专题2.9 电磁感应（Word讲义）-【正禾一本通】2024高考物理高三二轮专题复习高效讲义（新教材）

　第9讲 电磁感应 必备知识 命题展望 磁通量 磁通量：Φ＝BS，它是标量，但有正负 主要考查楞次定律和法拉第电磁感应定律的理解及应用，电磁感应中的平衡问题，电磁感应中的动力学和能量问题，电磁感应中的动量和能量问题。 电磁感应定律 法拉第电磁感应定律：E＝n，其中n为线圈匝数。 动生电动势：E＝Blv；感生电动势：E＝n 转动切割产生的电动势：E＝Bl2ω。 感应电荷量：q＝ 核心考点1　楞次定律与法拉第电磁感应定律的应用 1．判断感应电流方向的两种方法 (1)利用右手定则，即根据导体在磁场中做切割磁感线运动的情况进行判断； (2)利用楞次定律，即根据穿过闭合回路的磁通量的变化情况进行判断。 2．感应电动势大小的计算方法 (1)E＝n，主要用来计算感应电动势的平均值，常用q＝求解电荷量； (2)E＝Blv，主要用来计算导体平动切割磁感线产生电动势的瞬时值； (3)E＝Bl2ω，主要用来计算导体转动切割磁感线产生电动势的瞬时值。 　典题对点突破 [例1] (多选)如图甲所示，通电的螺线管右侧有一金属圆环，在螺线管中通入如图乙所示的正弦交变电流，规定图甲中所示电流方向为正方向。在B时刻，金属环(　　) A．感应电流为逆时针方向(从左向右方向观察) B．受到水平向左的安培力作用 C．磁通量最大 D．感应电动势最大 解析：选AD。B时刻螺线管中电流i随时间的变化率为负，根据安培定则可以判断此时金属环中由右向左方向的磁通量随时间的变化率为负，根据楞次定律可知感应电流的磁场应阻碍这种变化，即从左向右方向观察，金属环中的感应电流方向为逆时针方向，故A正确；B时刻螺线管中电流为零，因此产生的磁场大小为零，即金属环的安培力为零，故B错误；B时刻穿过金属环磁通量为零，但磁通量的变化率最大，感应电动势最大，故C错误，D正确。 [例2] (2023·江苏高考)如图所示，圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，OC导体棒的O端位于圆心，棒的中点A位于磁场区域的边缘。现使导体棒绕O点在纸面内逆时针转动，O、A、C点电势分别为φO、φA、φC，则(　　) A．φO>φC B．φC>φA C．φO＝φA D．φO－φA＝φA－φC 解析：选A。导体棒OA段旋转切割磁感线，根据右手定则可知φO>φA；AC段不切割磁感线，属于等势体，则φA＝φC，故φO>φA＝φC，A正确，B、C、D错误。 [例3] 如图所示，导体轨道OPQS固定，其中PQS是半圆弧，Q为半圆弧的中点，O为圆心。轨道的电阻忽略不计。OM是有一定电阻、可绕O转动的金属杆，M端位于PQS上，OM与轨道接触良好。空间存在与半圆所在平面垂直的匀强磁场，磁感应强度的大小为B。现使OM从OQ位置以恒定的角速度逆时针转到OS位置并固定(过程Ⅰ)；再使磁感应强度的大小以一定的变化率从B增加到B′(过程Ⅱ)。在过程Ⅰ、Ⅱ中，流过OM的电荷量相等，则等于(　　) A． B． C． D．2 解析：选B。通过导体OM横截面的电荷量 q＝·Δt＝·Δt＝n，在过程Ⅰ中，流过OM的电荷量q1＝，在过程Ⅱ中，流过OM的电荷量q2＝，依题意有q1＝q2，即B·πr2＝(B′－B)·πr2，解得＝，B正确。 核心考点2　电磁感应中的电路、图像问题 1．电磁感应中的电路问题 2．解答图像问题的两个常用方法 (1)排除法：定性分析电磁感应过程中某个物理量的变化情况，把握三个关注，快速排除错误的选项。这种方法能快速解决问题，但不一定对所有问题都适用。具体如下： (2)函数关系法：根据题目所给的条件写出物理量之间的函数关系，再对图像作出判断，这种方法得到的结果准确、详细，但不够简捷。 　典题对点突破 [例4] (多选)如图所示，间距为L＝0.8 m的两条平行光滑竖直金属导轨PQ、MN足够长，底部Q、N之间连有一阻值为R1＝2 Ω的电阻，磁感应强度为 B1＝0.5 T的匀强磁场与导轨平面垂直。导轨的上端点P、M分别与横截面积为5×10－3 m2的10匝线圈的两端连接，线圈的轴线与大小均匀变化的匀强磁场B2平行。开关K闭合后，质量为m＝1×10－2 kg、电阻值为R2＝2 Ω的金属棒ab恰能保持静止。金属棒始终与导轨接触良好，其余部分电阻不计，g 取10 m/s2，则(　　) A．磁场B2均匀减小 B．金属棒中的电流为 0.25 A C．匀强磁场B2的磁感应强度的变化率为10 T/s D．断开K之后，金属棒ab下滑的最大速度为1.25 m/s 解析：选BC。由于金属棒ab恰能保持静止，说明金属棒ab所受安培力方向竖直向上，大小与重力大小相等，根据左手定则可知金属棒ab中电流方向为a→b，根据右手螺旋定则可知线圈中感应电流的磁场方向向左，与原磁场方向相反，根据楞次定律可知B2增大，故 A