专题11 安培力作用下导体的运动和平衡-挑战2021年高考物理压轴题

专题11：安培力作用下导体的运动和平衡 一、磁通量 1．概念：在磁感应强度为B的匀强磁场中，与磁场方向垂直的面积S与B的乘积． 2．公式：Φ＝BS. 3．适用条件： (1)匀强磁场． (2)S为垂直磁场的有效面积． 4．磁通量是标量(填“标量”或“矢量”)． 5．物理意义： 相当于穿过某一面积的磁感线的条数．如图1所示，矩形abcd、abb′a′、a′b′cd的面积分别为S1、S2、S3，匀强磁场的磁感应强度B与平面a′b′cd垂直，则： 图1 (1)通过矩形abcd的磁通量为BS1cos θ或BS3. (2)通过矩形a′b′cd的磁通量为BS3. (3)通过矩形abb′a′的磁通量为0. 6．磁通量变化：ΔΦ＝Φ2－Φ1. 二、电磁感应现象 1．定义：当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，闭合导体回路中有感应电流产生，这种利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应． 2．条件 (1)条件：穿过闭合电路的磁通量发生变化． (2)例如：闭合电路的一部分导体在磁场内做切割磁感线的运动． 3．实质 产生感应电动势，如果电路闭合，则有感应电流．如果电路不闭合，则只有感应电动势而无感应电流． 三、感应电流方向的判定 1．楞次定律 (1)内容：感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化． (2)适用范围：一切电磁感应现象． 2．右手定则 (1)内容：如图2，伸开右手，使拇指与其余四个手指垂直并且都与手掌在同一平面内：让磁感线从掌心进入，并使拇指指向导线运动的方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方向． 图2 (2)适用情况：导线切割磁感线产生感应电流． 题型一：三定则一定律的应用 安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的应用对比 基本现象 因果关系 应用规律 运动电荷、电流产生磁场 因电生磁 安培定则 磁场对运动电荷、电流有作用力 因电受力 左手定则 部分导体做切割磁感线运动 因动生电 右手定则 闭合回路磁通量变化 因磁生电 楞次定律 例1　(多选)如图15所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN，MN的左边有一如图所示的闭合电路，当PQ在一外力的作用下运动时，MN向右运动，则PQ所做的运动可能是(　　) 图15 A．向右加速运动 B．向左加速运动 C．向右减速运动 D．向左减速运动 答案　BC 解析　MN向右运动，说明MN