第2章 习题课二 电磁感应中的四类典型问题-【高考领航】2023-2024学年高中物理选择性必修第二册同步核心辅导与测评（鲁科版）

习题课二　电磁感应中的四类典型问题 　“三定则一定律”的综合运用 1．右手定则是楞次定律的特殊情况 (1)楞次定律的研究对象为整个闭合导体回路，适用于磁通量变化引起感应电流的各种情况． (2)右手定则的研究对象为闭合导体回路的一部分，适用于一段导体在磁场中做切割磁感线运动． 2．区别安培定则、左手定则、右手定则的关键是抓住因果关系 (1)因电而生磁(I→B)→安培定则(判断电流周围磁感线的方向)． (2)因动而生电(v、B→I感)→右手定则(闭合回路的部分导体切割磁感线产生感应电流)． (3)因电而受力(I、B→F安)→左手定则(磁场对电流有作用力)． 　(多选)如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ，MN，当PQ在外力的作用下运动时，MN在磁场力的作用下向右运动，则PQ所做的运动可能是(导体切割磁感线速度越大，感应电流越大)(　　) A．向右加速运动　　　 B．向左加速运动 C．向右减速运动 D．向左减速运动 【解析】　当PQ向右运动时，用右手定则可判定PQ中感应电流的方向是由Q→P，由安培定则可知穿过L1的磁场方向是自下而上的；若PQ向右加速运动，则穿过L1的磁通量增加，用楞次定律和安培定则可以判断流过MN的感应电流是从N→M的，用左手定则可判定MN受到向左的安培力，将向左运动，选项A错误；若PQ向右减速运动，流过MN的感应电流方向、MN所受的安培力的方向均将反向，MN向右运动，所以选项C正确；同理可判断选项B正确，D错误． 【答案】　BC 安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的适用汇总 比较 项目 安培定则 左手定则 右手定则 楞次定律 适用 场合 通电导线、圆环产生磁场时，磁场方向、电流方向的关系 通电导线在磁场中所受的安培力方向、电流方向、磁场方向的关系 导体切割磁感线时速度方向、磁场方向、感应电流方向的关系 回路中磁通量变化产生感应电流时，原磁场方向、感应电流磁场方向的关系 [针对训练] 1．如图所示，导轨间的磁场方向垂直于纸面向里．圆形金属环B正对电磁铁A，当导体棒MN在导轨上向右加速滑动时(导体棒切割磁感线的速度越大，感应电流越大)，下列说法正确的是(　　) A．MN中电流方向N→M，B被A吸引 B．MN中电流方向N→M，B被A排斥 C．MN中电流方向M→N，B被A吸引 D．MN中电流方向M→N，B被A排斥 解析：选B.MN向右加速滑动，根据右手定则，MN中的电流方向从N→M，且大小逐渐变大，根据安培定则知，电磁铁A在B环处的磁场方向向左，且大小逐渐增大，根据楞次定律知，B环中的感应电流产生的磁场方向向右，B被A排斥，B正确，A、C、D错误． 　电磁感应中的图像问题 1．问题概括 图像类型 (1)电磁感应中常涉及磁感应强度B、磁通量Φ、感应电动势E和感应电流I随时间t变化的图像，即B-t图像、Φ-t图像、E-t图像和I-t图像 (2)对于切割磁感线产生感应电动势和感应电流的情况，还常涉及感应电动势E和感应电流I随线圈位移x变化的图像，即E-x图像和I-x图像 问题类型 (1)由给定的电磁感应过程选出或画出正确的图像 (2)由给定的有关图像分析电磁感应过程，求解相应的物理量 应用知识 左手定则、安培定则、楞次定律、法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿定律、相关数学知识等 2.解决图像问题的一般步骤 (1)明确图像的种类，即是B-t图像还是Φ-t图像，或者E-t图像、I-t图像等． (2)分析电磁感应的具体过程． (3)用右手定则或楞次定律确定方向对应关系． (4)结合法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿运动定律等规律写出函数关系式． (5)根据函数关系式，进行数学分析，如分析斜率的变化、截距等． (6)画图像或判断图像． 　如图甲所示，矩形导线框abcd固定在匀强磁场中，磁感线的方向与导线框所在平面垂直，规定磁场的正方向垂直纸面向里，磁感应强度B随时间变化的规律如图乙所示，若规定顺时针方向为感应电流的正方向，下列各图中正确的是(　　) 【解析】　0～1 s内，磁感应强度B均匀增大，由法拉第电磁感应定律可知，产生的感应电动势E＝恒定，电流i＝恒定；由楞次定律可知，电流方向为逆时针方向，即负方向，在i-t图像上，是一段平行于t轴的直线，且为负值，可见，选项A、C错误；在1～2 s内B、D中电流情况相同，在2～3 s内，负向的磁感应强度均匀增大，由法拉第电磁感应定律知，产生的感应电动势E＝恒定，电流i＝恒定，由楞次定律知，电流方向为顺时针方向，即正方向，在i-t图像上，是一段平行于t轴的直线，且为正值，选项D正确． 【答案】　D 对图像的分析，应做到“四明确三理解” (1)明确图像所描述的物理意义；明确各种“＋”“－”的含义；明确斜率的含义；明确图像和电磁感应过