压轴题09 电磁感应（解析版）.docxVIP

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压轴题9电磁感应

1.本专题是电磁感应的典型题型，包括应用电磁感应的知识解决实际问题。高考中经常在选择题中命题，更是在在计算题中频繁出现。2024年高考对于电磁感应的考查仍然是热点。

2.通过本专题的复习，不仅利于完善学生的知识体系，也有利于培养学生的物理核心素养。

3.用到的相关知识有:楞次定律,法拉第电磁感应定律的知识等。近几年的高考命题中一直都是以压轴题的形式存在，重点考查电磁感应中的电路问题，电磁感应中的图像问题，电磁感应中的单、双杆问题，导线框进出磁场问题等。

考向一：电磁感应中的电路问题

1.闭合电路与电磁感应的关系

2.分析电磁感应中电路问题的思路

(1)明确哪部分电路或导体产生感应电动势，该部分电路或导体相当于电源，其他部分是外电路。

(2)画等效电路图，分清内、外电路。

(3)用法拉第电磁感应定律E＝neq\f(ΔΦ,Δt)或E＝Blvsinθ确定感应电动势的大小，用楞次定律或右手定则确定感应电流的方向，注意在等效电源内部，电流从负极流向正极。

(4)运用闭合电路欧姆定律、串并联电路的特点、电功率等求解。

3.感应电荷量的求法

闭合回路中磁通量发生变化时，电荷发生定向移动而形成感应电流，在Δt内通过某一横截面的电荷量(感应电荷量)q＝IΔt＝eq\f(E,R总)·Δt＝neq\f(ΔΦ,Δt)·eq\f(1,R总)·Δt＝eq\f(nΔΦ,R总)。

(1)由上式可知，线圈匝数一定时，通过某一横截面的感应电荷量仅由回路电阻和磁通量的变化量决定，与时间无关。

(2)求解电路中通过的电荷量时，I、E均为平均值。

考向二：电磁感应中的图像问题

1.解决图像问题的一般步骤

(1)明确图像的种类，是B－t图像、Φ－t图像，还是E－t图像、I－t图像等。

(2)分析电磁感应的具体过程。

(3)用右手定则或楞次定律确定方向的对应关系。

(4)结合法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿运动定律等知识写出函数关系式。

(5)根据函数关系式，进行数学分析，如分析斜率的变化、截距等。

(6)画图像或判断图像。

2.解决图像问题的“三点关注”

(1)关注初始时刻，如：初始时刻感应电流是否为零，若不为零，是正方向还是负方向。

(2)关注变化过程，看电磁感应发生的过程分为几个阶段，这几个阶段是否与图像变化相对应。

(3)关注大小、方向的变化趋势，看图线斜率的大小、正负以及图线与横轴的位置关系是否与物理过程相对应。

考向三：电磁感应中的平衡和动力学问题

1.电磁感应中的动力学分析

2.处理问题的基本思路

(1)用法拉第电磁感应定律和楞次定律(包括右手定则)求出感应电动势的大小和方向。

(2)依据闭合电路欧姆定律，求出电路中的电流。

(3)分析导体的受力情况(包含安培力，可用左手定则确定安培力的方向)。

(4)依据牛顿第二定律列出动力学方程或平衡方程，或运动学方程，或能量守恒方程，然后求解。

3.两种状态处理

(1)导体处于平衡状态——静止或匀速直线运动状态。

处理方法：根据平衡条件(合外力等于0)列式分析。

(2)导体处于非平衡状态——加速度不为0。

处理方法：根据牛顿第二定律进行动态分析或结合功能关系进行分析。

4.电磁感应中的动力学临界问题

基本思路：导体受外力运动eq\o(――→,\s\up7(E＝Blv))感应电动势感应电流eq\o(――→,\s\up7(F＝IlB))导体受安培力→合外力变化eq\o(――→,\s\up7(F合＝ma))加速度变化→临界状态。

考向四：电磁感应中的能量问题

1.电磁感应现象中的能量转化

eq\a\vs4\al(安培力,做功)eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(做正功：电能\o(――→,\s\up11(转化))机械能，如电动机,做负功：机械能\o(――→,\s\up7(转化))电能\o(――→,\s\up7(电流),\s\do4(做功))\x(\a\al(焦耳热或其他,形式的能量，,如发电机))))

2.处理电磁感应中能量问题的常用方法

(1)利用克服安培力做功求解：能量的转化是通过做功来实现的，在电磁感应中要注意，安培力做的功是电能与其他形式的能相互转化的桥梁。

(2)利用能量守恒定律求解：一般是机械能与电能的转化，即机械能的减少量等于电能的增加量。

(3)利用电路特征求解：即利用电功、电热求解电能。

3.常见的功能关系

做功情况

能量变化特点

滑动摩擦力做功

有内能产生

重力做功

重力势能必然发生变化

克服安培力做功

必然有其他形式的能转化为电能，并且克服安培力做多少功，就产生多少电能

安培力做正功

电能转化为其他形式的能

4.焦耳热的计算

(1)电流恒定时，根据焦耳定律求解，