一、高考導航
二、電磁感應
電磁感應是電磁學中乙個重點內容，也是高中物理綜合性最強的內容之一，高考每年必考。電磁感應牽涉的知識面很廣，是高考的熱點內容之一，試題綜合程度高，難度較大。
在知識上，它既與電路的分析計算密切相關，又與力學中力的平衡、牛頓運動定律、動量定理及動量守恆、功能關係與能量守恆等知識有機結合，與實際問題相結合；在方法和能力上，它既可考查學生形象思維和抽象思維能力、分析推理和綜合能力，又可考查學生運用數學知識（如函式應用、討論、影象法等）的能力。
（一）楞次定律的使用步驟
（二）楞次定律的推廣
1、推廣表述——感應電流的效果總是阻礙（或反抗）引起感應電流的原因。
其具體方式為：
（1）阻礙原磁通量的變化——「增反減同」
（2）阻礙（導體與磁體的）相對運動——「來拒去留」
（3）使線圈（或環路）面積有擴大或縮小的趨勢——「增縮減擴」
（4）阻礙原電流的變化（自感現象）——「增反減同」
2、「阻礙」的含義
「阻礙」不是「阻止」，應是反抗磁通量增加而不能阻止總磁通量的增加；補償磁通量的減小而不能阻止總磁通量的減小。
從導體和磁場的相對運動角度來看，感應電流總要阻礙相對運動；外力正是在克服感應電流磁場的阻礙作用中實現把機械所轉化為電能。
在自感現象中，阻礙原電流的變化。
3、特例：右手定則：抓住「因果關係」——「因動而電」
當導體做切割磁感線運動時，用右手定則判斷導體中電流的方向比較方便。
（三）法拉第電磁感應定律
1、公式
常用方式：
當磁場本身在變化的同時（），電路中還有一部分導體做切割磁感線運動（），則上述兩種電動勢同時存在，應予以分別分析。
2、公式與比較和應用
（1）是普適的
是特例,用於切割磁感線求感應電動勢，l是既垂直於b又垂直於v的有效切割長度。
（2）公式和是統一的。
當→0時，為瞬時感應電動勢，只是由於高中數學知識所限，現在還不能這樣求瞬時感應電動勢。而公式中的v若代入，則求出的e為平均感應電動勢。
（3）求的是時間內的平均感應電動勢，e與某段時間或某個過程相對應；e是整個迴路的感應電動勢，整個迴路的感應電動勢為零時，其迴路中某段導體的感應電動勢不一定為零，電源部分不容易確定。
（4），v為瞬時速度時，e為瞬時感應電動勢，與某個時刻或某個位置相對應。迴路中切割磁感線的這部分導體相當於電源。
3、公式應用時注意事項
（1）適用於導體切割磁感線時求瞬時感應電動勢（或平均感應電動勢）。當v為瞬時速度時，則e為瞬時電動勢；當v為平均速度時e為平均電動勢。
（2）適用條件：
當θ=90o時，
（3）l為有效切割長度，即導體兩端點連線線段在與b垂直平面內投影長度在垂直於v方向上的投影長度。例如
（4）特例
①導體繞其線上某一點o在垂直於勻強磁場b的平面內以角速度ω轉動時，則
當l』=0，
②線框繞垂直於強磁場方向的一條軸以角速度ω轉動，如果從中性面開始計時，（ n為匝數，s為線框面積）。
（四）自感現象：
1、關係式
因，設，則
自感電動勢大小
l——自感係數，只與線圈本身引數有關，與通否電流無關，線圈加長，線圈加粗，匝數變密，插入鐵芯等均可使l增加。
2、自感電動勢方向依據楞次定律判斷
ii↑e自與i反向
i↓e自與i同方向
3、自感的存在，使得通過線圈的電流不能「突變」。
線圈中自感電動勢大小取決於線圈自感係數和電流變化率。
（1）原電流增加時（如電路接通時），電流只能從起始值逐漸增加到穩定值，引起的自感電動勢不可能大於加**圈兩端外電壓（或原電源電動勢）。
（2）原電流減小時，電流只能從起始值逐漸減小，至穩定值，引起的自感電動勢可以大於、小於、等於加**圈兩端的外電壓（或原電源電動勢大小）。當電路斷開時，e自可以大於源電源電動勢大小。
線圈中所產生的自感電流一定小於等於原電流的數值。
（五）電磁感應定律的綜合應用
相關鏈結：受力分析、合力方向與速度變化、圓周運動、勻變速直線（或曲線）運動、動量定理、動量守恆定律、功能關係、能的轉化與守恆等力學知識；電流方向與電勢高低、電功、電功率、歐姆定律、焦耳定律等電路知識。
1、電磁感應中的電路問題
在電磁感應中，切割磁感線的導體或磁通量發生變化的迴路將產生感應電動勢，該導體或迴路相當於電源，因此，電磁感應問題往往又和電路問題聯絡在一起，解題基本方法是：
（1）確定電源：用法拉第電磁感應定律和楞次定律確定感應電動勢的大小與方向
（2）畫等效電路圖，注意區分內外電路，區別路端電壓、電動勢等。
（3）運用閉合電路歐姆定律、串並聯電路性質、電動率等公式聯立求解。
【例1】兩根光滑的長直金屬導軌mn、m』m』平行置於同一水平面內，導軌間距為l，電阻不計，m、m』處接如圖所示的電路，電路中各電阻的阻值均為r，電容器的電容為c，長度也為l、阻值也為r的金屬棒ab垂直於導軌放置，導軌處於磁感應強度為b、方向垂直紙面向裡的勻強磁場中，ab在外力作用下向右勻速運動且與導軌保持良好接觸，在ab運動距離為x的過程中，整個迴路產生的焦耳熱為q，求：
（1）ab運動速度v的大小；
（2）電容器所帶的電荷量q。
[思路分析]ab切割磁感線產生感應電動勢為電源，電動勢可由計算，其中v為所求，再結合歐姆定律、焦耳定律、電容器及運動學知識列方程可解得。
【解析】（1）設ab上產生的感應電動勢為e，迴路中的電流為i，ab運動距離x所用時間為t，三個電阻r與電源串聯，總電阻為4r，則恆定，
由閉合電路歐姆定律有恆定
由焦耳定律有
∴（2）電容器兩極板間電勢差u1=ir
又 q=cu1 而
【例2】一正方形導線框abcd，邊長為l，其中ab間接內阻為r0的電壓表，其餘各邊均連線電阻為r0，導線電阻忽略不計，當線框平面沿垂直有界勻強磁場方向（如圖所示）以速度v水平向右通過ⅰ、ⅱ、ⅲ位置時，若ab間電勢差的大小分別為u1、u2、u3，電壓表的讀數分別為u1』、u2』、u3』，則下列判斷正確的是（ ）
a．u1= u1』> u2= u2』> u3= u3』
b．u2> u3> u1, u2』> u3』> u1』
c．u3> u2> u1, u3』> u2』> u1』
d．u2> u3> u3』= u1= u1』, u2』=0
【解析】
當線框在i位置時，等效電路如圖，cd邊為內電路，，r=r0，外電路總電阻為r=3r0，則，所以。
當線框在ⅱ位置時，等效電路如圖，ab邊和cd電動勢相互抵消，i=0，電壓表示數。
而ab間的電勢差。
當線框在ⅲ位置時，等效電路如圖ab邊為內電路,伏特表電阻為電源內電阻，r=rv=r0
e=blv, 外電阻r=3r0
ab兩端電壓相當於路端電壓，。
而電壓表是連線於「電源」（即ab導體）內電路兩端，其讀數是表示內電壓
綜合判斷本題正確答案為d
【例3】（2010江蘇物理卷，4，3分）如圖所示的電路中，電源的電動勢為e,內阻為r,電感l的電阻不計，電阻r的阻值大於燈泡d的阻值，在t=0時刻閉合開關s,經過一段時間後，在t=t1時刻斷開s,下列表示a、b兩點間電壓uab隨時間t變化的影象中，正確的是（ ）
【解析】（1）剛閉合s時，電感l的阻抗很大，外電阻可看成燈泡d的阻值rd；穩定後，阻抗消失，外電阻為r與rd的併聯值，因併聯電阻阻值小於rd，故uab變小，因此可排除選項a、c
（2）s斷開，l中電流不能立即消失，l、r、rd組成迴路因此燈泡d中電流反向且逐漸變小，故燈泡d兩端電壓uab<0，且逐漸減為零，故b正確。
【練習】把總電阻為2r和r的兩條粗細均勻的電組絲焊接成直徑分別為2d，d 的兩個同心圓環，水平固定在絕緣桌面上，在大小兩環之間區域分布豎直向下、磁感應強度為b的勻強磁場。一長度為2d，電阻為r的粗細均勻的金屬棒mn放在圓環上，與兩圓環始終保持良好的接觸，如圖所示。現金屬棒的恆定的速度v向右運動，當其經過環心o時，試求：
（1）金屬棒mn產生的總的感應電動勢。
（2）金屬棒mn上的電流及方向。
（3）棒與小圓環的接觸點e、f間的電壓。
（4）大小圓環消耗功率之比。
【解析】
金屬棒mn可分成三個部分me、ef和fn，其中me、fn兩部分相當於有內阻的電源，ef則是外電路的一部分。
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