专题13 电磁感应题型抢分卷1、 考法分析和解题技法热门考法考法1 电磁感应现象及判断考法2 楞次定律的理解及应用考法3 法拉第电磁感应定律的理解及应用考法4 导体切割磁感线产生感应电动势的计算考法5 电磁感应中的电路问题考法6 电磁感应中的图象问题考法7 电磁感应中的动力学与能量问题解题技法技法1 理解并计算磁通量；掌握并区分产生感应电动势和感应电流的条件；技法2 从阻碍磁通量变化、阻碍相对运动和阻碍面积变化3个角度理解楞次定律；技法3 理解并应用法拉第电磁感应定律计算感应电动势；技法4 导体切割磁感线的2种情形：平动切割类和转动切割类；技法5 电磁感应中的电路问题主要是解决感应电动势的来源；技法6 电磁感应中的图象问题主要涉及：F安t图象类、vt图象类、Et图象类、it图象类和综合图象类；技法7 电磁感应中的动力学问题涉及：平衡问题分析和加速运动问题分析；电磁感应中的能量问题应根据题意利用能量转化与守恒灵活求解，有些题目可以从动量角度着手，运用动量定理或动量守恒定律解决。二、真题再现考例1 (2017课标卷，T18)扫描隧道显微镜(STM)可用来探测样品表面原子尺度上的形貌为了有效隔离外界振动对STM的扰动，在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板，并施加磁场来快速衰减其微小振动，如图所示无扰动时，按下列四种方案对紫铜薄板施加恒磁场；出现扰动后，对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有效的方案是()【答案】A【考法】电磁感应现象及判断。考例2 (2017课标卷，T15)如图，在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一U形金属导轨，导轨平面与磁场垂直金属杆PQ置于导轨上并与导轨形成闭合回路PQRS，一圆环形金属线框T位于回路围成的区域内，线框与导轨共面现让金属杆PQ突然向右运动，在运动开始的瞬间，关于感应电流的方向，下列说法正确的是()APQRS中沿顺时针方向，T中沿逆时针方向BPQRS中沿顺时针方向，T中沿顺时针方向CPQRS中沿逆时针方向，T中沿逆时针方向DPQRS中沿逆时针方向，T中沿顺时针方向【答案】D【解析】金属杆PQ突然向右运动，在运动开始的瞬间，闭合回路PQRS中磁场方向垂直纸面向里，磁通量增大，由楞次定律可判断，闭合回路PQRS中感应电流产生的磁场垂直纸面向外，由安培定则可判断感应电流方向为逆时针；由于闭合回路PQRS中感应电流产生的磁场方向垂直纸面向外，与原磁场方向相反，则T中磁通量减小，由楞次定律可判断，T中感应电流产生的磁场方向垂直纸面向里，由安培定则可知T中感应电流方向为顺时针，选项D正确【考法】楞次定律的理解及应用。考例3 (2018全国卷III，T20)（多选）如图(a)，在同一平面内固定有一长直导线PQ和一导线框R，R在PQ的右侧。导线PQ中通有正弦交流电流i，i的变化如图(b)所示，规定从Q到P为电流的正方向。导线框R中的感应电动势( )A. 在时为零B. 在时改变方向C. 在时最大，且沿顺时针方向D. 在时最大，且沿顺时针方向【答案】AC【考法】法拉第电磁感应定律的理解及应用。考例4 (2015课标卷，T15)如图，直角三角形金属框abc放置在匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向平行于ab边向上当金属框绕ab边以角速度逆时针转动时，a、b、c三点的电势分别为Ua、Ub、Uc.已知bc边的长度为l.下列判断正确的是( ) AUaUc，金属框中无电流BUbUc，金属框中电流方向沿abcaCUbcBl2，金属框中无电流DUbcBl2，金属框中电流方向沿acba【答案】C【考法】导体切割磁感线产生感应电动势的计算。考例5 (2015福建卷，T18)如图，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( ) APQ中电流先增大后减小BPQ两端电压先减小后增大CPQ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】设PQ左侧电路的电阻为Rx，则右侧电路的电阻为3RRx，所以外电路的总电阻为R外，外电路电阻先增大后减小，所以路端电压先增大后减小，所以B错误；电路的总电阻先增大后减小，再根据闭合电路的欧姆定律可得PQ中的电流，I先减小后增大，故A错误；由于导体棒做匀速运动，拉力等于安培力，即FBIL，拉力的功率PBILv，故先减小后增大，所以C正确；外电路的总电阻R外，最大值为R，小于导体棒的电阻R，又外电阻先增大后减小，由电源的输出功率与外电阻的关系图象可知，线框消耗的电功率先增大后减小，故D错误【考法】电磁感应中的电路问题。考例6 (2018全国卷II，T18)如图，在同一平面内有两根平行长导轨，导轨间存在依次相邻的矩形匀强磁场区域，区域宽度均为l，磁感应强度大小相等、方向交替向上向下。一边长为的正方形金属线框在导轨上向左匀速运动，线框中感应电流i随时间t变化的正确图线可能是( ) 【答案】D【考法】电磁感应中的图象问题。考例7 (2016浙江卷，T16)如图所示，a、b两个闭合正方形线圈用同样的导线制成，匝数均为10匝，边长la3lb，图示区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀增大，不考虑线圈之间的相互影响，则()A两线圈内产生顺时针方向的感应电流Ba、b线圈中感应电动势之比为91Ca、b线圈中感应电流之比为34Da、b线圈中电功率之比为31【答案】B【考法】电磁感应中的能量问题。三、试题预测预测1 如图所示，一个U形金属导轨水平放置，其上放有一个金属导体棒ab，有一个磁感应强度为B的匀强磁场斜向上穿过轨道平面，且与竖直方向的夹角为.在下列各过程中，一定能在轨道回路中产生感应电流的是()Aab向右运动，同时使减小B磁感应强度B减小，角同时也减小Cab向左运动，同时增大磁感应强度BDab向右运动，同时增大磁感应强度B和角(090)【答案】A【解析】设此时回路面积为S，据题意，磁通量BScos ，A选项中，S增大，减小，即cos 增大，则增大，所以A对；B选项中，磁感应强度B减小，减小即cos 增大，则可能不变，B错；C选项中，S减小，磁感应强度B增大，则可能不变，C错；D选项中，S增大，磁感应强度B增大，增大，cos 减小，则可能不变，D错【考法】电磁感应现象及判断。预测2 如图甲所示，长直导线与闭合金属线框位于同一平面内，长直导线中的电流i随时间t的变化关系如图乙所示在0时间内，直导线中电流向上，则在T时间内，线框中感应电流的方向与所受安培力的合力方向分别是()A顺财针，向左 B逆时针，向右C顺时针，向右 D逆时针，向左【答案】B【考法】楞次定律的理解及应用。预测3 （多选）如图所示，在边长为a的等边三角形区域内有匀强磁场B，其方向垂直于纸面向外，一个边长也为a的等边三角形导线框架EFG正好与上述磁场区域的边界重合，而后绕其几何中心O点在纸面内以角速度顺时针方向匀速转动，于是线框EFG中产生感应电动势，若转过60后线框转到图中的虚线位置，则在这段时间内() A感应电流方向为EGFEB感应电流方向为EFGEC平均感应电动势大小等于D平均感应电动势大小等于【答案】BC【解析】根据题意，穿过线框的磁通量变小，根据楞次定律，感应电流的磁场方向与原磁场相同，再由安培定则可知感应电流方向为EFGE，A项错误，B项正确；根据几何关系可得，磁场穿过线框的有效面积减小了Sa2，根据法拉第电磁感应定律得平均感应电动势B，C项正确，D项错误【考法】法拉第电磁感应定律的理解及应用。预测4 图为法拉第圆盘发电机的示意图，半径为r的导体圆盘绕竖直轴以角速度逆时针(从上向下看)旋转，匀强磁场B竖直向上，两电刷分别与圆盘中心轴和边缘接触，电刷间接有阻值为R的定值电阻，忽略圆盘电阻与接触电阻，则()A流过定值电阻的电流方向为a到bBb、a间的电势差为Br2C若增大到原来的2倍，则流过定值电阻的电流增大到原来的2倍D若增大到原来的2倍，则流过定值电阻的电流增大到原来的4倍【答案】C【考法】导体切割磁感线产生感应电动势的计算。预测5 （多选）如图甲所示的电路中，电阻R1R，R22R，单匝圆形金属线圈半径为r2，圆心为O，线圈导线的电阻为R，其余导线的电阻不计半径为r1(r1r2)、圆心为O的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小B随t变化的关系图象如图乙所示，电容器的电容为C.闭合开关S，t1时刻开始电路中的电流稳定不变，下列说法正确的是()A电容器上极板带正电Bt1时刻，电容器所带的电荷量为Ct1时刻之后，线圈两端的电压为Dt1时刻之后，R1两端的电压为【答案】AC【解析】根据楞次定律可知，线圈产生了沿逆时针方向的感应电流，则电容器上极板带正电，故A正确；根据法拉第电磁感应定律有ESr，电流为I，UR2I2R2R，电容器所带的电荷量QCUR2，故B错误；t1时刻之后，线圈两端的电压UI(R1R2)，故C正确；t1时刻之后，R1两端的电压为UIR1，故D错误【考法】电磁感应中的电路问题。预测6 有一种信号发生器的工作原理可简化为如图所示的情形，竖直面内有半径均为R且相切于O点的两圆形区域，其内存在水平恒定的匀强磁场，长为2R的导体杆OA，以角速度绕过O点的固定轴，在竖直平面内顺时针匀速旋转已知t0时刻，导体杆恰好位于两圆的共切线上，下列描述导体杆两端电势差UAO随时间变化的图象可能正确的是() 【答案】A【考法】电磁感应中的图象问题。预测7 （多选）如图所示电路，两根光滑金属导轨平行放置在倾角为的斜面上，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() 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D金属棒克服恒力F做的功等于电阻R上产生的焦耳热【答案】AC【解析】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 【考法】电磁感应中的动力学与能量问题。四、跟踪速练1(2018常熟高三月考)如图所示，矩形线框在磁场内做的各种运动中，能够产生感应电流的是()【答案】B2(2017江苏卷，T1)如图所示，两个单匝线圈a、b的半径分别为r和2r.圆形匀强磁场B的边缘恰好与a线圈重合，则穿过a、b两线圈的磁通量之比为()A11 B1