押第14、9题：电磁感应-备战2024年高考物理临考题号押题（辽宁、黑龙江、吉林专用）

押第14、9题 电磁感应 解决电磁感应问题，涉及牛顿运动定律、能量守恒、动量等知识，该模块命题特点为知识点多、概念繁琐、规律复杂，对分析能力、建模能力有较高要求，主要考点如下： 考点 细分 电磁感应 楞次定律 法拉第电磁感应定律 电磁感应中的图像及电路问题 电磁感应中的动力学问题 电磁感应中的能量转化 电磁感应和磁场两个模块，其一出现在选择题中，另一则出现在解答题中。因此，将第14、9题放在一起，分为解答题和选择题两种形式对该模块进行押题。 1.（2023年·辽宁卷）（多选） 如图，两根光滑平行金属导轨固定在绝缘水平面上，左、右两侧导轨间距分别为d和2d，处于竖直向上的磁场中，磁感应强度大小分别为2B和B。已知导体棒MN的电阻为R、长度为d，导体棒PQ的电阻为2R、长度为2d，PQ的质量是MN的2倍。初始时刻两棒静止，两棒中点之间连接一压缩量为L的轻质绝缘弹簧。释放弹簧，两棒在各自磁场中运动直至停止，弹簧始终在弹性限度内。整个过程中两棒保持与导轨垂直并接触良好，导轨足够长且电阻不计。下列说法正确的足（　　） A. 弹簧伸展过程中、回路中产生顺时针方向电流 B. PQ速率为v时，MN所受安培力大小为 C. 整个运动过程中，MN与PQ的路程之比为2：1 D. 整个运动过程中，通过MN的电荷量为 2．（2022年·辽宁卷）如图所示，两平行光滑长直金属导轨水平放置，间距为L。区域有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向竖直向上。初始时刻，磁场外的细金属杆M以初速度向右运动，磁场内的细金属杆N处于静止状态。两金属杆与导轨接触良好且运动过程中始终与导轨垂直。两杆的质量均为m，在导轨间的电阻均为R，感应电流产生的磁场及导轨的电阻忽略不计。 （1）求M刚进入磁场时受到的安培力F的大小和方向； （2）若两杆在磁场内未相撞且N出磁场时的速度为，求：①N在磁场内运动过程中通过回路的电荷量q；②初始时刻N到的最小距离x； （3）初始时刻，若N到的距离与第（2）问初始时刻的相同、到的距离为，求M出磁场后不与N相撞条件下k的取值范围。 1．判断感应电流方向的两种方法 (2)利用楞次定律判断(适用回路磁通量变化情况)。 (2)利用右手定则判断(适用切割磁感线的运动)。 2．楞次定律中“阻碍”的四种表现形式 (1)阻碍原磁通量的变化——“增反减同”。 (2)阻碍相对运动——“来拒去留”。 (3)使线圈面积有扩大或缩小的趋势——“增缩减扩”。 (4)阻碍原电流的变化(自感现象)——“增反减同”。 3．求解感应电动势常用的四种方法 表达式 E＝n E＝BLvsin θ E＝BL2ω E＝NBSω· sin(ωt＋φ0) 情景图 研究对象 回路(不一定闭合) 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 意义 一般求平均感应电动势，当Δt→0时求的是瞬时感应电动势 一般求瞬时感应电动势，当v为平均速度时求的是平均感应电动势 用平均值法求瞬时感应电动势　 求瞬时感应电动势 适用条件 所有磁场(匀强磁场定量计算、非匀强磁场定性分析) 匀强磁场 匀强磁场 匀强磁场 4．电磁感应图像问题分析的注意点 (1)注意初始时刻的特征，如初始时刻感应电流是否为零，感应电流的方向如何。 (2)注意电磁感应发生的过程分为几个阶段，这几个阶段是否和图像变化对应。 (3)注意观察图像的变化趋势，判断图像斜率的大小、图像的曲直是否和物理过程对应。　　 电磁感应中电路问题的解题流程 5.解决电磁感应中的电路和动力学问题的关键 电磁感应与动力学问题联系的桥梁是磁场对感应电流的安培力。解答电磁感应中的动力学问题，在分析方法上，要始终抓住导体的受力(特别是安培力)特点及其变化规律，明确导体的运动过程以及运动过程中状态的变化，准确把握运动状态的临界点。 (1)电源：E＝Blv或E＝n分析电路的结构 (2)受力分析：F安＝BIl→F合＝m a (3)临界点→运动状态的变化点　　 6.求解电磁感应中能量问题的策略 (1)若回路中的电流恒定，可以利用电路结构及W＝UIt或Q＝I2Rt直接进行计算。 (2)若回路中的电流变化，则可按以下两种情况计算： ①利用功能关系求解：电磁感应中产生的电能等于克服安培力所做的功； ②利用能量守恒定律求解：其他形式的能的减少量等于回路中产生的电能。 一、单选题 1．如图所示，两匀强磁场的磁感应强度和大小相等、方向相反。金属圆环的直径与两磁场的边界重合。下列变化会在环中产生顺时针方向感应电流的是（　　） A．同时增大减小 B．同时减小增大 C．同时以相同的变化率增大和 D．同时以相同的变化率减小和 2． 如图所示，一导线弯成半径为R的半圆形