4.2电磁感应的规律及综合应用-2023年高考物理二轮复习四翼分层突破

专题四 电路与电磁感应 4.2电磁感应的规律及综合应用 1. （2022·重庆·高考真题）如图1所示，光滑的平行导电轨道水平固定在桌面上，轨道间连接一可变电阻，导体杆与轨道垂直并接触良好（不计杆和轨道的电阻），整个装置处在垂直于轨道平面向上的匀强磁场中。杆在水平向右的拉力作用下先后两次都由静止开始做匀加速直线运动，两次运动中拉力大小与速率的关系如图2所示。其中，第一次对应直线①，初始拉力大小为F0，改变电阻阻值和磁感应强度大小后，第二次对应直线②，初始拉力大小为2F0，两直线交点的纵坐标为3F0。若第一次和第二次运动中的磁感应强度大小之比为k、电阻的阻值之比为m、杆从静止开始运动相同位移的时间之比为n，则k、m、n可能为（   ） A．k = 2、m = 2、n = 2 B． C． D． 2. （多选）（2022·河北·统考高考真题）如图，两光滑导轨水平放置在竖直向下的匀强磁场中，一根导轨位于轴上，另一根由、、三段直导轨组成，其中段与轴平行，导轨左端接入一电阻。导轨上一金属棒沿轴正向以速度保持匀速运动，时刻通过坐标原点，金属棒始终与轴垂直。设运动过程中通过电阻的电流强度为，金属棒受到安培力的大小为，金属棒克服安培力做功的功率为，电阻两端的电压为，导轨与金属棒接触良好，忽略导轨与金属棒的电阻。下列图像可能正确的是（　　） A． B． C． D． 楞次定律及法拉第电磁感应定律的应用 1．求感应电动势的两种方法 (1)E＝n，用来计算感应电动势的平均值。 (2)E＝BLv或E＝BL2ω，主要用来计算感应电动势的瞬时值。 2．判断感应电流方向的两种方法 (1)利用右手定则，即根据导体在磁场中做切割磁感线运动的情况进行判断。 (2)利用楞次定律，即根据穿过回路的磁通量的变化情况进行判断。 3．楞次定律中“阻碍”的4种表现形式 (1)阻碍磁通量的变化——“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)阻碍电流的变化(自感现象)——“增反减同”。 例题1.如图所示，光滑绝缘水平面上，有两根固定的相互垂直彼此绝缘的长直导线，通以大小相同的电流。在角平分线上，对称放置四个相同的圆线圈。若两根导线上的电流同时按相同规律均匀增大，下列判断正确的是（　　） A．线圈1中有顺时针方向的感应电流 B．线圈2中有顺时针方向的感应电流 C．线圈3中有顺时针方向的感应电流 D．线圈4中有顺时针方向的感应电流 练1. 近年来，无线门铃逐渐流行。图甲为某款无线门铃按钮，其“自发电”原理如图乙所示，按下门铃按钮过程磁铁靠近螺线管，松开门铃按钮磁铁远离螺线管回归原位置。下列说法正确的是（    ） A．按下按钮过程，螺线管上的导线Q端电势较高 B．松开按钮过程，螺线管上的导线P端电势较低 C．按住按钮不动，螺线管上导线两端间仍有电势差 D．按下和松开按钮过程，螺线管产生的感应电动势大小一定相等 例题2. 如图所示，竖直平面内在A、D两点各固定一颗光滑钉子，一个由细软导线制成的闭合导线框挂在两颗钉子上，匀强磁场的磁感应强度为B，导线框的电阻为r，圆的半径为R。从时刻开始，将导线上的C点绕圆心O以恒定角速度从A点沿圆弧移动到D点，导线始终绷紧。此过程导线中（　　）。 A．张力保持不变 B．感应电流的方向先顺时针后逆时针 C．感应电流随时间t的变化关系为 D．产生的电热为 练2. 如图所示，航天器A和卫星B均在赤道面内，它通过一根金属长绳相连，在各自的轨道上绕地球做自西向东的匀速圆周运动，不考虑绳系卫星与航天器之间的万有引力，忽略空气阻力，不计金属长绳的质量，则（　　） A．正常运行时，金属长绳中拉力为零 B．绳系卫星B的线速度大于航天器A的线速度 C．由于存在地磁场，金属长绳上绳系卫星B端的电势高于航天器A端的电势 D．若在绳系卫星B的轨道上存在另一颗独立卫星C，其角速度大于绳系卫星B的角速度 电磁感应中的力、电综合问题 1．解答此类问题首先要分清左手定则、右手定则、安培定则 比较项目 左手定则 右手定则 安培定则 应用 磁场对运动电荷、电流作用力方向的判断 对因导体切割磁感线而产生的感应电流方向的判断 对电流产生磁场方向的判断 涉及方向 的物理量 磁场方向、电流(电荷运动)方向，安培力(洛伦兹力)方向 磁场方向、导体切割磁感线的运动方向、感应电动势的方向 电流方向、磁场方向 各物理量方向间的关系图例 因果关系 电流→力 运动→电流 电流→磁场 应用实例 电动机 发电机 电流的磁效应 2.电磁感应中动力学问题的解题思路 (1)找准主动运动者，用法拉第电磁感应定律和楞次定律求解感应电动势的大小和方向． (2)根据等效电路图，求解回路中电流的大小及方向．