第四板块 层级Ⅰ 微专题Ⅰ-2电磁感应(Word教师用书)-【创新方案】2023高考物理二轮复习专题辅导与测试（老教材）

微专题Ⅰ-2　电磁感应 命题视角(一)　楞次定律、法拉第电磁感应定律　 [真题试能力] 1.(2022·浙江1月选考)如图所示，将一通电螺线管竖直放置，螺线管内部形成方向竖直向上、磁感应强度大小B＝kt的匀强磁场，在内部用绝缘轻绳悬挂一与螺线管共轴的金属薄圆管，其电阻率为ρ、高度为h、半径为r、厚度为d(d≪r)，则(　 ) A．从上向下看，圆管中的感应电流为逆时针方向 B．圆管的感应电动势大小为 C．圆管的热功率大小为 D．轻绳对圆管的拉力随时间减小 解析：选C　穿过圆管的磁通量向上逐渐增加，则根据楞次定律可知，从上向下看，圆管中的感应电流为顺时针方向，A错误；圆管的感应电动势大小为E＝πr2＝kπr2，B错误；圆管的电阻R＝ρ，圆管的热功率大小为P＝＝，C正确；根据左手定则可知，圆管中各段所受的安培力方向指向圆管的轴线，则轻绳对圆管的拉力的合力始终等于圆管的重力，不随时间变化，D错误。 2．(2022·河北高考)将一根绝缘硬质细导线顺次绕成如图所示的线圈，其中大圆面积为S1，小圆面积均为S2，垂直线圈平面方向有一随时间t变化的磁场，磁感应强度大小B＝B0＋kt，B0和k均为常量，则线圈中总的感应电动势大小为(　 ) A．kS1　　　　　　　 B．5kS2 C．k(S1-5S2) D．k(S1＋5S2) 解析：选D　根据法拉第电磁感应定律可得大圆线圈产生的感应电动势E1＝＝＝kS1，每个小圆线圈产生的感应电动势E2＝＝＝kS2，由线圈的绕线方式和楞次定律可知大、小圆线圈中产生的感应电动势方向相同，故线圈中总的感应电动势大小为E＝E1＋5E2＝k(S1＋5S2)，D正确。 3.(2022·山东等级考)(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(　 ) 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：选BC　在t＝0到t＝的过程中，线框的有效切割长度先变大再变小，当t＝时，有效切割长度最大为L，此时，感应电动势最大，所以在t＝0到t＝的过程中，E先增大后减小，故B正确，A错误；在t＝0到t＝的过程中，设转过的角度为θ，由几何关系可得θ＝ωt，进入磁场部分线框面积S＝，穿过线圈的磁通量Φ＝BS＝，线圈产生的感应电动势E＝，感应电动势的变化率为，对Φ＝求二次导数得＝BL2ω2sec2ωttan ωt，在t＝0到t＝的过程中BL2ω2sec2ωttan ωt一直变大，所以E的变化率一直增大，故C正确，D错误。 [固本提素养] 1．判断感应电流方向的两种方法 (1)利用右手定则判断(适用于切割磁感线的运动)。 (2)利用楞次定律判断(适用于回路磁通量变化情况)。 2．求解感应电动势常用的四种方法 表达式 E＝n E＝BLvsin θ E＝BL2ω E＝NBSω·sin(ωt＋φ0) 情境图 研究对象 回路(不一定闭合) 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 意义 一般求平均感应电动势，当Δt→0时求的是瞬时感应电动势 一般求瞬时感应电动势，当v为平均速度时求的是平均感应电动势 用平均值法求瞬时感应电动势　 求瞬时感应电动势 适用条件 所有磁场(匀强磁场定量计算、非匀强磁场定性分析) 匀强磁场 匀强磁场 匀强磁场 3．感应电荷量的计算 磁通量变化迁移的电荷量：q＝I·Δt＝·Δt＝n·Δt＝n，q仅由回路电阻R和磁通量的变化量ΔΦ决定。 [精练速过关] 1．(2022·四川成都模拟) (多选)如图甲所示是一种手摇发电的手电筒，内部有一固定的线圈和可来回运动的条形磁铁，其原理图如图乙所示，当沿图中箭头方向来回摇动手电筒过程中，条形磁铁在线圈内来回运动，灯泡发光。在此过程中，下列说法正确的是(　 ) A．增加摇动频率，灯泡变亮 B．线圈对磁铁的作用力方向不变 C．磁铁从线圈一端进入与从该端穿出时，灯泡中电流方向相反 D．磁铁从线圈一端进入再从另一端穿出的过程中，灯泡中电流方向相反 解析：选ACD　由法拉第电磁感应定律E＝，知增加摇动频率，磁通量变化变快，则线圈中电动势变大，电路电流变大，所以灯泡变亮，A正确；由楞次定律知磁铁向下靠近时线圈对磁铁的作用力为斥力，竖直向上，磁铁向上远离时线圈对磁铁的作用力为引力，竖直向下，所以线圈对磁铁的作用力