专题62 楞次定律和法拉第电磁感应定律-【鼎力高考】2024年高考物理一轮大单元综合复习导学练

2024年高考物理一轮大单元综合复习导学练 专题62 楞次定律和法拉第电磁感应定律 导练目标 导练内容 目标1 楞次定律和右手定则 目标2 法拉第电磁感应定律求感生电动势 目标3 动生电动势的求解 目标4 感应电流电荷量的三种求法 目标5 自感、电磁阻尼和电磁驱动 【知识导学与典例导练】 1、 楞次定律和右手定则 1.楞次定律及应用 楞次定律中“阻碍”的含义 “四步法”判断感应电流方向 2.右手定则的理解和应用 (1)右手定则适用于闭合电路的部分导体切割磁感线产生感应电流的情况。 (2)右手定则是楞次定律的一种特殊形式，用右手定则能解决的问题，用楞次定律均可代替解决。 (3)右手定则应用“三注意”： ①磁感线必须垂直穿入掌心。 ②拇指指向导体运动的方向。 ③四指所指的方向为感应电流方向。 3.楞次定律推论的应用 内容 例　证 阻碍原磁通量变化——“增反减同” 阻碍相对运动——“来拒去留” 使回路面积有扩大或缩小的趋势——“增缩减扩” 【例1】近几年，许多品牌手机推出无线充电功能，最方便的应用场景之一，是在家用汽车上实现手机无线充电。如图所示为手机无线充电的工作原理示意图，其主要部件为汽车充电基座内的送电线圈和手机中的受电线圈，若在充电基座内的输电线圈中通入方向由b经线圈到a，且正在变大的电流，在手机受电线圈中接一个电阻，则（　　）    A．受电线圈中，通过电阻的电流方向由c到d B．受电线圈中，通过电阻的电流方向由d到c C．受电线圈与送电线圈相互吸引 D．受电线圈与送电线圈相互排斥 【例2】荡秋千是一项同学们喜欢的体育活动。如图所示，两根金属链条（可视为导体）将一根金属棒ab悬挂在固定的金属架cd上，静止时金属棒ab水平且沿东西方向，已知当地的地磁场方向自南向北斜向下与竖直方向成45°角，现让金属棒ab随链条摆起来，通过能量补给的方式可使链条与竖直方向的最大偏角保持45°不变，则下列说法中正确的是（　　） A．当ab棒自北向南经过最低点时，电流从c流向d B．当链条与竖直方向成45°角时，回路中感应电流一定为零 C．当ab棒自南向北摆动的过程中，回路中的磁通量先减小再增加 D．当ab棒自南向北经过最低点时，ab棒受到的安培力的方向水平向南 2、 法拉第电磁感应定律求感生电动势 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。 【例3】用同种导线制成的圆环水平同心放置，环a半径为r，环b半径为R，，环a中有与环面成角的匀强磁场，时磁感应强度的方向如图甲所示，磁感应强度随时间的变化如图乙所示。则（　　） A．时间内，环a一直有收缩的趋势 B．时间内，两环间一直存在相互作用的引力 C．时间内，环a与环b中的电流之比为 D．时间内，环b产生的感应电动势大小为 3、 动生电动势的求解 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．应用法拉第电磁感应定律的四种情况 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4】如图所示，纸面内的菱形金属线框以速度平行于方向匀速通过一有界的匀强磁场，磁场的边界、相互平行，磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里．已知线框的电阻为R，线框的边长和磁场宽度均为L，，，下列说法正确的是（    ） A．A点离开磁场后线框内的感应电流沿顺时针方向 B．线框内感应电动势的最大值为 C．此过程中穿过线框的磁通量的最大值为 D．线框穿过磁场的整个过程中回路中的最大热功率为 【例5】如图所示，半径为L的金属圆环固定，圆环内存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。长为L、电阻为r的导体棒OA，一端固定在通过圆环中心的O点，另一端与圆环接触良好。在圆环和O点之间接有阻值为R的电阻，不计金属圆环的电阻。当导体棒以角速度ω绕O点逆时针匀速转动时，下列说法正确的是（　　） A．O点的电势高于A点的电势 B．导体棒切割磁感线