4-15 电磁感应-2021【步步高】高考物理大二轮专题复习与增分策略（通用）皖黑吉陕新蒙晋赣青甘豫宁课件PPT

第15课时　电磁感应 专题四　电路与电磁感应 内容索引 NEIRONGSUOYIN 高考题型1　楞次定律与法拉第电磁感应定律的应用 高考题型2　电磁感应中的图象问题 高考题型3　电磁感应中的动力学与能量问题 专题强化练 高考题型1　楞次定律与法拉第电磁感应定律的应用 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)阻碍物体间的相对运动——“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： (2)导线棒垂直切割磁感线：E＝BLv. (4)线圈绕与磁场垂直的轴匀速转动e＝nBSωsin ωt. 例1　(2020·全国卷Ⅲ·14)如图1，水平放置的圆柱形光滑玻璃棒左边绕有一线圈，右边套有一金属圆环.圆环初始时静止.将图中开关S由断开状态拨至连接状态，电路接通的瞬间，可观察到 A.拨至M端或N端，圆环都向左运动 B.拨至M端或N端，圆环都向右运动 C.拨至M端时圆环向左运动，拨至N端时向右运动 D.拨至M端时圆环向右运动，拨至N端时向左运动 考题示例 √ 图1 解析　开关S由断开状态拨至连接状态，不论拨至M端还是N端，通过圆环的磁通量均增加，根据楞次定律(增离减靠)可知圆环会阻碍磁通量的增加，即向右运动，故选B. 例2　(多选)(2019·全国卷Ⅰ·20)空间存在一方向与纸面垂直、大小随时间变化的匀强磁场，其边界如图2(a)中虚线MN所示.一硬质细导线的电阻率为ρ、横截面积为S，将该导线做成半径为r的圆环固定在纸面内，圆心O在MN上.t＝0时磁感应强度的方向如图(a)所示；磁感应强度B随时间t的变化关系如图(b)所示.则在t＝0到t＝t1的时间间隔内 A.圆环所受安培力的方向始终不变 B.圆环中的感应电流始终沿顺时针方向 图2 √ √ 解析　在0～t0时间内，磁感应强度减小，根据楞次定律可知感应电流的方向为顺时针，圆环所受安培力水平向左； 在t0～t1时间内，磁感应强度反向增大，感应电流的方向仍为顺时针，圆环所受安培力水平向右，所以选项A错误，B正确； 例3　(2018·全国卷Ⅰ·17)如图3，导体轨道OPQS固定，其中PQS是半圆弧，Q为半圆弧的中点，O为圆心.轨道的电阻忽略不计.OM是有一定电阻、可绕O转动的金属杆，M端位于PQS上，OM与轨道接触良好.空间存在与半圆所在平面垂直的匀强磁场，磁感应强度的大小为B.现使OM从OQ位置以恒定的角速度逆时针转到OS位置并固定(过程Ⅰ)；再使磁感应强度的大小以一定的变化率从B增加到B′(过程Ⅱ).在过程Ⅰ、Ⅱ中，流过OM的电荷量相等，则 等于 图3 √ 解析　通过导体横截面的电荷量为： 依题意有：q1＝q2， 命题预测 1.(多选)(2020·江苏南京市、盐城市一模)如图4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 √ 1 2 图4 √ √ 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. 1 2 2.(2020·云南昆明市高三“三诊一模”测试)如图5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 √ 1 2 图5 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