专题02 电磁感应-2022-2023学年高二物理下学期期中期末考点大串讲（人教版2019）

专题02 电磁感应 1、 楞次定律和右手定则 1． 楞次定律的内容：感应电流具有这样的方向，即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．“阻碍”的理解： 问题 结论 谁阻碍谁 是感应电流的磁场阻碍引起感应电流的磁场(原磁场)的磁通量的变化 为何阻碍 (原)磁场的磁通量发生了变化 阻碍什么 阻碍的是磁通量的变化，而不是阻碍磁通量本身 如何阻碍 当原磁场磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场的方向相反；当原磁场磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原磁场的方向相同，即“增反减同” 结果如何 阻碍并不是阻止，只是延缓了磁通量的变化，这种变化将继续进行，最终结果不受影响 提醒：“阻碍”不是“阻止”。引起感应电流的磁场仍然变化了，是阻而未止。“阻碍”并不意味着“相反”，当磁通量减小时，“阻碍”意味着“相同”。 3．运用楞次定律判定感应电流方向的方法： 4.右手定则、右手螺旋定则(安培定则)和左手定则的区别： （1）右手定则判断的是导体切割磁感线时产生的感应电动势方向与磁场方向、导体运动方向三者之间的关系，应用时右手呈伸直状。 （2）右手螺旋定则(安培定则)判断的是电流方向与它产生的磁场方向之间的关系，右手必须呈螺旋状，对直电流和环形电流大拇指和四指所代表的对象不一样。 （3）左手定则判断的是磁场对电流的安培力方向或对带电粒子的洛伦兹力方向与磁场方向、电流或带电粒子运动方向之间的关系，应用时左手呈伸直状。 【例1】如图所示，倾角为θ的光滑绝缘斜面下半部分存在垂直斜面向上的匀强磁场，一单匝圆形线圈用细绳挂在斜面上，圆心恰好位于磁场边界。从t=0开始，磁感应强度B随时间t变化的规律为B=kt（k为常数，且k>0）。圆形线圈半径为r，磁场变化过程中线圈始终未离开斜面，则（　　） A．t1时刻，穿过线圈的磁通量为 B．线圈中感应电流方向为顺时针 C．线圈中感应电流方向为逆时针 D．绳子的拉力逐渐增大 【例2】如图所示，在竖直悬挂的金属圆环右侧，有一螺线管MN水平放置，两者处于同一轴线上。螺线管下方接有水平方向的平行金属导轨，且导轨所在位置有竖直向上的匀强磁场。现将导体棒ab置于平行导轨上，让其垂直于导轨向右做加速运动。若整个过程中导体棒与导轨接触良好，金属圆环未发生扭转，则（　　） A．导体棒b端电势高于a端 B．电流在螺线管内产生的磁场方向由M指向N C．从右侧观察，金属圆环产生逆时针方向的感应电流 D．金属圆环向左摆动 二、法拉第电磁感应定律 1.利用法拉第电磁感应定律求电动势 (1)公式E＝n求解的是一个回路中某段时间内的平均电动势，在磁通量均匀变化时，瞬时值才等于平均值。 (2)感应电动势的大小由线圈的匝数和穿过线圈的磁通量的变化率共同决定，而与磁通量Φ的大小、变化量ΔΦ的大小没有必然联系。 (3)磁通量的变化率对应Φ­t图线上某点切线的斜率。 (4)通过回路截面的电荷量q＝，仅与n、ΔΦ和回路电阻R有关，与时间长短无关。 （5）感应电动势E＝S有效中的S有效为圆环回路在磁场中的面积，而不是圆环回路的面积。 2.动生电动势的大小 （1）E＝Blv的三个特性 正交性 本公式要求磁场为匀强磁场，而且B、l、v三者互相垂直 有效性 公式中的l为导体棒切割磁感线的有效长度，如图中ab 相对性 E＝Blv中的速度v是导体棒相对磁场的速度，若磁场也在运动，应注意速度间的相对关系 （2）动生电动势的三种情况 情景图 研究对象 一段直导线(或等效成直导线) 绕一端转动的一段导体棒 绕与B垂直的轴转动的导线框 表达式 E＝BLv E＝BL2ω E＝NBSωsin ωt 【例3】如甲图所示，有一边长为L、质量为m的正方形导线框abcd，总电阻为R，用细线悬挂于天花板上。导线框有一半面积处于匀强磁场区域，其磁感应强度B随时间变化的规律如乙图所示，其中、均为已知，并取垂直纸面向里为磁场正方向。若导线框始终处于静止状态，则下列说法中错误的是（　　） A．0~时间内，线框中电流的方向为逆时针方向 B．0~时间内，bc边受到的安培力竖直向下 C．时间内，线框中电流的方向不变 D．时间内，线框中电流的大小为 【例4】如图所示，水平光滑直导轨ac、bd间距为L，导轨间有一半径为的圆形匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为B，导轨右侧接定值电阻R，长为L、电阻也为R的导体棒在变力F作用下，从导轨左侧以速度匀速穿过圆形磁场，下列说法正确的是（　　） A．导体棒通过圆形磁场的过程中，c点电势低于d点电势 B．电阻R两端的最大电压是 C．通过电阻R的最大电流是 D．导体棒穿过圆形磁场过程中，通过电阻R的电荷量为 【例5】如图所示，为水平放置的平行“”形光滑金属导轨，导轨间距为，电阻