4-15 电磁感应-2021【步步高】新高考物理大二轮专题复习与增分策略（京津鲁琼辽鄂冀湘渝）word

第15课时　电磁感应 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： E＝n (2)导线棒垂直切割磁感线：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. 考题示例 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(　　) 图1 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 答案　B 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(　　) 图2 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 C．圆环中的感应电流大小为 D．圆环中的感应电动势大小为 答案　BC 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；根据法拉第电磁感应定律得E＝＝πr2·＝，由R＝ρ可得R＝ρ，根据欧姆定律可得I＝＝，所以选项C正确，D错误． 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 A. B. C. D．2 答案　B 解析　通过导体横截面的电荷量为： q＝·Δt＝·Δt＝n 在过程Ⅰ中，流过OM的电荷量为：q1＝ 在过程Ⅱ中，流过OM的电荷量：q2＝ 依题意有：q1＝q2， 即：B·πr2＝(B′－B)·πr2 解得：＝，B正确． 命题预测 1．(多选)(2020·山东济南市高三三模)一个长直密绕螺线管N放在一个金属圆环M的中心，圆环轴线与螺线管轴线重合，如图4甲所示．螺线管N通有如图乙所示的电流，下列说法正确的是(　　) 图4 A．t＝时刻，圆环有扩张的趋势 B．t＝时刻，圆环有收缩的趋势 C．t＝和t＝时刻，圆环内有相同的感应电流 D．t＝和t＝时刻，圆环内有相同的感应电流 答案　AD 解析　由题图乙可知在t＝时刻，通过螺线管的电流增大，则螺线管产生的磁场增大，所以穿过金属圆环的磁通量增大，根据楞次定律可知，圆环有扩张的趋势，选项A正确，B错误；由题图乙可知在t＝时刻通过螺线管的电流增大，而在t＝时刻通过螺线管的电流减小，根据楞次定律可知两时刻圆环感应电流方向不同，选项C错误；由题图乙可知在t＝和t＝时刻，螺线管内电流的变化率是大小相等的，则螺线管产生的磁场的变化率也相等，根据法拉第电磁感应定律可知，圆环内产生的感应电动势大小是相等的，所以感应电流大小也相等，根据楞次定律可知两时刻圆环感应电流方向也相同，选项D正确． 2．(多选)(2020·广东茂名市高三第二次综合测试)如图5甲所示，螺线管匝数n＝1 500匝，横截面积S＝20 cm2，螺线管导线电阻r＝2 Ω，电阻R＝4 Ω，磁感应强度B的B－t图像如图乙所示(以向右为正方向)，下列说法正确的是(　　) 图5 A．电阻R中的电流方向是从A到C B．感应电流的大小保持不变 C．电阻R两端的电压为4 V