【配套word版文档】专题05 电磁感应和电路-【步步高】2019高考大二轮专题复习与增分策略物理（江苏版）

第1讲　电磁感应 1．楞次定律中“阻碍”的表现 (1)阻碍磁通量的变化(增反减同)． (2)阻碍物体间的相对运动(来拒去留)． (3)阻碍原电流的变化(自感现象)． 2．感应电动势的计算 (1)法拉第电磁感应定律：E＝n，常用于计算感应电动势的平均值． ①若B变，而S不变，则E＝nS； ②若S变，而B不变，则E＝nB. (2)导体棒垂直切割磁感线：E＝Blv，主要用于求感应电动势的瞬时值． (3)如图1所示，导体棒Oa围绕棒的一端O在垂直匀强磁场的平面内做匀速圆周运动而切割磁感线，产生的感应电动势E＝Bl2ω. 图1 3．感应电荷量的计算 回路中磁通量发生变化时，在Δt时间内迁移的电荷量(感应电荷量)为q＝I·Δt＝·Δt＝n·Δt＝n.可见，q仅由回路电阻R和磁通量的变化量ΔΦ决定，与发生磁通量变化的时间Δt无关． 4．电磁感应电路中产生的焦耳热 当电路中电流恒定时，可用焦耳定律计算；当电路中电流变化时，则用功能关系或能量守恒定律计算． 解决感应电路综合问题的一般思路是“先电后力”，即： 先作“源”的分析——分析电路中由电磁感应所产生的“电源”，求出电源参数E和r； 接着进行“路”的分析——分析电路结构，弄清串、并联关系，求出相关部分的电流大小，以便求解安培力； 然后是“力”的分析——分析研究对象(通常是金属棒、导体、线圈等)的受力情况，尤其注意其所受的安培力； 接着进行“运动状态”的分析——根据力和运动的关系，判断出正确的运动模型； 最后是“能量”的分析——寻找电磁感应过程和研究对象的运动过程中，其能量转化和守恒的关系． 高考题型1　楞次定律和法拉第电磁感应定律的应用 1．感应电流方向的判断方法：楞次定律或右手定则． 2．左手定则和右手定则 (1)无论是“安培力”还是“洛伦兹力”，只要是“力”都用左手判断． (2)切割磁感线产生电流要用右手定则判断．但电流周围的磁场方向要用安培定则判断． 例1　(2018·泰州中学模拟)被弯成正弦函数图象形状的导体棒a和直导体棒b放置在如图2所示的坐标系中，a、b的右端通过导线与阻值R＝5 Ω的电阻连接，导体棒c与y轴重合，整个装置处在方向垂直坐标系向里、磁感应强度B＝1 T的匀强磁场中(图中未画出)，除R外不计一切电阻，现使导体棒c在水平力F作用下从图示位置以v＝5 m/s的速度匀速运动至a、b右端，整个过程中导体棒a、b和c保持良好接触，不计一切摩擦，则(　　) 图2 A．流过电阻R的电流方向如图中箭头所示 B．水平力F的最小值为0.32 N C．电阻R电压的最大值为4 V D．水平力F的最大功率为7.2 W 答案　D 解析　导体棒c向右运动过程中，穿过回路的磁通量减小，根据楞次定律“增反减同”知，感应电流的磁场垂直坐标系向里，由安培定则可知，流过电阻R的电流方向与题图中箭头所示的方向相反，故A错误．c棒有效切割长度的最小值为Lmin＝0.4 m，产生的感应电动势最小值为Emin＝BLminv＝1×0.4×5 V＝2 V，感应电流最小值为Imin＝0.4 A，c棒所受安培力的最小值为F安min＝BIminLmin＝1×0.4×0.4 N＝0.16 N，金属棒匀速运动，由平衡条件可得，水平力F的最小值为Fmin＝F安min＝0.16 N，故B错误．c棒有效切割长度的最大值为Lmax＝1.2 m，产生的感应电动势最大值为Emax＝BLmaxv＝1×1.2×5 V＝6 V，感应电流最大值为Imax＝1.2 A，c棒所受安培力的最大值为F安max＝BImaxLmax＝1×1.2×1.2 N＝1.44 N，金属棒匀速运动，由平衡条件可得，水平力F的最大值为Fmax＝F安max＝1.44 N，水平力F的最大功率为Pmax＝Fmaxv＝1.44×5 W＝7.2 W，故C错误，D正确． 拓展训练1　(多选) (2018·南通市等七市三模)健身车上装有金属电磁阻尼飞轮，飞轮附近固定一电磁铁，示意图如图3所示，人在健身时带动飞轮转动．则(　　) 图3 A．飞轮转速越大，阻尼越大 B．电磁铁所接电压越大，阻尼越大 C．飞轮材料电阻率越大，阻尼越大 D．飞轮材料密度越大，阻尼越大 答案　AB 解析　飞轮在磁场中做切割磁感线的运动，所以会产生感应电动势和感应电流，根据楞次定律可知，磁场会对运动的飞轮产生阻力，以阻碍飞轮与磁场之间的相对运动，所以飞轮受到的阻力主要来源于电磁铁对它的安培力，飞轮转速越大，感应电流越大，阻尼越大，故A正确；电磁铁所接电压越大，飞轮所在处的磁感应强度越强，在飞轮转速一定时，飞轮上产生的感应电动势和感应电流越大，飞轮受到的阻力越大，故B正确；电阻越大产生的感应电流越小，阻尼越小，故C错误；由以上分析可知，电磁阻尼大小与飞轮材料密度无关，故D错误． 拓展训练2　(多选)(2018·苏州