专题四 第二讲 电磁感应规律及综合应用（Word教参）-【优化指导】2023高考物理二轮复习高中总复习·第2轮（老教材）

第二讲　电磁感应规律及综合应用   1．楞次定律中“阻碍”的理解 (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)阻碍线圈面积的变化“增缩减扩”。 (4)阻碍原电流的变化(自感现象)“增反减同”。 2.求感应电动势大小的三种方法 (1)磁通量变化型： E＝n (2)平动切割型：E＝Blv。 (3)转动切割型：E＝Bl2ω。  求电荷量的三种方法 (1)q＝It(式中I为回路中的恒定电流，t为时间) (2)q＝n (其中R为回路电阻，ΔΦ为穿过闭合回路的磁通量变化量) (3)Δq＝CBLΔv(式中C为电容器的电容，B为匀强磁场的磁感应强度，L为导体棒切割磁感线的长度，Δv为导体棒切割速度的变化量) (2022·河北承德质检)如图所示，用相同导线绕成的两个单匝线圈a、b的半径分别为r和2r，圆形匀强磁场B的边缘恰好与a线圈重合。若磁场的磁感应强度均匀增大，开始时的磁感应强度不为0，则(　D　) A．任意时刻，穿过a、b两线圈的磁通量之比为1∶4 B．a、b两线圈中产生的感应电动势之比为1∶2 C．a、b两线圈中产生的感应电流之比为4∶1 D．相同时间内a、b两线圈产生的热量之比为2∶1 解析：任意时刻，穿过a、b两线圈的磁感线条数相等，磁通量相等，故穿过a、b两线圈的磁通量之比为1∶1，A错误；根据法拉第电磁感应定律得E＝S，S＝πr2，因为有效面积S相等，也相等，所以a、b两线圈中产生的感应电动势相等，感应电动势之比为1∶1，B错误；线圈a、b的半径分别为r和2r，周长之比为1∶2，电阻之比为1∶2，根据欧姆定律知I＝，得a、b两线圈中产生的感应电流之比为2∶1，C错误；根据焦耳定律得Q＝I2Rt可知，相同时间内a、b两线圈产生的热量之比为2∶1，D正确。 热点1 楞次定律和法拉第电磁感应定律的应用 分析电磁感应电路的思维 1．确定等效电源：感应电动势、内阻； 2．分析外电路：串并联关系，画出等效电路图； 3．选用规律解析：串并联规律、部分和闭合电路欧姆定律、电功和电功率规律等。 (2020·浙江卷)如图所示，固定在水平面上的半径为r的金属圆环内存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。长为l的金属棒，一端与圆环接触良好，另一端固定在竖直导电转轴OO′上，随轴以角速度ω匀速转动。在圆环的A点和电刷间接有阻值为R的电阻和电容为C、板间距为d的平行板电容器，有一带电微粒在电容器极板间处于静止状态。已知重力加速度为g，不计其他电阻和摩擦，下列说法正确的是(　B　) A．棒产生的电动势为Bl2ω B．微粒的电荷量与质量之比为 C．电阻消耗的电功率为 D．电容器所带的电荷量为CBr2ω 解析：如题图所示，金属棒绕OO′轴切割磁感线转动，棒产生的电动势E＝Br·＝Br2ω，A错误；电容器两极板间电压等于电源电动势E，带电微粒在两极板间处于静止状态，则q＝mg，即＝ ＝＝，B正确；电阻消耗的功率P＝＝，C错误；电容器所带的电荷量Q＝CE＝，D错误。 [楞次定律的应用](2020·江苏卷)如图所示，两匀强磁场的磁感应强度B1和B2大小相等、方向相反。金属圆环的直径与两磁场的边界重合。下列变化会在环中产生顺时针方向感应电流的是(　B　) A．同时增大B1减小B2 B．同时减小B1增大B2 C．同时以相同的变化率增大B1和B2 D．同时以相同的变化率减小B1和B2 解析：产生顺时针方向的感应电流则感应磁场的方向垂直纸面向里。由楞次定律可知，圆环中的净磁通量变化为向里磁通量减少或者向外的磁通量增多，A错误，B正确；同时以相同的变化率增大B1和B2，或同时以相同的变化率减小B1和B2，两个磁场的磁通量总保持大小相同，所以总磁通量为0，不会产生感应电流，C、D错误。 [法拉第电磁感应定律的应用](2022·山东卷)(多选)如图所示，xOy平面的第一、三象限内以坐标原点O为圆心、半径为L的扇形区域充满方向垂直纸面向外的匀强磁场。边长为L的正方形金属框绕其始终在O点的顶点、在xOy平面内以角速度ω顺时针匀速转动。t＝0时刻，金属框开始进入第一象限。不考虑自感影响，关于金属框中感应电动势E随时间t变化规律的描述正确的是(　BC　) A．在t＝0到t＝的过程中，E一直增大 B．在t＝0到t＝的过程中，E先增大后减小 C．在t＝0到t＝的过程中，E的变化率一直增大 D．在t＝0到t＝的过程中，E的变化率一直减小 解析：如图所示，金属框切割磁感线的有效长度为d，根据转动切割磁感线产生的感应电动势公式有E＝Bd2ω，从图中可以看出在t＝0到t＝的过程中，d是先增大到L，再减小到L，所以电动势E先增大后减小，A错误，B正确。在t＝0到t＝的过程中，d＝，感应电动势的表达式可写为E＝Bd2ω＝，由表达式可以