蔣明星

(甘肅省酒泉中學 735000)

電磁感應現(xiàn)象在物理學中具有重要的地位.所涉及的核心內(nèi)容是楞次定律和法拉第電磁感應定律，而對楞次定律、法拉第電磁感應定律的靈活應用能很好地考查學生的物理觀念和科學思維的核心素養(yǎng)，自然而然受到高考命題者的青睞，是高考的高頻考點.涉及電路問題、圖像問題、動力學問題及能量和動量問題.

一、近三年全國卷“電磁感應中的綜合問題”專題的考情分析及命題特點

1.考情分析

近三年全國卷對“電磁感應中的綜合問題”的考查情況如表1所示.

表1 近三年全國卷對“電磁感應中的綜合問題”的考查統(tǒng)計

2.命題特點

從近三年的全國卷可以看出，電磁感應中的綜合問題每年必考，屬于絕對的高頻考點；考查題型限于理科綜合的要求，以選擇題的形式出現(xiàn)；而且自2017年“動量”納入必考后，動量和能量的綜合在電磁感應的考題中出現(xiàn)也有很大可能，能更全面的考查學生的分析綜合、處理問題的能力.

二、電磁感應中的電路問題與圖像問題

電磁感應現(xiàn)象中常見的圖像有兩大類：第一類是隨時間t變化的圖像，如磁感應強度隨時間變化的B-t圖、磁通量隨時間變化的Ф-t圖、感應電動勢隨時間變化的E-t圖、感應電流隨時間變化的i-t圖、安培力隨時間變化的F-t圖等；第二類是隨位移x變化的圖像，如感應電動勢隨位移變化的E-x圖、感應電流隨位移變化的i-x圖等.

解決圖像問題的要領可歸納為“六看”，即一看“軸”；二看“線”；三看“斜率”；四看“截距”；五看“面積”；六看“拐點”.

例1 (2019年全國卷Ⅰ)(多選)空間存在一方向與紙面垂直、大小隨時間變化的勻強磁場，其邊界如圖1(a)中虛線MN所示.一硬質(zhì)細導線的電阻率為ρ、橫截面積為S，將該導線做成半徑為r的圓環(huán)固定在紙面內(nèi)，圓心O在MN上.t=0時磁感應強度的方向如圖1(a)所示；磁感應強度B隨時間t的變化關系如圖1(b)所示，則在t=0到t=t1的時間間隔內(nèi)( ).

圖1

A．圓環(huán)所受安培力的方向始終不變

B．圓環(huán)中的感應電流始終沿順時針方向

三、電磁感應中的動力學問題與能量和動量問題

電磁感應中的動力學問題的分析思路如圖2所示.

在電磁感應的動力學問題與能量和動量問題中，要求我們做好“六個”環(huán)節(jié)的分析，才能全方位認識這類問題的本質(zhì)，如圖3所示.

例2 (多選)如圖4所示，有電阻不計的兩條平行金屬導軌MN和PQ，其間距l(xiāng)=0.5m，導軌彎曲部分光滑，水平平直部分粗糙，兩者平滑連接，右端接一個阻值R=5Ω的定值電阻.導軌的平直部分左邊區(qū)域有寬度d=0.8m、方向豎直向上、磁感應強度大小B=2T的勻強磁場.一長l=0.5m、質(zhì)量m=1kg、電阻R0=5Ω的金屬棒垂直導軌放置，從高h=0.45m處靜止釋放，到達磁場右邊界處恰好停止運動.已知金屬棒與平直導軌間的動摩擦因數(shù)為μ=0.5，金屬棒與導軌間接觸良好，當?shù)氐闹亓铀俣热?0m/s2.則金屬棒穿過磁場區(qū)域的過程中( ).

A．金屬棒所受的最大安培力為0.3N

B．通過金屬棒的電荷量為0.04C

C．克服安培力所做的功4.5J

D．金屬棒產(chǎn)生的焦耳熱為0.25J