第二章 电磁感应 章末总结-【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（人教版）

章末总结 重难点主题一　“三定则一定律”的综合应用 安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的比较 比较项目 安培定则 左手定则 右手定则 楞次定律 适用场合 判断电流周围的磁感线方向 判断通电导线在磁场中所受的安培力方向 判断导体切割磁感线时产生的感应电流方向 判断回路中磁通量变化时产生的感应电流方向 因果关系 因电而生磁(I→B) 因电而受力(I、B→F安) 因动而生电(v、B→I感) 因磁通量变化而生电(ΔΦ→I感) 　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，MN的左边有一闭合电路，当PQ在外力的作用下运动时，MN向右运动。则PQ所做的运动是(　　) A．向右加速运动 B．向左减速运动 C．向右减速运动或向左加速运动 D．向右加速运动或向左减速运动 解析：C　根据安培定则可知，MN处于ab产生的垂直纸面向里的磁场中，MN在磁场力作用下向右运动，说明MN受到的磁场力方向向右，由左手定则可知电流由M指向N，L1中感应电流的磁场方向向上，由楞次定律可知，线圈L2中产生的磁场应该是向上减弱，或向下增强；再由右手定则可知PQ可能是向右减速运动或向左加速运动，故C正确，A、B、D错误。 重难点主题二　电磁感应中的“导轨＋杆”模型 1．模型概述 对杆在导轨上运动组成的系统，杆在运动中切割磁感线产生感应电动势，并受到安培力的作用改变运动状态最终达到稳定的运动状态，该系统称为“导轨＋杆”模型。 2．模型分类及分析方法 根据杆的数目，对于“导轨＋杆”模型题目，又常分为单杆模型和双杆模型。 (1)单杆模型是电磁感应中常见的物理模型，此类问题所给的物理情景一般是导体棒垂直切割磁感线，在安培力、重力、拉力作用下的变加速直线运动或匀速直线运动，所涉及的知识有牛顿运动定律、功能关系、能量守恒定律等。此类问题的分析要抓住三点： ①杆的稳定状态一般是匀速运动(达到最大速度或最小速度，此时合力为零)； ②整个电路产生的电能等于克服安培力所做的功； ③电磁感应现象遵从能量守恒定律。 (2)双杆类问题可分为两种情况：一是“假双杆”，甲杆静止不动，乙杆运动。其实质是单杆问题，不过要注意问题包含着一个条件：甲杆静止、受力平衡。另一种情况是两杆都在运动，对于这种情况，要注意两杆切割磁感线产生的感应电动势是相加还是相减。 　如图所示，足够长的金属导轨MN、PQ平行放置，间距为L，与水平面成θ角，导轨与定值电阻R1和R2相连，且R1＝R2＝R，R1支路串联开关S，原来S闭合。匀强磁场垂直导轨平面向上，有一质量为m、有效电阻也为R的导体棒ab与导轨垂直放置，它与导轨粗糙接触且始终接触良好。现将导体棒ab从静止释放，沿导轨下滑，当导体棒运动达到稳定状态时速率为v，此时整个电路消耗的电功率为重力功率的。已知重力加速度为g，导轨电阻不计，求： (1)匀强磁场的磁感应强度B的大小和达到稳定状态后导体棒ab中的电流强度I； (2)如果导体棒ab从静止释放沿导轨下滑x后达到稳定状态，这一过程回路中产生的电热是多少？ 解析：(1)回路中的总电阻R总＝R 当导体棒ab以速度v匀速下滑时，棒中的感应电动势E＝BLv 此时棒中的感应电流I＝ 此时回路的总电功率P电＝I2R总 此时重力的功率P重＝mgvsin θ 根据题给条件有P电＝P重 联立解得B＝ ，I＝ 。 (2)设导体棒ab与导轨间的滑动摩擦力大小为Ff，则由题意可知mgvsin θ＝Ffv 解得Ff＝mgsin θ 导体棒ab减少的重力势能等于增加的动能、回路中产生的焦耳热以及克服摩擦力做功的和，有mg sin θ·x＝mv2＋Q＋Ff·x 解得Q＝mgxsin θ－mv2。 答案：(1) 　 (2)mgxsin θ－mv2 [跟踪训练] 1．(“三定则一定律”的综合应用)如图所示，在同一水平面内有两根光滑平行金属导轨MN和PQ，在两导轨之间竖直放置通电螺线管，ab和cd是放在导轨上的两根金属棒，它们分别放在螺线管的左右两侧，保持开关闭合，最初两金属棒处于静止状态。当滑动变阻器的滑动触头向左滑动时，两根金属棒与导轨构成的回路中感应电流方向(俯视图)及ab、cd两棒的运动情况是(　　) A．感应电流为顺时针方向，两棒相互靠近 B．感应电流为顺时针方向，两棒相互远离 C．感应电流为逆时针方向，两棒相互靠近 D．感应电流为逆时针方向，两棒相互远离 解析：D　当变阻器滑片向左滑动时，电路的电流变大，线圈的磁场增加；根据安培定则由电流方向可确定线圈的磁场方向垂直于导轨向下；由于线圈处于两棒中间，所以穿过两棒所围成的磁通量变大，由楞次定律的“增反减同”可得，线框abdc 产生逆时针方向感应电流； ab棒处于垂直向上的磁场，且电流方向a→b，根据左手定则可知安培力方向向左；cd棒处于垂直