微专题2 电磁感应规律及综合应用 (专题微讲Word)-【赢在微点·考前顶层设计】2024新高考物理大二轮专题复习（Word版）

微专题二　电磁感应规律及综合应用 感悟高考真题 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1.(2023·湖北卷)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　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，B项正确。 答案　B 2.(多选)(2023·全国甲卷)一有机玻璃管竖直放在水平地面上，管上有漆包线绕成的线圈，线圈的两端与电流传感器相连，线圈在玻璃管上部的5匝均匀分布，下部的3匝也均匀分布，下部相邻两匝间的距离大于上部相邻两匝间的距离，如图甲所示。现让一个很小的强磁体在玻璃管内沿轴线从上端口由静止下落，电流传感器测得线圈中电流I随时间t的变化如图乙所示。则 (　　) 　　 甲 乙 A.小磁体在玻璃管内下降速度越来越快 B.下落过程中，小磁体的N极、S极上下颠倒了8次 C.下落过程中，小磁体受到的电磁阻力始终保持不变 D.与上部相比，小磁体通过线圈下部的过程中，磁通量变化率的最大值更大 【易错点】电流方向的改变不是因为小磁体N、S极颠倒，而是因为小磁体穿过线圈的过程中，磁通量先增后减。 解析　对于小磁体，可以忽略其与较远线圈的电磁感应现象，只考虑与最近一匝线圈的电磁感应，则由题图乙可知，小磁体依次通过每匝线圈时产生的感应电流最大值逐渐增大，结合法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律可知，小磁体通过每匝线圈时的磁通量变化率越来越大，即小磁体在玻璃管内下降的速度越来越快，A项正确;下落过程中，小磁体在水平方向受的合力为零，故小磁体的N极、S极上下没有颠倒，B项错误;小磁体下落过程中受到的电磁阻力实质就是安培力，根据安培力公式可知，下落过程中，小磁体受到的电磁阻力并不是始终保持不变的，C项错误;由题图乙可知，与上部相比，小磁体通过线圈下部的过程中，感应电流的最大值更大，故磁通量变化率的最大值更大，D项正确。 答案　AD 3.(多选)(2022·山东卷)如图所示，xOy平面的第一、三象限内以坐标原点O为圆心、半径为L的扇形区域充满方向垂直纸面向外的匀强磁场。边长为L的正方形金属框绕其始终在O点的顶点、在xOy平面内以角速度ω顺时针匀速转动，t=0时刻，金属框开始进入第一象限。不考虑自感影响，关于金属框中感应电动势E随时间t变化规律的描述正确的是 (　　) A.在t=0到t=的过程中，E一直增大 B.在t=0到t=的过程中，E先增大后减小 C.在t=0到t=的过程中，E的变化率一直增大 D.在t=0到t=的过程中，E的变化率一直减小 【破题点】用切割磁感线的有效长度判断感应电动势大小变化。 解析　如图所示，在t=0到t=的过程中，线框的有效切割长度先变大再变小，当t=时，有效切割长度最大为L，此时，感应电动势最大，所以在t=0到t=的过程中，E先增大后减小，故B项正确，A项错误;在t=0到t=的过程中，转过的角度θ=ωt，切割磁感线的长度l=，产生的感应电动势E=Blω2=，由此可判断E的变化率一直增大，故C项正确，D项错误。 答案　BC 突破核心考点 考点1　楞次定律和法拉第电磁感应定律的应用 【链·核心必备】 1.掌握感应电动势大小的三种求解方法 (1)磁通量变化型:E=n=nS=nB。 (2)平动切割型:E=Blv。 (3)转动切割型:E=Bl2ω。 2.理清电磁感应中电荷量的求解思路 由=n=，q=·Δt，联立解得q=。 【析·多维命题】 　 [例]　(多选)有界匀强磁场磁感应强度为B，有一半径为R的线圈，其单位长度上的电阻为r，线圈直径MN垂直磁场边界于M点，现以M点为轴在纸面内，沿顺时针方向匀速旋转90°，角速度为ω，则 (　　) A.感应电流方向为顺时针方向 B.感应电动势的最大值为BR2ω C.感应电流的最大值为 D.通过导体任意横截面的电荷量为 解析　根据楞次定律，感应电流产生的磁场总要阻碍原磁通量的变化，可知在线圈转动的过程中通过线圈的磁通量减小，由此可知感应电流应为顺时针方向，A项正确;当转过90°时的瞬间感应电动势最大，此时切割磁感线的有效长度最大，为圆形线圈的直径，由此可得感应电动势的最大值为Em=B(2R)2ω=2BR2ω，根据闭合电路的欧姆定律可知感应电流的最大值为Im===，B、C两项错误;通过导体任意横截面的电荷量为q===，D项正确。 答案　AD