专题17 电磁感应现象的问题-2022年高考二轮复习高中物理专项突破练（2019人教版）

【专题17】 电磁感应现象的问题 【题型命题点】　一、电磁感应规律及其应用 【要点归纳】 1．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”． 2．感应电动势的计算 (1)法拉第电磁感应定律：E＝n，常用于计算感应电动势的平均值． ①若B变，而S不变，则E＝nS； ②若S变，而B不变，则E＝nB. (2)导体棒垂直切割磁感线：E＝Blv，主要用于求电动势的瞬时值． (3)如图所示，导体棒Oa围绕棒的一端O在垂直磁场的平面内做匀速圆周运动而切割磁感线，产生的电动势E＝Bl2ω. 【方法归纳】 1.看到“磁感应强度B随时间t均匀变化”，想到“＝k为定值”。 2.应用楞次定律时的“三看”和“三想” (1)看到“线圈(回路)中磁通量变化”时，想到“增反减同”。 (2)看到“导体与磁体间有相对运动”时，想到“来拒去留”。 (3)看到“回路面积可以变化”时，想到“增缩减扩”。 3.抓住“两个定律”、运用“两种观点”、分析“一种电路” “两个定律”是指楞次定律和法拉第电磁感应定律；“两种观点”是指动力学观点和能量观点；“一种电路”是指电磁感应电路。 【考点归纳】 【考点一】 法拉第电磁感应定律的应用 【典型例题1】 (2022届黑龙江省实验中学高三(上)第六次月考)如图甲所示，一个匝数n＝100的圆形导体线圈，面积S1＝0.4 m2，电阻r＝1 Ω。在线圈中存在面积S2＝0.3 m2的垂直线圈平面向外的匀强磁场区域，磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示。有一个R＝2 Ω的电阻，将其两端a、b分别与图甲中的圆形线圈相连接，b端接地，则下列说法正确的是(　　) A．圆形线圈中产生的感应电动势E＝4.5 V B．在0～4 s时间内通过电阻R的电荷量q＝8 C C．设b端电势为零，则a端的电势φa＝3 V D．在0～4 s时间内电阻R上产生的焦耳热Q＝16 J 【解析】 A．线圈产生的电动势：，A正确； B．电流为，通过电阻R的电荷量为，B错误； C．由楞次定律可知，电流沿顺时针方向，b点电势高，a点电势低，解得，C错误； D．在0～4s时间内电阻R上产生的焦耳热为：，D错误。故选A。 【答案】 A (对应训练)(2022届哈尔滨师范大学附属中学高三(上)期末)如图，一线圈匝数为n，横截面积为S，总电阻为r，处于一个均匀增强的磁场中，磁感应强度随时间的变化率为k(k>0且为常量)，磁场方向水平向右且与线圈平面垂直，电容器的电容为C，两个电阻的阻值分别为r和2r。下列说法正确的是(　　) A．电容器下极板带正电 B．此线圈的热功率为 C．电容器所带电荷量为 D．电容器所带电荷量为 【解析】 A．根据楞次定律可以判断通过电阻r的电流方向为从左往右，所以电容器上极板带正电，故A错误； B．根据法拉第电磁感应定律可得线圈产生的感应电动势为，根据焦耳定律可得此线圈的热功率为，故B错误； CD．电容器两端电压等于r两端电压，电容器所带电荷量为，故C错误，D正确。故选D。 【答案】 D 【考点二】 楞次定律的应用 【典型例题2】 (2022届河南省南阳市第一中学校高三(上)第三次月考)如图所示，光滑无电阻的金属框架MON竖直放置，水平方向的匀强磁场垂直MON平面，质量为m的金属棒ab从∠abO=45°的位置由静止释放，两端沿框架在重力作用下滑动。在棒由图示位置滑动到处于水平位置的过程中，ab中感应电流的方向是(　　) A．由a到b B．由b到a C 先由a到b，再由b到a D．先由b到a，再由a到b 【解析】 以ab棒与金属框架组成的回路为研究对象，由几何知识可知，当∠abO为45°时，回路面积最大，故棒由图示位置开始运动的过程中，穿过回路的磁通量在减小，由楞次定律可知，产生的感应电流方向为顺时针，即ab中感应电流的方向为由a到b，BCD错误，A正确。故选A。 【答案】 A (对应训练)(2022届哈尔滨市第六中学高三(上)期末)(多选)如图所示，金属导轨上的导体棒在匀强磁场中沿导轨做下列哪种运动时，铜制线圈中将有感应电流产生且被螺线管吸引(　　) A．向右做匀速运动 B．向左做减速运动 C．向右做减速运动 D．向右做加速运动 【解析】 A．导体棒ab向右做匀速运动时，ab中产生的感应电流不变，螺线管产生的磁场是稳定的，穿过c的磁通量不变，c中没有感应电流，线圈c不受安培力作用，不会被螺线管吸引，故A错误； BCD．导体棒ab向左做减速运动时，根据右手定则判断得到，ab中产生的感应电流方向从，感应电流减小，螺线管产生的磁场减弱，穿过c的磁通量减小，根据楞次定律得知