2024屆高考物理一輪復(fù)習(xí)課件：11.2+法拉第電磁感應(yīng)定律+自感與渦流

第十一章電磁感應(yīng)第2講法拉第電磁感應(yīng)定律自感與渦流01高考要求PartOne1.通過(guò)實(shí)驗(yàn)，理解法拉第電磁感應(yīng)定律。2.通過(guò)實(shí)驗(yàn)，了解自感現(xiàn)象和渦流現(xiàn)象。能舉例說(shuō)明自感現(xiàn)象和渦流現(xiàn)象在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用。電磁感應(yīng)這部分內(nèi)容是物理重點(diǎn)內(nèi)容之一。高考考查頻率較高的是電磁感應(yīng)與磁場(chǎng)、電路、力學(xué)、能量綜合的問(wèn)題。有時(shí)會(huì)出現(xiàn)一些數(shù)學(xué)函數(shù)圖像，考查圖像信息的加工能力。題型全面，選擇題、計(jì)算題都有涉及，選擇題以中低檔出現(xiàn)，計(jì)算題以中高檔題出現(xiàn)。2010—2022年廣東卷“電磁感應(yīng)”高頻考點(diǎn)追蹤列表如下：02核心考點(diǎn)PartTwo試卷考核內(nèi)容試卷考核內(nèi)容2010年廣東卷16，單選電磁感應(yīng)與數(shù)學(xué)函數(shù)圖像的綜合2011年廣東卷15，單選感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小取決因素的討論和感應(yīng)電流方向的討論2012年廣東卷35研究電磁感應(yīng)與電路、動(dòng)力學(xué)、帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的綜合問(wèn)題2013年廣東卷36研究電磁感應(yīng)與電路綜合的問(wèn)題試卷考核內(nèi)容試卷考核內(nèi)容2014年廣東卷15，單選電磁感應(yīng)現(xiàn)象科學(xué)本質(zhì)的探討2015年廣東卷35研究電磁感應(yīng)與動(dòng)力學(xué)綜合的問(wèn)題2021年廣東卷10，多選電磁感應(yīng)與電路、動(dòng)力學(xué)綜合的判斷問(wèn)題2022年廣東卷10，多選磁感應(yīng)強(qiáng)度的判斷、感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件及感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小的取決因素03感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)PartThree(1)產(chǎn)生條件：穿過(guò)電路的磁通量發(fā)生了變化，與電路是否閉合無(wú)關(guān)。

(3)感應(yīng)電流與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的關(guān)系：遵循閉合電路的歐姆定律，即(2)方向判斷：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向用楞次定律或右手定則判斷。

磁通量變化感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)感應(yīng)電流閉合回路04電磁感應(yīng)定律PartFour德國(guó)物理學(xué)家紐曼(F.E.Neumann,1798-1895)和韋伯(W.E.Weber，1804-1891)經(jīng)過(guò)理論分析，得到：閉合回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與穿過(guò)回路磁通量的變化率成正比。ΔΦΔtE=n注意：公式中ΔΦ取絕對(duì)值，不涉及正負(fù)，感應(yīng)電流的方向另行判斷。05磁通量變化量PartFive(1)由面積變化引起時(shí)，ΔΦ=BΔS，則

(2)由磁場(chǎng)變化引起時(shí)，ΔΦ=SΔB，則

(3)由面積和磁場(chǎng)共同變化引起時(shí)，根據(jù)定義求ΔΦ=Φ2-Φ1，則

06平動(dòng)切割PartSix(1)導(dǎo)體ab以速度v勻速切割磁感線(2)磁場(chǎng)B與運(yùn)動(dòng)方向v夾角為θ(如圖所示)E=BLvsinθ其中v⊥B，v⊥L，且L為有效長(zhǎng)度07旋轉(zhuǎn)切割PartSevenBoω

C

BC1.（2022廣東·肇慶二模）開(kāi)口極小的金屬環(huán)P、Q用不計(jì)電阻的導(dǎo)線相連組成閉合回路，金屬環(huán)P內(nèi)存在垂直圓環(huán)平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化率為k，若使金屬環(huán)Q中產(chǎn)生逆時(shí)針?lè)较蛑饾u增大的感應(yīng)電流，則（）A．k>0且k值保持恒定

B．k>0且k值逐漸增大C．k＜0且k值逐漸增大

D．k＜0且k逐漸減小B例3

(2015年廣東卷)如圖1所示，平行長(zhǎng)直金屬導(dǎo)軌水平放置，間距L=0.4m。導(dǎo)軌右端接有阻值R=1Ω的電阻，導(dǎo)體棒垂直放置在導(dǎo)軌上，且接觸良好。導(dǎo)體棒及導(dǎo)軌的電阻均不計(jì)，導(dǎo)軌間正方形區(qū)域abcd內(nèi)有方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，bd連線與導(dǎo)軌垂直，長(zhǎng)度也為L(zhǎng)。從0時(shí)刻開(kāi)始，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小隨時(shí)間t變化，規(guī)律如圖2所示；同一時(shí)刻，棒從導(dǎo)軌左端開(kāi)始向右勻速運(yùn)動(dòng)，1s后剛好進(jìn)入磁場(chǎng)。若使棒在導(dǎo)軌上始終以速度v=1m/s做直線運(yùn)動(dòng)，求：(1)棒進(jìn)入磁場(chǎng)前，回路中的電動(dòng)勢(shì)E的大小。(2)棒在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的最大安培力F的大小，以及棒通過(guò)三角形abd區(qū)域時(shí)電流I與時(shí)間t的關(guān)系式。圖1圖2(1)0.04V；(2)0.04N，

B例4

(2021年廣東卷)(多選)如圖所示，水平放置足夠長(zhǎng)光滑金屬導(dǎo)軌abc和de，ab與de平行，bc是以O(shè)為圓心的圓弧導(dǎo)軌，圓弧be左側(cè)和扇形Obc內(nèi)有方向如圖的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，金屬桿OP的O端與e點(diǎn)用導(dǎo)線相接，P端與圓弧bc接觸良好，初始時(shí)，可滑動(dòng)的金屬桿MN靜止在平行導(dǎo)軌上，若桿OP繞O點(diǎn)在勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)內(nèi)從b到c勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，回路中始終有電流，則此過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的有(

)。A.桿OP產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)恒定B.桿OP受到的安培力不變C.桿MN做勻加速直線運(yùn)動(dòng)D.桿MN中的電流逐漸減小AD

BC3.（2021廣州三模）如圖甲是法拉第發(fā)明的銅盤發(fā)電機(jī)，也是人類歷史上第一臺(tái)發(fā)電機(jī)。利用這個(gè)發(fā)電機(jī)給平行金屬板電容器供電，如圖乙。已知銅盤的半徑為L(zhǎng)，加在盤下半側(cè)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1，盤勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為ω，每塊平行板長(zhǎng)度為d，板間距離也為d，板間加垂直紙面向內(nèi)、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。重力加速度大小為g。（1）求銅盤產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大??；（2）若有一帶負(fù)電的小球從電容器兩板中間水平向右射入，在復(fù)合場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)又從極板右側(cè)邊緣射出，求射入的速度大小。(1)(2)

CD

C5.（2022茂名二模）在如圖所示的豎直平面內(nèi)，在水平線M的下方有足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一個(gè)等腰三角形金屬線框頂點(diǎn)C與MN重合，線框由靜止釋放；沿軸線DC方向豎直加速落入磁場(chǎng)中。從釋放到線框完全進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中，下列表述正確的是（）A．線框中有感應(yīng)電流，方向逆時(shí)針（正視）B．線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)逐漸增大C．線框做勻加速直線運(yùn)動(dòng)D．線框完全進(jìn)入磁場(chǎng)后產(chǎn)生的感應(yīng)電流最大B6.（2022省一模）浮桶式燈塔模型如圖甲，其由帶空腔的磁體和一個(gè)連著燈泡的線圈組成，磁體在空腔產(chǎn)生的磁場(chǎng)如圖乙所示，磁體通過(guò)支柱固磁體定在暗礁上，線圈隨波浪相對(duì)磁體沿豎直方向運(yùn)動(dòng)，且始終處于磁場(chǎng)中，則浮桶線圈（）A．當(dāng)海面平靜時(shí)，燈泡穩(wěn)定發(fā)光B．當(dāng)海水水平勻速流動(dòng)時(shí)，燈泡穩(wěn)定發(fā)光C．海水上下振蕩幅度越大，燈泡發(fā)光越亮D．海水上下振蕩速度越快，燈泡發(fā)光越亮D變式3

(2021年廣州二模)如圖，L是自感系數(shù)很大、電阻不計(jì)的線圈，a、b是兩個(gè)相同的小燈泡。開(kāi)關(guān)S由斷開(kāi)到閉合(

)。A.a先亮b后亮，然后b逐漸變亮B.b先亮a后亮，然后a逐漸變亮C.a、b同時(shí)亮后b逐漸變暗至熄滅D.a、b同時(shí)亮后a逐漸變暗至熄滅C例8(2017年全國(guó)卷Ⅰ)掃描隧道顯微鏡(STM)可用來(lái)探測(cè)樣品表面原子尺度上的形貌。為了有效隔離外界振動(dòng)對(duì)STM的擾動(dòng)，在圓底盤周邊沿其徑向?qū)ΨQ地安裝若干對(duì)紫銅薄板，并施加磁場(chǎng)來(lái)快速衰減其微小振動(dòng)，如圖所示。無(wú)擾動(dòng)時(shí)，按下列四種方案對(duì)紫銅薄板施加恒磁場(chǎng)；出現(xiàn)擾動(dòng)后，對(duì)于紫銅薄板上下及左右振動(dòng)的衰減最有效的方案是(

)。A7.（2021佛山二模）在油電混合小轎車上有一種裝置，剎車時(shí)能將車的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能，啟動(dòng)時(shí)再將電能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。圖中，甲、乙磁場(chǎng)方向與輪子的轉(zhuǎn)軸平行，丙、丁磁場(chǎng)方向與輪子的轉(zhuǎn)軸垂直，輪子是絕緣體，則采取下列哪個(gè)措施，能有效地借助磁場(chǎng)的作用，讓轉(zhuǎn)動(dòng)的輪子停下（）A．如圖甲，在輪上固定如圖繞制的線圈B．如圖乙，在輪上固定如圖繞制的閉合線圈C．如圖丙，在輪上固定一些細(xì)金屬棒，金屬棒與輪子轉(zhuǎn)軸平行D．如圖丁，在輪上固定一些閉合金屬線框，線框長(zhǎng)邊與輪子轉(zhuǎn)軸平行D8.（2022潮州二模）電磁阻尼可以無(wú)磨損地使運(yùn)動(dòng)的線圈快速停下來(lái)。如圖所示，扇形銅框在絕緣細(xì)桿作用下繞轉(zhuǎn)軸O在同一水平面內(nèi)快速逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，虛線把圓環(huán)分成八等份，扇形銅框恰好可以與其中份重合。為使線框快速停下來(lái)，實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了以下幾種方案，其中虛線為勻強(qiáng)磁場(chǎng)的理想邊界，邊界內(nèi)磁場(chǎng)大小均相同，其中最合理的是（）ABCDC例9(多選)如圖，A、B是相同的白熾燈，L是自感系數(shù)很大、電阻可忽略不計(jì)的自感線圈。下列說(shuō)法正確的是(

)。A.閉合開(kāi)關(guān)S時(shí)，A、B燈同時(shí)亮，且達(dá)到正常B.閉合開(kāi)關(guān)S時(shí)，B燈比A燈先亮，最后一樣亮C.閉合開(kāi)關(guān)S時(shí)，A燈比B燈先亮，最后一樣亮D.斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S時(shí)，A燈與B燈同時(shí)慢慢熄滅

BD9.（2022廣東二模）(多選)圖（a）是一