江蘇2024版高考物理復(fù)習(xí)專題十電磁感應(yīng)規(guī)律及其應(yīng)用學(xué)案

專題十電磁感應(yīng)規(guī)律及其應(yīng)用

江蘇卷考情導(dǎo)向

考點考題考情

2024年加考杳導(dǎo)體切割磁感線時的感應(yīng)電

動勢；閉合電路的歐姆定律1.本專題對基本學(xué)問、規(guī)律

2024年幾考查電吉他的原理和法拉第電磁的考查多為選擇題，對綜合

電磁感應(yīng)規(guī)

感應(yīng)定律學(xué)問的考資則以計算形式.

律及其應(yīng)用

2024年T1考查法拉第電磁感應(yīng)定律S是有效2.高考題目的設(shè)置方式選擇

面積，即有磁通量的線圈的面積題以電磁感應(yīng)現(xiàn)象、感應(yīng)電

2024年T；考查渦流的應(yīng)用流計算及方向的推斷、電磁

2024年加考查電磁感應(yīng)、閉合電路的歐姆感應(yīng)的圖象問題、簡潔的動

電磁感應(yīng)中

定律以及電功率力學(xué)學(xué)問和功能關(guān)系為主，

的圖象問題

2024年加考查法拉第電磁感應(yīng)定律、電阻計算題多是以導(dǎo)體棒切割磁

電磁感應(yīng)中

定律和焦耳定律感線的電路問題、動力學(xué)問

電路和能量

2024年幾考查感生電動勢、動生電動勢及題及功能關(guān)系的綜合為主.

問題

電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化

考點11電磁感應(yīng)規(guī)律及其應(yīng)用難度：中檔題題型：選擇題、計算題五年4考

(對?應(yīng)學(xué)生用書第48頁)

兇品真題~—高考需么考？

1.(2024?江蘇高考「3)據(jù)報道，一法國攝影師拍到了“天宮一號”空間站飛過太陽的瞬

間.照片中，“天宮一號”的太陽帆板輪廓清楚可見.如圖10-1所示，假設(shè)“天宮一號”

正以速度=7.7km/s繞地球做勻速圓周運動，運動方向與太陽帆板兩端“、N的連線垂

直，機十間的距離￡=20m,地磁場的磁感應(yīng)強度垂直于八」你所在平面的重量QI.0X10

tT.將太陽帆板視為導(dǎo)體.

圖10-1

(1)求1/、N間感應(yīng)電動勢的大小展

(2)在太陽帆板上將一只“1.5V,0.3曠'的小燈泡與MN相連構(gòu)成閉合電路，不計

太陽帆板和導(dǎo)線的電阻，試推斷小燈泡能否發(fā)光，并說明理由；

（3）取地球半徑46.4X10,km,地球表面的重力加速度g取9.8m/s2,試估算“天

宮一號”距離地球表面的高度力（計算結(jié)果保留一位有效數(shù)字）.

【導(dǎo)學(xué)號：17214162]

【解題關(guān)鍵】

關(guān)鍵語句信息解讀

地磁場的磁感應(yīng)強度垂直于八所在平面心￡、8相互垂直，可干脆應(yīng)用公式￡=應(yīng)/

的重量8=1.0X106T.求感應(yīng)電動勢

小燈泡與"、"相連構(gòu)成閉合電路，不計太陽

帆板以利導(dǎo)線均處于磁場中垂直切割磁感線

帆板和導(dǎo)線電阻

【解析】（1）感應(yīng)電動勢代入數(shù)據(jù)得￡=1.54V.

（2）不能，因為穿過閉合回路的磁通量不變，不產(chǎn)生感應(yīng)電流.

⑶在地球表面有咨=儂

K

“天宮一號”做勻速圓周運動，有，…三嘻7

解得力=半一"，代入數(shù)據(jù)得力弋4X10,m（數(shù)量級正確都算對）.

【答案】（1）1.54V⑵見解析⑶4X10'm

2.（2024?江蘇高考TJ如圖10-2所示，一正方形線圈的匝數(shù)為〃，邊長為&,線圈平面與

勻強磁場垂直，且一半處在磁場中.在△￡時間內(nèi)，磁感應(yīng)強度的方向不變，大小由〃勻

稱地增大到2員在此過程中，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為（）

【導(dǎo)學(xué)號：17214163】

n面

A，2A-^B.577

2nB總

C,T7D，T7

AafAH

B[由法拉第電磁感應(yīng)定律知線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E=n-=n—-S=

2B—Bif/日knBa,

f>?y.得/?=六~7.選項R正確.]

八AL乙乙UC

3.（多選）（2024?江蘇高考T7）

如圖10-3所示，在線圈上端放置一盛有冷水的金屬杯，現(xiàn)接通溝通電源，過了幾分鐘,

杯內(nèi)的水沸騰起來.若要縮短上述加熱時間，下列措施可行的有（）

圖10-3

A.增加線圈的匝數(shù)

B.提高溝通甩源的頻率

C.將金屬杯換為瓷杯

D.取走線圈中的鐵芯

AB［利用法拉第電磁感應(yīng)定律和渦電流解題.

當(dāng)電磁鐵接通溝通電源時，金屬杯處在改變的磁場中產(chǎn)生泯電流發(fā)熱，使水溫上升.要

縮短加熱時間，需增大渦電流，即增大感應(yīng)電動勢或減小電阻.增加線圈匝數(shù)、提高交

變電流的頻率都是為了增大感應(yīng)電動勢.瓷杯不能產(chǎn)生渦電流，取走鐵芯會導(dǎo)致磁性減

弱.所以選項A、B正確，選項C、D錯誤.］

4.（多選）（2024?江蘇高考TJ電吉他中電拾音器的基本結(jié)構(gòu)如圖10-4所示，磁體旁邊的金

屬弦被磁化，因此弦振動時，在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流經(jīng)電路放大后傳送到音箱發(fā)出

聲音.下列說法正確的有（）

圖10-4

A.選用銅質(zhì)弦，電吉他仍能正常工作

B.取走磁體，電吉他將不能正常工作

C.增加線圈匝數(shù)可以增大線圈中的感應(yīng)電動勢

I）.弦振動過程中，線圈中的電流方向不斷改變

BCD［銅不能被磁化，銅質(zhì)弦不能使電吉他正常工作，選項A錯誤；取走磁體后，弦的

C［由楞次定律的“來拒去留”可知，為了阻礙磁通量的減小，線圈有擴張的趨勢，故

A錯誤；磁通量向里減小，由楞次定律“增反減同”可知，線圈中的感應(yīng)電流方向為順

時針，故B錯誤；依據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，有：￡=??；/=如產(chǎn)，由閉合電

路歐姆定律可知，ab兩點間的電勢差為如=|=卜"f，故C正確；由法拉第電磁感

應(yīng)定律可知，,線圈電阻力=〃。，感應(yīng)電流/=*=-

k

—?故D錯誤.〕

?考向2楞次定律的應(yīng)用

2.（多選）（2024?南京四模）超導(dǎo)體具有電阻為零的特點，圖為超導(dǎo)磁懸浮原理圖，a是一

個超導(dǎo)閉合環(huán)，置于一個電磁鐵線圈。正上方，當(dāng)閉合電鍵S后，超導(dǎo)環(huán)能懸浮在電磁鐵

上方平衡.下列說法正確的有（）

圖10-6

A.閉合電鍵S瞬間，a環(huán)中感應(yīng)電流受到的安培力網(wǎng)上

B.閉合電鍵S,穩(wěn)定后通過“環(huán)磁通量不變，^7環(huán)中不再有電流

C.閉合電鍵S,穩(wěn)定后通過a環(huán)的電流是恒定電流

D.〃取不同的電阻值，穩(wěn)定后a環(huán)所受安培力都相等

ACD［閉合電鍵S瞬間，線圈中磁通量增大，則由楞次定律可知，a中產(chǎn)生的安培力將

使a環(huán)有向.上運動的趨勢，故a環(huán)中感應(yīng)電流受到的安培力向上，故A正確；由于線圈

由超導(dǎo)體制成，沒有電阻所以不消耗能量，故電流始終存在，故B錯誤；閉合電錠S,

穩(wěn)定后通過a環(huán)的電流不再改變，故為恒定電流，故C正確；因圓環(huán)存于平衡狀態(tài)，所

以受到的安培力肯定等于重力，故穩(wěn)定時受安培力與電阻"無關(guān)，故D正確.］

3.（2024?蘇錫常二模）圖中心是線圈，〃、〃是發(fā)光二極管（電流從“+”極流入才發(fā)光）.閉

合S,穩(wěn)定時燈泡A正常發(fā)光，然后斷開S瞬間，〃亮了一下后熄滅，則（）

【導(dǎo)學(xué)號：17214165】

TT電池-

圖10-7

A.圖是用來探討渦流現(xiàn)象的試驗電路

B.開關(guān)S閉合瞬間，燈泡A馬上亮起來

C.開關(guān)S斷開瞬間，尸點電勢比Q點電勢高

D.干電池的左端為電源的正極

D[該電路是用來探討線圈的自感現(xiàn)象的，與渦流無關(guān)，故A錯誤；/是自感系數(shù)足夠

大的線圈，〃和〃是兩個相同的二極管，S閉合瞬間，但由于線圈的電流增加，導(dǎo)致線

圈中出現(xiàn)感應(yīng)電動勢從而阻礙電流的增加，所以燈泡力漸漸變亮，故B錯誤；S斷開，

員亮了一下后熄滅，說明S斷開的瞬間電流從右向左流過二極管，則〃點電勢比。點電

勢低，故C錯誤；S斷開，〃亮了一下后熄滅，說明S斷開的瞬間電流從右向左流過二

極管；依據(jù)線圈中出現(xiàn)感應(yīng)電動勢從而阻礙電流的減小可知，流過〃的電流的方向在S

斷開前從左向右，所以￡的左側(cè)為正極，則干電池的左端為電源的正極，故D正確.]

?考向3渦流的應(yīng)用

4.（2024?湖南三模）隨著科技的不斷發(fā)展，無線充電已經(jīng)進入人們的視線.小到于表、T

機，大到電腦、電動汽車的充電，都已經(jīng)實現(xiàn)了從理論研發(fā)到實際應(yīng)用的轉(zhuǎn)化.如圖10-8

所示，給出了某品牌的無線充電手機利用電磁感應(yīng)方式無線充電的原理圖.關(guān)于無線充電,

下列說法正確的是（）

接收線圈，”：；、、.

充電底座

圖10-8

A.無線充電時手機接收線圈部分的工作原理是“電流的磁效應(yīng)”

B.只有將充電底座接到直流電源上才能對手機進行充電

C.接收線圈中交變電流的頻率與放射線圈中交變電流的頻率相同

D.只要有無線充電底座，全部手機都可以進行無線充電

C[無線充電時手機接收線圈部分的工作原理是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，不是“電流的磁效應(yīng)”

現(xiàn)象，故A錯誤；當(dāng)充電設(shè)備通以恒定直流，無線充電設(shè)備不會產(chǎn)生交變磁場，那么不

能夠正常運用，故B錯誤；接收線圈中交變電流的頻率與放射線圈中交變電流的頻率相

同，故C正確；被充電手機內(nèi)部，應(yīng)當(dāng)有一類似金屬線圈的部件，與手機電池相連，當(dāng)

有交變磁場時，則出現(xiàn)感應(yīng)電動勢，那么一般手機不能夠利用無線充電設(shè)備進行充電，

故D錯誤.]

考點2電磁感應(yīng)中的圖象問題難度：中檔題題型：選擇題

（對應(yīng)學(xué)生用書第50頁）

兇品真題——高考怎么考？

5.（2024?江蘇高考）如圖10-9所示，水平面內(nèi)有一平行金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌光滑且電阻不計.勻

強磁場與導(dǎo)軌平面垂直.阻值為〃的導(dǎo)體棒垂直于導(dǎo)軌靜止放置，旦與導(dǎo)軌接觸.7=0

時，將開關(guān)S由1擲到2.十八/和a分別表示電容器所帶的電荷量、棒中的電流、棒

的速度和加速度.下列圖象正確的是（）

【導(dǎo)學(xué)號：17214166]

【解題分析】1.知道電容器放電后會在電路中產(chǎn)生電流.

2.導(dǎo)體棒在安培力的作用下加速運動.

3.導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電流與電容器放電電流反向.

D[開關(guān)S由1擲到2,電容器放電后會在電路中產(chǎn)生電流.導(dǎo)體棒通有電流后會受到

安培力的作用，會產(chǎn)生加速度而加速運動.導(dǎo)體棒切割磁感線，速度增大，感應(yīng)電動勢

E=Blv,即增大，則實際電流減小，安培力F=BIL,即減小，加速度a=&即減小.因

m

導(dǎo)軌光滑，所以在有電流通過棒的過程中，棒是始終加速運動（變加速）.由于通過棒的

電流是按指數(shù)遞減的，那么棒受到的安培力也是按指數(shù)遞減的，由牛頓其次定律奸，它

的加速度是按指數(shù)遞減的.由于電容器放電產(chǎn)生電流使得導(dǎo)體棒受安培力運動，而導(dǎo)體

棒運動產(chǎn)生感應(yīng)電動勢會給電容器充電.當(dāng)充電和放電達到一種平衡時，導(dǎo)體棒做勻速

運動.當(dāng)棒勻速運動后，棒因切割磁感線有電動勢，所以電容器兩端的電壓能穩(wěn)定在某

個不為0的數(shù)值，即電容器的電量應(yīng)穩(wěn)定在某個不為0的數(shù)值（不會削減到0）.這時電

容器的電壓等于棒的電動勢數(shù)值，棒中無電流.]

必?fù)裰仉y——備學(xué)考什么？

解決電磁感應(yīng)圖象問題的一般步驟

(1)明確圖象的種類，即是萬￡圖還是GY圖，或者At圖、/-I圖等.

(2)分析電磁感應(yīng)的詳細(xì)過程.

(3)用右手定則或楞次定律確定方向?qū)?yīng)關(guān)系.

(4)結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、牛頓運動定律等規(guī)律寫出函數(shù)關(guān)系式.

(5)依據(jù)函數(shù)關(guān)系式，進行數(shù)學(xué)分析，如分析斜率的改變、截距等.

(6)畫圖象或推斷圖象.

必練考向——迎考練什么？

?考向1圖象的確定

5.(2024?徐州二模)如圖10-10所示，閉合導(dǎo)線框勻速穿過垂直紙面對里的勻強磁場區(qū)域,

磁場區(qū)域?qū)挾却笥诰€框尺寸，規(guī)定線框中逆時針方向的電流為正，則線框中電流/隨時間

「改變的圖象可能正確的是()

X

X

圖10-10

B[線框進入磁場過程中磁通量增加，依據(jù)楞次定律可得電流方向為逆時針(正方向)，

線框離開磁場過程中磁通量減小，依據(jù)楞次定律可得電流方向為順時針(負(fù)方向)；依據(jù)

Rl

法拉第電磁感應(yīng)定律和閉合電路的歐姆定律可得感應(yīng)電流，=工v，剛進入時有效切割長

度最大，感應(yīng)電流最大、一半進入磁場過程中有效切割長度變?yōu)樵瓉硪话?，感?yīng)電流變

為原來一半，完全進入后磁通量不變，不會產(chǎn)生感應(yīng)電流，離開磁場的過程中有效切割

長度與進入過程相同，感應(yīng)電流改變也相同，故B正確，A、C、I)錯誤.]

?考向2圖象的轉(zhuǎn)換

6.(2024?泰州一模)在豎直方向的勻強磁場中，水平放置一個面積不變的單匝金屬圓線圈，

規(guī)定線圈中感應(yīng)電流的正方向如圖10-11甲所示，取線圈中磁場“的方向向上為正，當(dāng)磁

場中的磁感應(yīng)強度8隨時間[如圖乙改變時，下列圖中能正確表示線圈中感應(yīng)電流改變的

是（）

甲乙

T

電動勢的方向與圖示箭頭方向相反，為負(fù)值；在5?7內(nèi)，依據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，爐

=/廠詈=第=2￡所以感應(yīng)電流是之前的2倍.再依據(jù)楞次定律，感應(yīng)電動勢的方

向與圖示方向相反，為負(fù)值.故A正確，B、C、D錯誤.]

?考向3圖象的應(yīng)用

7.（2024?錫山中學(xué)月考）如圖10-12甲，圓形線圈P靜止在水平桌面上，其正上方固定一

螺線管0,尸和0共軸，。中通有改變電流了,電流隨時間改變的規(guī)律如圖10-12乙所示，

〃所受的重力為G,桌面對〃的支持力為M則（）

甲乙

圖10-12

A.力時刻A>G,〃有收縮的趨勢

B.G時刻A-6,2有擴張的趨勢

C.七時刻36,此時P中沒有感應(yīng)電流

D.乙時刻力VG,此時〃中無感應(yīng)電流

A[當(dāng)螺線管中電流增大時，其形成的磁場不斷增加，因此線圈戶中的磁通量增大，依

據(jù)楞次定律可知線圈P將阻礙其磁通量的增大，故線圈有遠(yuǎn)離和面積收縮的趨勢，則N

>6,尸有收縮的趨勢，故A正確；當(dāng)螺線管中電流不變時，其形成磁場不變，線圈尸中

的磁通量不變，因此磁鐵線圈中無感應(yīng)電流產(chǎn)生，此時P沒有擴張的趨勢，故B錯誤；

心時刻螺線管中電流為零，八三G；但是線圈。中磁通量是改變的，因此此時線圈中有感

應(yīng)電流，故C錯誤.當(dāng)螺線管中電流不變時，其形成磁場不變，線圈戶中的磁通量不變，

因此磁鐵線圈中無感應(yīng)電流產(chǎn)生，故h時刻八此時〃中無感應(yīng)電流，故D錯誤.]

考點3|電磁感應(yīng)中弓路和能量問題難度；較大題型：選擇題、計算題五年3考

(對應(yīng)學(xué)生用書第51頁)

兇品真題——高考怎么考？

6.(2024?江蘇高考『J做磁共振(MRI)檢查時，對人體施加的磁場發(fā)生改變時會在肌肉組

織中產(chǎn)生感應(yīng)電流.某同學(xué)為了估算該感應(yīng)電流對肌肉組織的影響，將包袱在骨骼上的一

圈肌肉組織等效成單匝線圈，線圈的半徑r=5.0cm,線圈導(dǎo)線的截面枳力=0.80cm2,

電阻率P=l.5Q-m.如圖10-13所示，勻強磁場方向與線圈平面垂直，若磁感應(yīng)強度

B在0.3s內(nèi)從1.5T勻稱地減為零，求：(計算結(jié)果保留一位有效數(shù)字)

(1)該圈肌肉組織的電阻"：

⑵該圈肌肉組織中的感應(yīng)電動勢

(3)0.3s內(nèi)該圈肌肉組織中產(chǎn)生的熱量。.

【解題關(guān)鍵】解此題的關(guān)鍵有兩點：

(1)留意區(qū)分線圈的面積和線圈導(dǎo)線的截面積.

⑵磁感應(yīng)強度勻稱減小，線圈中電流恒定不變.

2JT廠

【解析】(1)由電阻定律得Q。一廠，代入數(shù)據(jù)得

加6X10，Q.

Ai??JJ/

⑵感應(yīng)電動勢￡=———，代入數(shù)據(jù)得八4X10-2v.

⑶由焦耳定律得0=與Ab代入數(shù)據(jù)得g8Xl(Tj.

.T

【答案】(D6X103Q(2)4X1()Tv(3)8X10-8J

7.(2024?江蘇高考八,)如圖10?14所示，勻強磁場中有一矩形閉合線圈aAd,線圈平面與

磁場垂直.已知線圈的匝數(shù)A-10(),邊長泌=1.()m、bc=0.5m,電阻r=2Q.磁感

應(yīng)強度〃在0?Is內(nèi)從零勻稱改變到0.21.在1?5s內(nèi)從0.2T勻稱改變到一U.21,

取垂直紙面對里為磁場的正方向.求：

XXXXX

?----------B

XXXXX

X</XXXcX

圖10-14

(1)0.5s時線圈內(nèi)感應(yīng)電動勢的大小月和感應(yīng)電流的方向；

(2)在1?5s內(nèi)通過線圈的電荷量仍

(3)在。?5s內(nèi)線圈產(chǎn)生的焦耳熱Q.

【導(dǎo)學(xué)號:17214167]

【解析】(1)感應(yīng)電動勢E'=N'',磁通量的改變量A內(nèi)=△BS解得

△4口Ei

代入數(shù)據(jù)得￡=10V,感應(yīng)電流的方向為(/-*°-*方-*a.

(2)同理可得后=/V,感應(yīng)電流入=乙

△匯2r

電荷量0=72小￡2,解得0=N■^臺，代入數(shù)據(jù)得Q=ioC.

(3)0?1s內(nèi)的焦耳熱Q尸卜卜力，且/=;,1?5s內(nèi)的焦耳熱t(yī)2

由gQ+Q”代入數(shù)據(jù)得值100J.

【答案】(1)10V,感應(yīng)電流的方向為a―仆c-￡-a

(2)10C(3)100J

8.(2024?江蘇高考九)如圖10-15所示,兩條相距?的平行金屬導(dǎo)軌位于同一水平面內(nèi),

其右端接一阻值為"的電阻.質(zhì)量為勿的金屬桿靜置在導(dǎo)軌匕其左側(cè)的矩形勻強磁場區(qū)

域MW0的磁感應(yīng)強度大小為反方向豎直向下.當(dāng)該磁場區(qū)域以速度為勻速地向右掃過

金屬桿后，金屬桿的速度變?yōu)樨皩?dǎo)軌和金屬桿的電阻不計，導(dǎo)軌光滑且足夠長，桿在運

動過程中始終與導(dǎo)軌垂直且兩端與導(dǎo)軌保持良好接觸.求：

N

圖10-15

(l)J介剛掃過金屬桿時，桿中感應(yīng)電流的大小I；

(2)期V剛掃過金屬桿時，桿的加速度大小a；

(3)河剛要離開金屬桿時，感應(yīng)電流的功率R

【導(dǎo)學(xué)號:17214168]

【解析】⑴就V剛掃過金屬桿時，金屬桿的感應(yīng)電動勢〃=〃八。①

回路的感應(yīng)電流1=能

由①②式解得/=等.③

(2)金屬桿所受的安培力F=BIc?

由牛頓其次定律得，對金屬桿/⑤

由③④⑤式得⑥

mK

(3)金屬桿切割磁感線的相對速度/=%—@

感應(yīng)電動勢￡=及“⑧

感應(yīng)電流的電功率片*

/f&JA—V2

由⑦⑧⑨式得Q-----7----------.⑩

K

7

【答案】⑴等⑵華(3嚴(yán)

RmRJR,

必?fù)裰仉y——備學(xué)考什么？

用動力學(xué)觀點、能量觀點解答電磁感應(yīng)問題的一般步驟

必練考向——迎考縹什么？

?考向1電磁感應(yīng)中的電路問題

8.（2024?鹽城二模）如圖10-16所示，兩根水平放置的平行金屬導(dǎo)軌，其末端連接等寬的

四分之一圓弧導(dǎo)軌，圓弧半徑「=0.41m,導(dǎo)軌的間距為￡=0.5m,導(dǎo)軌的電阻與摩擦

均不計.在導(dǎo)軌的頂端接有阻值為分=1.5Q的電阻，整個裝置處在豎直向上的勻強磁

場中，磁感應(yīng)強度Q0.2T,現(xiàn)有一根長度稍大于￡、電阻展=0.5Q、質(zhì)量m=l.0kg

的金屬棒，金屬棒在水平拉力人作用下，從圖中位置由靜止起先勻加速運動，在1=0

時刻，龍=1.5N,經(jīng)2.0s運動到cd時撤去拉力，棒剛好能沖到最高點ab、（重力加

速度g=10m/s2）.求：

圖10-16

（1）金屬棒做勻加速直線運動的加速度；

⑵金屬棒運動到cd時電壓表的讀數(shù)；

⑶金屬棒從cd運動到段過程中電阻用上產(chǎn)生的焦耳熱.

【導(dǎo)學(xué)號：17214169]

【解析】（1）依據(jù)題意，金屬棒從“位置起先勻加速運動，依據(jù)牛頓其次定律，有先

=ma

解得：a=-=7^=1-5m/s2.

（2）金屬棒運動到cd時的速度v=at=1.5X2.0m/s=3m/s

感應(yīng)電動勢￡'=員＞=0.2X0.5X3V=0.3V

_TE0.3

感應(yīng)電流I—?in-'?7A=0.15A

R\十R1.5r+n0.5

電壓表的讀數(shù)。三/分=0.15X1.5V=0.225V.

（3）依據(jù)能量守恒定律，有：J/〃/=/〃gr+0

乙

解得：0=0.4J

電阻印上產(chǎn)生的焦耳熱為6=丁^石0=1_.八LXO.4J=0.3J

片）十傕I?＞十U.D

【答案】（1）1.5m/s2（2）0.225V（3）0.3J

?考向2電磁感應(yīng)的動力學(xué)問題

9.（多選）（2024?南京一模）如圖10?17所示，勻稱導(dǎo)體圍成等腰閉合三角形線圈&加，底

邊與勻強磁場的邊界平行，磁場的寬度大于三角形的高度.線圈從磁場上方某一高度處由

靜止起先豎直下落，穿過該磁場區(qū)域，不計空氣阻力.則下列說法中正確的是（：'

圖10-17

A.線圈進磁場的過程中，可能做勻速直線運劭

B.線圈底邊進、出磁場時線圈的加速度可能一樣

C.線圈出磁場的過程中，可能做先減速后加速的直線運動

D.線圈底邊進、出磁場時，線圈所受安培力可能大小相等，方向不同

BC[假如勻速，因為有效切割長度越小來越小，安涪力會越來越小，不行能勻速運動，

故A錯誤；假如線圈匕較高，進入磁場后先減速后加速，可能導(dǎo)致進磁場的速度和出磁

於v

場的速度是一樣的，安培力，,安==，速度一樣，安培力一樣，依據(jù)牛頓其次定律，

h

mg—Fma,加速度一樣，故B正確；假如出磁場時，安培力比重力大，那么線圈先

減速，但是在減速的過程中，上面比較窄，安培力會越來越小，最終必定是一個先減速

）/2

后加速的直線運動，故c正確；線圈進出磁場時的速度可能相等，依據(jù)片半，安培

力大小可能相等，但安培力方向都是向上的，阻礙線圈向卜運動，所以安培力方向相同，

故D錯誤.]

10.（2024?南京四模）如圖10-18甲所示，兩根平行的光滑金屬導(dǎo)軌"乂做和左側(cè)收P

間連接的電阻〃構(gòu)成一個固定的水平少型導(dǎo)體框架，導(dǎo)軌電阻不計且足夠長.框架置于一

個方向豎直向下、范圍足夠大的勻強磁場中，磁場左側(cè)邊界是例'.質(zhì)量為加、電阻為二

的導(dǎo)體棒垂直放置在兩導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌接觸良好，給導(dǎo)體棒一個水平向右的初速度的，

棒進入磁場區(qū)后I可路中的電流/隨棒在磁場區(qū)中運動位移點為X軸坐標(biāo)原點)的改變

關(guān)系如圖乙所示，依據(jù)題設(shè)條件和圖中給定數(shù)據(jù)求：

/0'

圖10-18

(1)導(dǎo)體棒進入磁場瞬間回路總電功率辦

(2)導(dǎo)體棒進入磁場瞬間加速度大小曲；

⑶導(dǎo)體棒運動全過程中電阻R上產(chǎn)生的電熱a.

【導(dǎo)學(xué)號:17214170)

【解析】(D依據(jù)圖乙可得導(dǎo)體棒進入磁場瞬間回路的電流強度為Zo,

依據(jù)電功率的計算公式可得：R=/G?+T).

(2)進入磁場時刻電動勢：區(qū)=應(yīng)％=7a(〃+/')

依據(jù)牛頓其次定律可得棒受安培力產(chǎn)生加速度：BI°L=*

(3)棒從進入磁場到停止運動，由動能定理可得：用尸0一%滋

依據(jù)功能關(guān)系可得回路產(chǎn)生電熱：0=一華=)勿就

4上產(chǎn)生電熱：Q『行0=<2一,

【答案】(1)/("+/)(2)(3)-~TV

mvnzK-Vr

?考向3電磁感應(yīng)的能量問題

11.(2024?南京一模)如圖10-19甲所示，質(zhì)量加=1kg、邊長彭=1.0m、電阻r=2Q

的單匝正方形閉合線圈abed放置在傾角0=30°的斜面上，保持靜止?fàn)顟B(tài).勻強磁場垂

直線圈平面對上，磁感應(yīng)強度8隨時間［改變?nèi)鐖D乙所示，整個線圈都處在磁場中，重力

加速度g=10m/s2.求：

圖10-19

(1)￡=1s時穿過線圈的磁通量；

(2)4s內(nèi)線圈中產(chǎn)生的焦耳熱；

(3)1=3.5s時，線圈受到的摩擦力.

【解析】(1)依據(jù)磁通量定義式，那么E=1s時穿過線圈的磁通量：。=/，=0.IWb.

A夕?SF

(2)由法拉第電磁感應(yīng)定律￡=F—,結(jié)合閉合電路歐姆定律，/=；那么感應(yīng)電流，

4s內(nèi)線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流大小，1=、；：；=0.05A

由圖可知，1總=2s；

依據(jù)焦耳定律，則有：0=1總=0.01J.

(3)雖然穿過線圈的磁通量改變，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，但因各邊均受到安培力，依據(jù)

矢量的合成法則，則線圈受到的安培力的合力為零，因此￡=3.5s時，線圈受到的摩

擦力等于重力沿著斜面的分力，即：f=，曄in。=5N.

【答案】(DO.1Wb(2)0.01J(3)5N

12.(2024?徐州模擬)如圖10-20甲所示,質(zhì)量為M的“n”形金屬框架,MW0放在傾角為

〃的絕緣斜面上，框架期K/切部分的電阻不計，相距為￡,上端AF部分的電阻為兄

根光滑金屬棒仍在平行于斜面的力(圖中未畫出)的作用下，靜止在距離框架上端NP為L

的位置.整個裝置處于加直斜面對下的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度8隨時間￡改變的規(guī)律如

圖乙所示，其中A、均為已知量.已知助棒的質(zhì)量為制電阻為兄長為。與框架接

觸良好并始終相對斜面靜止，玄時刻框架也靜止，框架與斜面間的動摩擦因數(shù)為〃，最大

靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度為g.求：

圖10-20

(1)益時刻，流過々6棒的電流大小和方向;

(2)0?Z。時間內(nèi)，通過油棒的電荷量及汕棒產(chǎn)生的熱量;

(3)框架就W0什么時候起先運動？

【導(dǎo)學(xué)號：17214171)

A(pAH

【解析】(1)設(shè)回路中的感應(yīng)電動勢為E,由法拉第電磁感應(yīng)定律有：E=n—=—S

八「△「

~to

卜，K/3

由閉合電路歐姆定律可得金屬棒中的電流大小為：/

Z/rZ/rto

由楞次定律知，金屬棒中的電流方向是a—尻

R/2

(2)由電荷量的計算公式可得流過棒的電荷量為：q=C=妥,依據(jù)焦耳定律可得

加棒產(chǎn)生的熱量為：Q=fRS=

4Rh

(3)設(shè)經(jīng)時間七框架恰好要動，對框架分析受力，有：稱sin

而f=〃(J/+加)周os8,

依據(jù)安培力的計算公式可得：產(chǎn)安=8/3

而磁感應(yīng)強度為：B尸陪片I

to

小、初.24瑁J/+/77夕os0一，3in

代入解得：t=-----前to.

【答案】(D會■，方向是3~*方(2)黑今~

2/rJo乙KAKto

2R&\.//，什刀口os。一.姐sin〃],為任一辦

(3)經(jīng)過----------------------------------打起先運動

熱點模型解讀|電磁感應(yīng)中的“桿+導(dǎo)軌”模型

(對應(yīng)學(xué)生用書第54頁)

2024?全國卷

考題2024?全國甲卷，2024?全國丙卷T252024?全國卷IT25

II丁25

“XXXX

XXX|xq?||;可

模型*11-尸XXxt

展示XXX)(

單側(cè)磁場模型D含電容電路切割模

雙側(cè)磁場模型

族轉(zhuǎn)切割模型

型

模型金屬棒切割磁感線E兩側(cè)存在電源，可能電動勢的計算金屬棒切割磁感線

解讀=應(yīng)匕導(dǎo)體棒是電同時存在，可能先后按中間的速度給電容器充電.電路

源、安培力做負(fù)功