产生感应电流。是什么力充当非静电力使得自由电荷发生定向运动呢？英国物理学家麦克斯韦认为，磁场变化时在空间激发出一种电场，这种电场对自由电荷产生了力的作用，使自由电荷运动起来，形成了电流，或者说产生了电动势。这种由于磁场的变化而激发的电场叫感生电场。感生电场对自由电荷的作用力充当了非静电力。由感生电场产生的感应电动势，叫做感生电动势。
2、洛伦兹力与动生电动势
（投影）思考与讨论。
1．导体中自由电荷（正电荷）具有水平方向的速度，由左手定则可判断受到沿棒向上的洛伦兹力作用，其合运动是斜向上的。
2．自由电荷不会一直运动下去。因为C、D两端聚集电荷越来越多，在CD棒间产生的电场越来越强，当电场力等于洛伦兹力时，自由电荷不再定向运动。
3．C端电势高。
4．导体棒中电流是由D指向C的。
一段导体切割磁感线运动时相当于一个电源，这时非静电力与洛伦兹力有关。由于导体运动而产生的电动势叫动生电动势。
如图所示，导体棒运动过程中产生感应电流，试分析电路中的能量转化情况。
导体棒中的电流受到安培力作用，安培力的方向与运动方向相反，阻碍导体棒的运动，导体棒要克服安培力做功，将机械能转化为电能。
（四）实例探究
感生电场与感生电动势
【例1】如图所示，一个闭合电路静止于磁场中，由于磁场强弱的变化，而使电路中产生了感应电动势，下列说法中正确的是（）
A．磁场变化时，会在在空间中激发一种电场
B．使电荷定向移动形成电流的力是磁场力
C．使电荷定向移动形成电流的力是电场力
D．以上说法都不对
洛仑兹力与动生电动势
【例2】如图所示，导体AB在做切割磁感线运动时，将产生一个电动势，因而在电路中有电流通过，下列说法中正确的是（）
A．因导体运动而产生的感应电动势称为动生电动势
B．动生电动势的产生与洛仑兹力有关
C．动生电动势的产生与电场力有关
D．动生电动势和感生电动势产生的原因是一样的
解析：如图所示，当导体向右运动时，其内部的自由电子因受向下的洛仑兹力作用向下运动，于是在棒的B端出现负电荷，而在棒的A端显示出正电荷，所以A端电势比B端高．棒AB就相当于一个电源，正极在A端。
综合应用
【例3】如图所示，两根相距为L的竖直平行金属导轨位于磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，导轨电阻不计，另外两根与上述光滑导轨保持良好接触的金属杆ab、cd质量均为m，电阻均为R，若要使cd静止不动，则ab杆应向_________运动，速度大小为_______，作用于ab杆上的外力大小为____________
答案：1.AC2.AB3.向上2mg