专题11 电磁感应及其综合应用-2021年高考物理二轮复习提分技巧

2021年高考物理二轮复习提分技巧 专题11电磁感应及其综合应用 (1)方法技巧 ①能量守恒法；②排除法；③等效法；④模型法． (2)易错归纳 ①右手定则、安培定则、左手定则要分清；②公式E＝neq \f(ΔB,Δt)S中的S是有效面积；③当安培力为变力时，不能用功的定义去求，应用功能关系． 考向1　楞次定律和法拉第电磁感应定律的应用 1．感应电流 (1)产生条件 ①闭合电路的部分导体做切割磁感线运动； ②或者穿过闭合电路的磁通量发生变化． (2)方向判断 右手定则：一般适用于导体棒切割磁感线情形． 楞次定律：一般适用于线圈面积不变，磁感应强度发生变化的情形． 2．感应电动势的计算 (1)法拉第电磁感应定律：E＝neq \f(ΔΦ,Δt).若B变，而S不变，则E＝neq \f(ΔB,Δt)S；若S变而B不变，则E＝nBeq \f(ΔS,Δt).常用于计算平均电动势． (2)导体垂直切割磁感线运动：E＝Blv，主要用于求电动势的瞬时值． 用法拉第电磁感应定律求解感应电动势常见情况与方法 情 景 图 研究对象 回路(不一定闭合) 一段直导线(或等效成直导线) 绕一端转动的一段导体棒 绕与B垂直的轴转动的导线框 表达式 E＝neq \f(ΔΦ,Δt) E＝BLvsinθ E＝eq \f(1,2)BL2ω E＝NBSωsinωt [例1]（2020·全国高三专题练习）如图所示，在半径为R圆形区域内存在垂直于平面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，圆外无磁场。一根长为 的导体杆 水平放置，a端处在圆形磁场的边界，现使杆绕a端以角速度为 逆时针匀速旋转180°，在旋转过程中（　　） A．b端的电势始终高于a端 B． 杆电动势最大值 C．全过程中， 杆平均电动势 D．当杆旋转 时， 间电势差 [例2]（2020·河北衡水市·衡水中学高三月考）如图甲所示，虚线 左右两边分别存在垂直于纸面、方向相反、磁感应强度大小为 的匀强磁场，一半径为r、由硬质导线做成的金属圆环固定在纸面内，圆心O在 上。以垂直纸面向外为磁场的正方向，若 左侧的磁场磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示，金属圆环的总电阻为R，下列说法正确的是（　　） A．在 到 的时间间隔内，圆环中的磁通量一直在增加 B．在 到 的时间间隔内，圆环中的感应电流始终沿逆时针方向 C．在 时刻，圆环受到的安培力大小为 D．在 时刻，圆环受到的安培力大小为 [例3]（2020·河南洛阳市·高三一模）延时继电器是生产生活中常用的电气设备，一种延时继电器的电路原理图如图所示。对于该延时继电器，下列说法正确的是（　　） A．使用时，电路中的线圈P起到延时作用 B．使用时，电路中的线圈Q起到延时作用 C．断开S瞬间，Q中感应电流的方向为a→G→b D．闭合S瞬间，Q中感应电流的方向为a→G→b [例4]（2021·全国高三专题练习）如图，圆环形导体线圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一竖直螺线管b，二者轴线重合，螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图所示的电路。若将滑动变阻器的滑片P向下滑动，下列表述正确的是（ ） A．线圈a有缩小的趋势 B．穿过线圈a的磁通量变小 C．线圈a对水平桌面的压力 将增大 D．线圈a中将产生俯视顺时针方向的感应电流 [例5]（2020·全国高三专题练习）如图甲所示，圆形线圈P静止在水平桌面上，其正上方固定一螺线管Q，P和Q共轴，Q中的电流i随时间t变化的规律如图乙所示，取甲图中电流方向为正方向，P所受的重力为G，桌面对P的支持力为FN，则（　　） A．在t1时刻，FN>G，P有收缩的趋势 B．在t2时刻，FN=G，穿过P的磁通量不变 C．在t3时刻，FN=G，P中有感应电流 D．在t4时刻，FN>G，P有收缩的趋势 [例6]（2021·全国高二期末）如图所示，固定在水平面上的半径为r的金属圆环内存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。长为l的金属棒，一端与圆环接触良好，另一端固定在竖直导电转轴 上，随轴以角速度 匀速转动。在圆环的A点和电刷间接有阻值为R的电阻和电容为C、板间距为d的平行板电容器，有一带电微粒在电容器极板间处于静止状态。已知重力加速度为g，不计其它电阻和摩擦，下列说法正确的是（　　） A．棒产生的电动势为 B．微粒的电荷量与质量之比为 C．电阻消耗的电功率为 D．电容器所带的电荷量为 [例7]（2020·河南高三一模）如图甲所示，轻质细线吊着一质量为 、边长 的正方形单面线圈，其总电阻 。在线圈的中间位置以下区域分布着垂直纸面向里的磁场，磁感应强度B大小随时间t的变化关系如图乙所示。下列说法正确的是（ ）（　　） A．线圈中产生逆时针方向的感应电流 B．线圈中的感应电流大小为 C． 时轻质细线的拉力