第2章 电磁感应及其应用 章末小结与质量评价（Word教参）-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中物理选择性必修第二册（教科版2019）

一、知识体系建构——理清物理观念 二、综合考法融会——强化科学思维 　“三定则、一定律”的综合应用 [典例]　在一根软铁棒上绕有一组线圈，a、c是线圈的两端，b为中心抽头。把a端和b抽头分别接到两条平行金属导轨上，导轨间有匀强磁场，方向垂直于导轨所在平面并指向纸内，如图所示。金属棒PQ在外力作用下左右运动，运动过程中保持与导轨垂直，且两端与导轨始终接触良好。下面说法正确的是(　 ) A．PQ向左边减速运动的过程中，a、c的电势都比b点的电势高 B．PQ向右边减速运动的过程中，a、c的电势都比b点的电势高 C．PQ向左边匀速运动的过程中，a、c的电势都比b点的电势低 D．PQ向右边匀速运动的过程中，a、c的电势都比b点的电势低 [解析]　PQ向左边减速运动的过程中，根据右手定则可知电流方向为PQba，b点的电势比a点的电势高，A错误；PQ向右边减速运动的过程中，根据右手定则可知电流方向为QPab，a点的电势比b点的电势高；PQ向右边减速运动，ab段线圈产生的向下的磁场减弱，根据楞次定律可知，bc段线圈产生的磁场方向向下，bc段相当于电源，c点的电势比b点的电势高，B正确；PQ做匀速直线运动，产生恒定的电流，bc段线圈不会产生感应电动势，b、c等电势，C、D错误。 [答案]　B [融会贯通] 1．“三定则、一定律”的应用对比 名称 基本现象 因果关系 应用的定则或定律 电流的磁效应 运动电荷、电流产生磁场 因电生磁 安培定则 洛伦兹力、安培力 磁场对运动电荷、电流有作用力 因电受力 左手定则 电磁感应 部分导体做切割磁感线运动 因动生电 右手定则 闭合回路磁通量变化 因磁生电 楞次定律 2．“三定则、一定律”的应用方法 (1)弄清“因果关系”是正确应用定则、定律的关键。 (2)判断感应电流受到的安培力。 ①先用右手定则判定感应电流的方向，再用左手定则确定安培力的方向。 ②根据楞次定律的推论可知安培力阻碍相对运动。 [对点训练] 1.如图所示，水平地面上固定有两根平行的直导线，两导线正中间固定一金属圆环，导线和圆环均与地面绝缘，左边导线中通有图示方向的恒定电流，右边导线通有从零开始均匀增大、方向与左边导线中电流方向相反的电流。金属圆环中产生感应电流，两边直导线中的电流都对金属圆环有安培力作用，则(　 ) A．两安培力的合力一定向左 B．两安培力的合力一定向右 C．两安培力的合力先向左后向右 D．两安培力的合力先向右后向左 解析：选D　由安培定则可判断左边导线在金属圆环处产生的磁场向外，右边导线在金属圆环处产生的磁场是向外的增强，则金属圆环内的磁通量向外且逐渐增大，由楞次定律可知感应电流为顺时针方向；据“同向电流相吸、反向电流相斥”知，两边的直导线对金属圆环的安培力均为排斥作用，开始时右侧导线中的电流小于左侧的，所以金属圆环受到的安培力的合力向右，当右侧导线中的电流大于左侧电流时，金属圆环受到的安培力的合力向左，D正确，A、B、C错误。 2.(2021·北京等级考)如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，水平U型导体框左端连接一阻值为R的电阻，质量为m、电阻为r的导体棒ab置于导体框上。不计导体框的电阻、导体棒与框间的摩擦。ab以水平向右的初速度v0开始运动，最终停在导体框上。在此过程中(　 ) A．导体棒做匀减速直线运动 B．导体棒中感应电流的方向为a→b C．电阻R消耗的总电能为 D．导体棒克服安培力做的总功小于mv02 解析：选C　导体棒向右运动，根据右手定则，可知导体棒中电流方向为b到a，再根据左手定则可知，导体棒受到向左的安培力，根据法拉第电磁感应定律，可得产生的感应电动势为E＝BLv0，感应电流为I＝＝，故安培力为F＝BIL＝，根据牛顿第二定律有F＝ma，可得a＝v0，随着速度减小，加速度不断减小，故导体棒不是做匀减速直线运动，A、B错误；根据能量守恒定律，可知回路中消耗的总电能为Q＝mv02，因R与r串联，则消耗的电能与电阻成正比，则R消耗的电能为QR＝ Q＝，C正确；整个过程只有安培力做负功，根据动能定理可知，导体棒克服安培力做的总功等于mv02，D错误。 法拉第电磁感应定律的应用 [典例]　(多选)如图(a)所示，两根间距为L、足够长的光滑平行金属导轨竖直放置并固定，顶端接有阻值为R的电阻，垂直导轨平面存在变化规律如图(b)所示的匀强磁场，t＝0时磁场方向垂直纸面向里。在t＝0到t＝2t0的时间内，金属棒水平固定在距导轨顶端L处；t＝2t0时，释放金属棒。整个过程中金属棒与导轨接触良好，导轨与金属棒的电阻不计，则(　 ) A．在t＝时，金属棒受到安培力的大小为 B．在t＝t0时，金属棒中电流的大小为 C．在t＝时，金属棒受到安培力的方向竖直向上 D．在t＝3t0时，金属棒中