文档内容
第十一章 电磁感应
近5年考情分析
考题统计
等级
考点要求 2022 2021 2020 2019 2018
要求
电磁感应现象及楞 广东卷·T1 北京卷·T21 Ⅰ卷·T20 Ⅰ卷·T19
Ⅱ Ⅲ卷·T14
次定律 江苏卷·T5 Ⅲ卷·T14 Ⅲ卷·T20
** 错误的表
重庆卷·T3 达式 **卷
广东卷·T4
法拉第电磁感应定 广东卷·T10 ·T21 北京卷·T22 浙江4月
Ⅱ 山东卷·T12
律 自感和互感 河北卷·T5 山东卷·T12 江苏卷·T14 卷·T23
乙卷·T24
辽宁卷·T9 浙江1月
卷·T8
上海卷·T20 北京卷·T20 天津卷·T21
北京卷·T7
湖南卷·T10
电磁感应的电路、 甲卷·T21 江苏卷
Ⅱ 甲卷·T20
图像及动力学问 河北卷·T7 ·T21
甲卷·T16
湖南卷·T10
浙江1月卷·T13
江苏卷
上海卷·T12 福建卷·T7
电磁感应中的动量 天津卷·T26 ·T11
Ⅱ 辽宁卷·T15 天津卷·T12 江苏卷·T21
和能量问题 海南卷·T14 天津卷
浙江1月卷·T21 海南卷·T18
·T28
物理观念:1.理解磁通量、电磁感应、自感等概念;2.掌握右手定则、楞次定律、法拉
第电磁感应定律等规律;3.培养电磁相互作用观念和能量观念.
科学思维:综合应用楞次定律、法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律、焦耳定律、
牛顿第二定律、动能定理、能量守恒定律、动量定理、动量守恒定律分析问题的能力.
核心素养
科学探究:通过实验探究影响感应电流方向的因素,探究法拉第电磁感应定律、探究自
感现象和涡流现象,提高定性和定量分析问题的能力.
科学态度与责任:了解生活中电磁感应的应用,体会学习物理的乐趣,培养学习物理的
兴趣.
本章主要考查楞次定律,电动势的计算,电磁感应与电路的综合、与能量的综合,以及
电磁感应中动力学问题.考查方向上更倾向于电磁感应与电路、能量综合问题.解题方法
上以等效法、程序法、函数法、图象法为主.多以电路的等效考查模型建构的素养;以原
理的应用考查科学推理和科学论证的素养,同时体现考生严谨的科学态度和一丝不苟、
命题规律
实事求是的社会责任感;以对研究对象受力和运动的分析及能量的转化与守恒,考查运动
与相互作用观念和能量观念.多以选择题和计算题的形式考查,难度中等.2023年对本章
的考查,从各方面可能仍延续原来的形式及考点,只是在原理应用方面可能会更多地联
系现代科技发展和生产、生活的实际。
对本章的复习,首先应以对概念和原理的理解、对规律的基本应用为主,打牢基础,如
对磁通量相关概念的理解、对楞次定律和法拉第电磁感应定律的各种形式的应用要熟练
掌握.其次是对各种典型的模型建构、典型问题的处理思想方法了然于胸,如“电磁感应
备考策略 中的电路问题”“电磁感应中的力学问题”“电磁感应中的图象”“电磁感应中的能量
转化与守恒”等,能够抓住解决各种典型问题的关键,一击必中,最终都是为了培养学
生分析问题、解决问题的能力,培养学生模型建构、科学推理和科学论证的学科素养,
建立正确的科学观,树立正确的人生观和强烈的社会责任感!【网络构建】
专题 11.4 电磁感应中的动量和能量问题
【网络构建】
考点一 电磁感应中的能量问题
1.电磁感应中的能量转化
2.求解焦耳热Q的三种方法
3.求解电磁感应现象中能量问题的一般步骤
(1)在电磁感应中,切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路将产生感应电动势,该导体或回路就相当于电源.
(2)分析清楚有哪些力做功,就可以知道有哪些形式的能量发生了相互转化.
(3)根据能量守恒列方程求解.
考点二 电磁感应中的动量问题
动量观点在电磁感应现象中的应用
(1)对于两导体棒在平直的光滑导轨上运动的情况,如果两棒所受的外力之和为零,则考虑应用动量守恒定
律处理问题;
(2)由BL·Δt=m·Δv、q=·Δt可知,当题目中涉及电荷量或平均电流时,可应用动量定理来解决问题.
(一)安培力对时间的平均值的两种处理方法
力对时间的平均值和力对位移的平均值通常不等。力对时间的平均值可以通过作 F-t图象,求出曲线与 t3
F¯
轴围成的面积(即总冲量),再除以总时间,其大小就是力对时间的平均值 t。
角度一 安培力对时间的平均值求电荷量
ΔΦ
FΔt=BILΔt=BLq=BL
安培力的冲量公式是 ,这是安培力在电磁感应中的一个重要推论。感应电流通
R
过直导线时,直导线在磁场中受到安培力的作用,当导线与磁场垂直时,安培力的大小为F=BIL。在时间
△t内安培力的冲量
q
根据电流的定义式
¯I=
,式中q是时间t内通过导体截面的电量
t
E¯
欧姆定律
¯I=
,R是回路中的总电阻
R
Δφ
电磁感应中
E¯=
可以得到安培力的冲量公式,此公式的特殊性决定了它在解题过程中的特殊应用。
Δt
角度二 安培力对时间的平均值求位移
B¯ILt=mv
安培力的冲量公式是 0①
E¯
¯I=
闭合电路欧姆定律 R+r ②E¯=BL { ¯v¿
平均感应电动势: ③
位移:x=¯vt④ ①②③④得
B2L2x
=mv
R+r 0
这是安培力在电磁感应中的又一个重要推论。
(二)
两金属杆在平直的光滑导轨上运动,只受到安培力作用,这类问题可以从以下三个观点来分析:
(1)力学观点:通常情况下一个金属杆做加速度逐渐减小的加速运动,而另一个金属杆做加速度逐渐减小的
减速运动,最终两金属杆以共同的速度匀速运动;
(2)能量观点:其中一个金属杆动能的减少量等于另一个金属杆动能的增加量与回路中产生的焦耳热之和;
(3)动量观点:如果光滑导轨间距恒定,则两个金属杆的安培力大小相等,通常情况下系统的动量守恒.
(三)
两导体棒不等长,则所受安培力大小不相等,系统的动量不守恒,应用动量定理综合其他的力学规律处理
问题.处理此类问题的关键是分析两导体棒的运动过程,知道最终达到稳定状态时,两导体棒中产生的感
应电动势大小相等、方向相反.
高频考点一 电磁感应中的能量问题
(一)功能关系在电磁感应中的应用
例1、如图所示,在竖直平面内固定有光滑平行导轨,间距为L,下端接有阻值为R的电阻,空间存在与
导轨平面垂直、磁感应强度为B的匀强磁场。质量为m、电阻为r的导体棒ab与上端固定的弹簧相连并垂
直导轨放置。初始时,导体棒静止,现给导体棒竖直向下的初速度v ,导体棒开始沿导轨往复运动,运动
0
过程中始终与导轨垂直并保持良好接触。若导体棒电阻r与电阻R的阻值相等,不计导轨电阻,则下列说
法中正确的是( )A.导体棒往复运动过程中的每个时刻受到的安培力方向总与运动方向相反
B.初始时刻导体棒两端的电压U =BLv
ab 0
C.若导体棒从开始运动到速度第一次为零时,下降的高度为h,则通过电阻R的电量为
D.若导体棒从开始运动到速度第一次为零时,下降的高度为 h,此过程导体棒克服弹力做功为W,则电
阻R上产生的焦耳热Q=mv2+mgh-W
【变式训练】如图所示,相距为d的两条水平虚线之间有方向垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小
为B,正方形线圈abec边长为L(LQ q=q B.Q>Q q>q
1 2 1 2 1 2 1 2
C.Q=Q q=q D.Q=Q q>q
1 2 1 2 1 2 1 2
【变式训练】如图甲所示,在竖直方向上有四条间距相等的水平虚线L、L、L、L,在L、L 之间,L、
1 2 3 4 1 2 3
L 之间存在匀强磁场,磁感应强度大小均为1 T,方向垂直于虚线所在平面。现有一矩形线圈 abcd,宽度
4
cd=L=0.5 m,质量为0.1 kg,电阻为2 Ω,将其从图示位置由静止释放(cd边与L 重合),线圈速度随时间
1
的变化关系如图乙所示,t 时刻cd边与L 重合,t 时刻ab边与L 重合,t 时刻ab边与L 重合,已知t ~t
1 2 2 3 3 4 1 2的时间间隔为0.6 s,整个运动过程中线圈平面始终处于竖直方向(重力加速度g取10 m/s2)。则( )
A.在0~t 时间内,通过线圈的电荷量为0.25 C B.线圈匀速运动的速度大小为8 m/s
1
C.线圈的长度为1 m D.0~t 时间内,线圈产生的热量为1.8 J
3
高频考点二 电磁感应中的动量问题
(一)安培力对时间的平均值的两种处理方法
例3、如图所示,在光滑的水平面上,有一垂直向下的匀强磁场分布在宽为L的区域内,有一个边长为a
(a