专题4.2 电磁感应的规律及综合应用（课件）-【金版新学案】2024高考物理大二轮专题复习与测试（新教材）

第二讲　电磁感应的规律及综合应用 专题四　电路与电磁感应 命题角度 高考对本讲知识常考查对感应电动势、感应电流等基本概念的理解，还有楞次定律(或右手定则)、法拉第电磁感应定律(或切割公式)等规律的理解及应用，还常与电路知识、图像知识、动力学和运动学知识、能量和动量规律综合考查。 命题形式 高考中本部分内容常联系生产、生活、科技等实际情景命题，常以选择题或计算题的形式呈现，计算题一般为压轴题，综合性较强、难度较大。 内容索引 02 01 核心突破　素养提升 高考体验　情景预测 03 专 题 集 训 返回 核心突破　素养提升 考点一　楞次定律与法拉第电磁感应定律的理解及应用 计算感应电动势大小的两种方法 例1 (多选)(2022·湖南高考)如图，间距L＝1 m的U形金属导轨，一端接有0.1 Ω的定值电阻R，固定在高h＝0.8 m的绝缘水平桌面上。质量均为0.1 kg的匀质导体棒a和b静止在导轨上，两导体棒与导轨接触良好且始终与导轨垂直，接入电路的阻值均为0.1 Ω，与导轨间的动摩擦因数均为0.1(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)，导体棒a距离导轨最右端1.74 m。整个空间存在竖直向下的匀强磁场(图中未画出)，磁感应强度大小为0.1 T。用F＝0.5 N 沿导轨水平向右的恒力拉导体棒a，当导体棒a运动到导轨最右端时，导体棒b刚要滑动，撤去F，导体棒a离开导轨后落到水平地面上。重力加速度取10 m/s2，不计空气阻力，不计其他电阻，下列说法正确的是 A．导体棒a离开导轨至落地过程中，水平位移为0.6 m B．导体棒a离开导轨至落地前，其感应电动势不变 C．导体棒a在导轨上运动的过程中，导体棒b有向右运动的趋势 D．导体棒a在导轨上运动的过程中，通过电阻R的电荷量为0.58 C √ √ 感应电荷量的计算方法 方法技巧 针对练1.(2023·湖北高考)近场通信(NFC)器件应用电磁感应原理进行通讯，其天线类似一个压平的线圈，线圈尺寸从内到外逐渐变大。如图所示，一正方形NFC线圈共3匝，其边长分别为1.0 cm、1.2 cm和1.4 cm，图中线圈外线接入内部芯片时与内部线圈绝缘。若匀强磁场垂直通过此线圈，磁感应强度变化率为103 T/s，则线圈产生的感应电动势最接近 A．0.30 V B．0.44 V C．0.59 V D．4.3 V √ 针对练2.(2021·河北高考)如图，两光滑导轨水平放置在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，导轨间距最窄处为一狭缝，取狭缝所在处O点为坐标原点，狭缝右侧两导轨与x轴夹角均为θ，一电容为C的电容器与导轨左端相连，导轨上的金属棒与x轴垂直，在外力F作用下从O点开始以速度v向右匀速运动，忽略所有电阻，下列说法正确的是 A．通过金属棒的电流为2BCv2tan θ B．金属棒到达x0时，电容器极板上的电荷量为BCvx0tan θ C．金属棒运动过程中，电容器的上极板带负电 D．金属棒运动过程中，外力F做功的功率恒定 √ 根据楞次定律可知电容器的上极板应带正电，C错误；由题意知导体棒匀速切割磁感线，根据几何关系可知切割长度为l＝2x tan θ，x＝vt，则产生的感应电动势为E＝2Bv2t tan θ，由题图可知电容器直接与电源相连，则电容器的电荷量为Q＝CE＝2BCv2t tan θ，则流过导体棒的电流I＝ ＝2BCv2tan θ，A正确；当金属棒到达x0处时，导体棒产生的感应电动势为E′＝2Bvx0tan θ，则电容器的电荷量为Q′＝CE′＝2BCvx0tan θ，B错误；由于导体棒做匀速运动，则F＝F安＝IlB，由A选项分析可知流过导体棒的电流I恒定，但l与t成正比，则F为变力，再根据力做功的功率公式P＝Fv，可看出F为变力，v不变，则功率P随力F变化而变化，D错误。 针对练3.(多选)(2021·广东高考)如图所示，水平放置足够长光滑金属导轨abc和de，ab与de平行，bc是以O为圆心的圆弧导轨，圆弧be左侧和扇形Obc内有方向如图的匀强磁场，金属杆OP的O端与e点用导线相接，P端与圆弧bc接触良好。初始时，可滑动的金属杆MN静止在平行导轨上，若杆OP绕O点在匀强磁场区域内从b到c匀速转动时，回路中始终有电流，则此过程中，下列说法正确的有 A．杆OP产生的感应电动势恒定 B．杆OP受到的安培力不变 C．杆MN做匀加速直线运动 D．杆MN中的电流逐渐减小 √ √ 杆OP转动切割磁感线产生的感应电动势为E＝ Br2ω，因为OP匀速转动，所以杆OP产生的感应电动势恒定，故A正确；杆OP匀速转动，在回路中产生的感应电流由M到N通过MN棒，由左手定则可知，MN棒会向左运动，MN棒运动会切割磁感线，产生的感应电流与原来电流方向相反，使回路电流减小，MN棒所受合力为安培力，电流减小，安培力减