专题十三 主题一 楞次定律和法拉第电磁感应定律（Word教参）-【新高考方案】2024年高考物理二轮复习专题增分方略（新教材）

专题十三　电磁感应 本专题内容为高考题中的常考点，考查内容有：楞次定律和电磁感应定律，电磁感应中的图像问题、电路问题、动力学问题，以及单杆、双杆、线框模型。在二轮复习时，应重点关注电磁感应中动力学问题、能量和动量问题。强化对相关问题的训练，对电磁感应中的单杆、双杆及线框模型，应把握模型特点、掌握模型规律。 　本专题共设计4个教学主题，建议用时2课时 主题一　楞次定律和法拉第电磁感应定律 [真题感悟] 1．(2023·海南高考)汽车测速利用了电磁感应现象，汽车可简化为一个矩形线圈abcd，埋在地下的线圈分别为1、2，通上顺时针(俯视)方向电流，当汽车经过线圈时(　 ) A．线圈1、2产生的磁场方向竖直向上 B．汽车进入线圈1过程产生感应电流方向为abcd C．汽车离开线圈1过程产生感应电流方向为abcd D．汽车进入线圈2过程受到的安培力方向与速度方向相同 解析：选C　由题意知，埋在地下的线圈1、2通有顺时针(俯视)方向的电流，则根据安培定则，可知线圈1、2产生的磁场方向竖直向下，A错误；汽车进入线圈1过程中，磁通量增大，根据楞次定律可知产生感应电流方向为adcb，B错误；汽车离开线圈1过程中，磁通量减小，根据楞次定律可知产生感应电流方向为abcd，C正确；汽车进入线圈2过程中，磁通量增大，根据楞次定律可知产生感应电流方向为adcb，再根据左手定则，可知汽车受到的安培力方向与速度方向相反，D错误。 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　由题图可看出导体棒OA段转动切割磁感线，根据右手定则可知感应电动势的方向由A指向O，所以φO > φA，导体棒AC段不在磁场中，不切割磁感线，不产生感应电动势，则φC＝φA，A正确，B、C错误；根据以上分析可知φO－φA > 0，φA－φC＝0，则φO－φA > φA－φC，D错误。 3．(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 解析：选B　根据法拉第电磁感应定律可知E＝＝＝103×(1.02＋1.22＋1.42)×10－4 V＝0.44 V，故选B。 [深化提能] 1．利用楞次定律判断感应电流的方向 2．感应电动势的求解方法 (1)感生电动势 E＝n (2)动生电动势 3．三点注意 (1)判断感应电流方向时，应注意三定则——“左手定则、右手定则、安培定则”的区别。 (2)感应电动势E＝Blv中的l应为有效切割长度。 (3)在电磁感应电路中，感应电动势两端的电压为路端电压。 [考法全训] 考法1　法拉第电磁感应定律的应用 1．(多选)将一根绝缘细导线绕成如图所示的线圈，再将线圈和小灯泡构成闭合回路，线圈内部存在一方向垂直纸面向里的均匀磁场，已知小灯泡的电阻为R，细导线的电阻为r，矩形线圈的面积为S1，小圆线圈的面积为S2，磁感应强度大小随时间变化的规律为B＝B0＋kt，B0和k均为大于零的常量，下列说法正确的是(　 ) A．通过灯泡的电流由a流向b B．闭合回路中的感应电动势为k(S1－S2) C．通过小灯泡的电流大小为 D．小灯泡两端的电压为 解析：选AC　由磁感应强度的变化规律可知，闭合回路中的磁感应强度向里，磁通量增加，由楞次定律可知，通过小灯泡的电流由a流向b，A正确；矩形线圈产生的感应电动势为E1＝S1＝kS1，小圆线圈产生的感应电动势为E2＝S2＝kS2，由楞次定律可知，两部分线圈产生的感应电动势方向相同，所以总电动势为E＝E1＋E2＝k(S1＋S2)，B错误；通过小灯泡的电流大小为I＝＝，C正确；通过小灯泡的电流是恒定电流，小灯泡两端的电压为U＝IR＝，D错误。 考法2　楞次定律的应用 2．(2023·广州模拟)如图所示，右端为N极的磁铁置于粗糙水平桌面上并与轻质弹簧相连，弹簧一端固定在竖直墙面上，当弹簧处于原长时，磁铁的中心恰好位于接有一盏小灯泡的竖直固定线圈的圆心。用力将磁铁向右拉到某一位置，撤去作用力后磁铁穿过线圈来回振动，有关这个振动过程，以下说法正确的是(　 ) A．灯泡的亮暗不会发生变化 B．磁铁接近线圈时，线圈对磁铁