专题14 电磁感应定律及其应用-2021年高考物理二轮复习热点题型归纳与提分秘籍

2021年高考物理二轮复习热点题型归纳与提分秘籍 专题14 电磁感应定律及其应用 目录 一、热点题型归纳 1 【题型一】 楞次定律和法拉第电磁感应定律的应用 1 【题型二】 电磁感应的图象问题 4 【题型三】 电磁感应中的力、电综合问题 9 【题型四】 电磁感应中的动量问题 16 二、高考题型标准练 22 一、热点题型归纳 【题型一】 楞次定律和法拉第电磁感应定律的应用 (1)理解“谁”阻碍“谁”，及如何阻碍． (2)理解楞次定律的广义形式，“结果”阻碍“原因”． 【典例分析1】(多选)(2020·江苏南京市、盐城市一模)如图甲所示，a、b两个绝缘金属环套在同一个光滑的铁芯上．在t＝0时刻，a、b两环处于静止状态，a环中的电流i随时间t的变化规律如图乙所示．下列说法中正确的是(　　) A．t2时刻两环相互吸引 B．t3时刻两环相互排斥 C．t1时刻a环的加速度为零 D．t4时刻b环中感应电流最大 【答案】　ACD 【解析】　在t2时刻与t3时刻，a环中的电流均处于减小阶段，根据楞次定律可知，两环的电流方向相同，则两环相互吸引，故A正确，B错误．a中电流产生磁场，磁场的变化使b中产生电流，才使两环相互作用. 在题图乙中，“变化最快”即曲线的斜率最大．t1时刻曲线的斜率为0，这个瞬间磁场是不变化的，因此两环没有作用力，则加速度为零，故C正确. 虽然t4时刻a环中的电流为零，但是根据该时刻对应的电流的曲线的斜率最大，即该时刻磁通量变化率最大，故t4时刻b环中感应电动势最大，则b环中感应电流最大，故D正确． 【典例分析2】.(2020·云南昆明市高三“三诊一模”测试)如图甲所示，单匝矩形金属线框abcd处在垂直于线框平面的匀强磁场中，线框面积S＝0.3 m2，线框连接一个阻值R＝3 Ω的定值电阻，其余电阻不计，线框的cd边位于磁场边界上．取垂直于纸面向外为磁感应强度B的正方向，磁感应强度B随时间t变化的图象如图乙所示．下列说法正确的是(　　) A．在0～0.4 s内，线框中感应电流沿逆时针方向 B．在0.4～0.8 s内，线框有扩张的趋势 C．在0～0.8 s内，线框中的感应电流为0.1 A D．在0～0.4 s内，ab边所受安培力保持不变 【答案】　C 【解析】　由题图乙所示图线可知，在0～0.4 s内，磁感应强度垂直于纸面向里，磁感应强度减小，则穿过线框的磁通量减小，由楞次定律可知，感应电流沿顺时针方向，故A错误． 由题图乙所示图线可知，在0.4～0.8 s内，穿过线框的磁通量增加，由楞次定律可知，线框有收缩的趋势，故B错误． 由题图乙所示图线可知，在0～0.8 s内，线框产生的感应电动势为： E＝＝S＝×0.3 V＝0.3 V， 线框中的感应电流为：I＝＝ A＝0.1 A，故C正确． 在0～0.4 s内，线框中的感应电流I保持不变，由题图乙所示图线可知，磁感应强度B大小不断减小，由F＝ILB可知，ab边所受安培力不断减小，故D错误． 【提分秘籍】 1．感应电流方向的判断 (1)楞次定律：一般用于线圈面积不变，磁感应强度发生变化的情形． (2)右手定则：一般用于导体棒切割磁感线的情形． 2．楞次定律中“阻碍”的主要表现形式 (1)阻碍原磁通量的变化——“增反减同”； (2)阻碍相对运动——“来拒去留”； (3)使线圈面积有扩大或缩小的趋势——“增缩减扩”； (4)阻碍原电流的变化(自感现象)——“增反减同”． 3．求感应电动势的方法 (1)法拉第电磁感应定律 E＝n (2)垂直切割磁感线E＝BLv. (3)导体棒绕与磁场平行的轴匀速转动E＝Bl2ω. (4)线圈绕与磁场垂直的轴匀速转动e＝nBSωsin ωt. 【强化训练】 1.(多选)(2020·四川泸州市三诊)如图所示，足够长的光滑平行金属导轨水平放置，一端连接一个竖直放置的螺线管，具有一定电阻的金属棒PQ垂直导轨放置，用水平细线跨过光滑的定滑轮，与小物体m连接，导轨间有竖直向下的匀强磁场B，一条形磁铁用细线悬挂在天花板上，放在螺线管的正上方．不计空气阻力和导轨的电阻，小物体离地足够高，运动过程中金属棒始终垂直导轨并接触良好．由静止开始释放小物体，在小物体的运动过程中，下列说法中正确的是(　　) A．悬挂磁铁的细线拉力先增大后不变 B．悬挂磁铁的细线拉力先减小后不变 C．连接金属棒的细线拉力先增大后不变 D．连接金属棒的细线拉力先减小后不变 【答案】　AC 【解析】　金属棒PQ中感应电流方向从P流向Q，则螺线管中的电流是顺时针方向(俯视)，由右手螺旋定则可知，螺线管上端为S极，条形磁铁被吸引，所以悬挂磁铁的细线受到向下的拉力，又因为感应电流先增大，然后保持不变，所以螺线管的磁性先增强，然后保持不变，则悬挂磁铁的细线拉力先增大后不变，故A正确，B错误；设连接金属棒的细线拉力