第二章 电磁感应 章末整合提升（教师用书word）-2022-2023学年新教材高中物理选择性必修第二册【精讲精练】人教版

一、“三定则、一定律”的应用[物理观念] “三定则”指安培定则、左手定则和右手定则，“一定律”指楞次定律。 1．“三定则、一定律”的应用技巧 一个条件：感应电流产生的条件 两种方法：判断感应电流方向 两个原则：(1)无论是“安培力”还是“洛伦兹力”，只要是“力”都用左手判断； (2)“电生磁”或“磁生电”均用右手判断。 2．用楞次定律判定感应电流方向的基本思路 “一原、二感、三电流”：①明确研究回路的原磁场——弄清研究的回路中原磁场的方向及磁通量的变化情况； ②确定感应电流的磁场——根据楞次定律中的“阻碍”原则，结合原磁场磁通量变化情况，确定感应电流的磁场的方向； ③判定电流方向——根据感应电流的磁场方向，运用安培定则判断感应电流的方向。 3．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”。 　(多选)(2022·广东卷)如图所示，水平地面(Oxy平面)下有一根平行于y轴且通有恒定电流I的长直导线。P、M和N为地面上的三点，P点位于导线正上方，MN平行于y轴，PN平行于x轴。一闭合的圆形金属线圈，圆心在P点，可沿不同方向以相同的速率做匀速直线运动，运动过程中线圈平面始终与地面平行。下列说法正确的有(　　) A．N点与M点的磁感应强度大小相等，方向相同 B．线圈沿PN方向运动时，穿过线圈的磁通量不变 C．线圈从P点开始竖直向上运动时，线圈中无感应电流 D．线圈从P到M过程的感应电动势与从P到N过程的感应电动势相等 [解析]　依题意，M、N两点连线与长直导线平行、两点与长直导线的距离相同，根据右手螺旋定则可知，通电长直导线在M、N两点产生的磁感应强度大小相等，方向相同，故A正确； 根据右手螺旋定则，线圈在P点时，磁感线穿进与穿出在线圈中对称，磁通量为零；在向N点平移过程中，磁感线穿进与穿出线圈不再对称，线圈的磁通量会发生变化，故B错误； 根据右手螺旋定则，线圈从P点竖直向上运动过程中，磁感线穿进与穿出线圈对称，线圈的磁通量始终为零，没有发生变化，线圈无感应电流，故C正确； 线圈从P点到M点与从P点到N点，线圈的磁通量变化量相同，依题意P点到M点所用时间较从P点到N点时间长，根据法拉第电磁感应定律，则两次的感应电动势不相等，故D错误。 故选AC。 [答案]　AC 1. (多选)安培曾做过如图所示的实验：把绝缘导线绕制成线圈，在线圈内部悬挂一个用薄铜片制成的圆环，取一条形磁铁置于铜环的右侧，条形磁铁的右端为N极。闭合开关，电路稳定后，发现铜环静止不动，安培由此错失发现电磁感应现象的机会。实际上，在电路接通的瞬间(　　) A．从左侧看，铜环中有逆时针方向的感应电流 B．从左侧看，铜环中有顺时针方向的感应电流 C．铜环会远离磁铁 D．铜环会靠近磁铁 解析　条形磁铁的磁场穿过铜环的磁通量由左向右，闭合开关，线圈通电后，由安培定则可知，线圈的磁场穿过铜环的磁通量由右向左，引起穿过铜环的由左向右的磁通量减小，由楞次定律可知，铜环产生的感应电流的磁场向右，再由安培定则可知，从左侧看，铜环中有顺时针方向的感应电流，铜环相当于小磁体右N左S，与原磁铁相互吸引，所以铜环会靠近磁铁。 答案　BD 二、电磁感应中的综合问题[科学思维] 此类问题涉及电路知识、动力学知识和能量观点，综合性很强，解决此类问题要注意以下三点： 1．电路分析 (1)找“电源”：确定出由电磁感应所产生的电源，求出电源的电动势E和内阻r。 (2)电路结构分析：弄清串、并联关系，求出相关部分的电流大小，为求安培力做好铺垫。 2．力和运动分析 (1)受力分析：分析研究对象(常为金属杆、导体线圈等)的受力情况，尤其注意安培力的方向。 (2)运动分析：根据力与运动的关系，确定出运动模型，根据模型特点，找到解决途径。 3．功和能量分析 (1)做功分析：找全部力所做的功，弄清功的正、负。 (2)能量转化分析：弄清哪些能量增加，哪些能量减小，根据功能关系、能量守恒定律列方程求解。 　(多选)(2022·全国甲卷)如图，两根相互平行的光滑长直金属导轨固定在水平绝缘桌面上，在导轨的左端接入电容为C的电容器和阻值为R的电阻。质量为m、阻值也为R的导体棒MN静止于导轨上，与导轨垂直，且接触良好。导轨电阻忽略不计，整个系统处于方向竖直向下的匀强磁场中。开始时，电容器所带的电荷量为Q，合上开关S后(　　) A．通过导体棒MN电流的最大值为 B．导体棒MN向右先加速、后匀速运动 C．导体棒MN速度最大时所受的安培力也最大 D．电阻R上产生的焦耳热大于导体棒MN上产生的焦耳热 [解析]　MN在运动过程中为非纯电阻，MN上的电流瞬时值为i＝