浙江专用高考物理二轮复习专题四第2讲电磁感应规律及综合应用讲义增分练.docx
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浙江专用高考物理二轮复习专题四第2讲电磁感应规律及综合应用讲义增分练
第2讲电磁感应规律及综合应用
核心要点提炼丨
网络构建
备考策略
AB
1.看到“磁感应强度B随时间t均匀变化”，想到“半=k为定值”。
At
2.应用楞次定律时的“三看”和“三想”
⑴看到“线圈（回路）中磁通量变化”时，想到“增反减同”。
⑵看到“导体与磁体间有相对运动”时，想到“来拒去留”。
（3）看到“回路面积可以变化”时，想到“增缩减扩”。
3.抓住“两个定律”、运用“两种观点”、分析“一种电路”
“两个定律”是指楞次定律和法拉第电磁感应定律；“两种观点”是指动力学观点和能量观
点；“一种电路”是指电磁感应电路。
鳥考热点突破丨
楞次定律和法拉第电磁感应定律的应用
楞次定律的应用
【典例1】（2019•浙江绍兴选考模拟）大小不等的两导电圆环P、Q均固定于水平桌面，Q环位于P环内。
在两环间的范围内存在方向竖直向下、大小随时间均匀增强的匀强磁场B,则
（）
图1
A.Q环内有顺时针方向的感应电流
B.Q环内有逆时针方向的感应电流
C.P环内有顺时针方向的感应电流
D.P环内有逆时针方向的感应电流
解析由楞次定律可知P环内有逆时针方向的感应电流，Q环内没有感应电流产生，故A、B
C错误，D正确。
答案D
【典例2】（2019•浙江海宁选考模拟）（多选）如图2所示，闭合导体环水平固定。
条形磁铁
S极向下以初速度v0沿过导体环圆心的竖直轴线下落，穿过导体环的过程中，关于导体环中的感应电流及条形磁铁的加速度，下列说法正确的是（）
图2
A.从上向下看，导体环中的感应电流的方向先顺时针后逆时针
B.从上向下看，导体环中的感应电流的方向先逆时针后顺时针
C.条形磁铁的加速度一直小于重力加速度
D.条形磁铁的加速度开始小于重力加速度，后大于重力加速度
解析当条形磁铁的中心恰好位于导体环所在的水平面时，条形磁铁内部向上的磁感线都穿过了导体环，而条形磁铁外部向下穿过导体环的磁通量最少，所以此时刻穿过导体环的磁通量最大，因此全过程导体环中磁通量方向向上，先增大后减小，从上向下看，感应电流方向先顺时针后逆时针，A正确，B错误；导体环中的感应电流产生的磁场始终阻碍条形磁铁运动，所以条形磁铁的加速度一直小于重力加速度，C正确，D错误。
答案AC
【典例3】（2019•浙江金华十校模拟）如图3所示为感应式发电机，a、b、C、d是空间四个可用电刷与铜盘边缘接触的点，0、Q是铜盘轴线导线的接线端，MN是电流表的接线端。
现
在将铜盘转动，能观察到感应电流的是（）
其切割磁感线产生感应电动势，此时铜盘相当于电源，铜盘边缘和中
图3
A.将电流表的接线端
M、
N分别连接
a、
C位置
B.将电流表的接线端
M、
N分别连接
Q1、
a位置
C.将电流表的接线端
M、
N分别连接
Q1、
O位置
D.将电流表的接线端
M、
N分别连接
C、
d位置
解析当铜盘转动时，
知只有B正确。
答案B
法拉第电磁感应定律的应用
【典例4】（2019•浙江义乌选考模拟）（多选）如图4所示，竖直光滑导轨上端接入一定值电阻R,C和C2是半径都为a的两圆形磁场区域，其区域内的磁场方向都垂直于导轨平面向外，区域C中磁场的磁感应强度随时间按B=b+kt（k>0）变化，C2中磁场的磁感应强度恒为B,
一质量为m电阻为r、长度为L的金属杆AB穿过区域C2的圆心，垂直地跨放在两导轨上，且与导轨接触良好，并恰能保持静止（轨道电阻不计，重力加速度大小为g）。
则（）
A.通过金属杆的电流方向为从A到B
c•定值电阻的阻值为
2knBaR—mg
解析区域C中磁场的磁感应强度随时间按Bi=b+kt（k>0）变化，可知磁感应强度均匀增大，
穿过整个回路的磁通量增大，由楞次定律分析知，通过金属杆的电流方向为从B到A,故A错
误；对金属杆，根据平衡方程得mg=B2I・2a,解得
电路中产生的热功率P=EI=^^故D正确。
答案BD
1.（多选）现代科学研究中常要用到高速电子，电子感应加速器就是利用感生电场使电子加速的设备。
如图5所示，上面为侧视图，上、下为电磁铁的两个磁极，电磁铁线圈中电流的大小可以变化；下面为磁极之间真空室的俯视图。
现有一电子在真空室中做圆周运动，从上往下看电子沿逆时针方向做加速运动。
则下列判断正确的是（）
图5
A.通入螺线管的电流在增强
B.通入螺线管的电流在减弱
C.电子在轨道中做圆周运动的向心力是电场力
D.电子在轨道中加速的驱动力是电场力
解析由上往下看电子沿逆时针方向做加速运动，表明感应电场沿顺时针方向。
图示电磁铁螺线管电流产生的磁场方向竖直向上，根据楞次定律，当磁场正在增强时，产生的感应电场沿顺时针方向，故选项A正确，B错误；电子所受感应电场力方向沿切线方向，电子在轨道中做加速圆周运动是由电场力驱动的，选项C错误，D正确。
答案AD
2.如图6甲所示，光滑“/”形金属支架ABC固定在水平面上，支架处在垂直于水平面向下
的匀强磁场中，一金属导体棒EF放在支架上，用一轻杆将导体棒与墙固定连接，磁感应强度
随时间变化的规律如图乙所示，取垂直于水平面向下为正方向，贝y下列说法中正确的是（）
图6
A.11时刻轻杆对导体棒的作用力最大
B.12时刻轻杆对导体棒的作用力最大
C.t2到t3时间内，轻杆对导体棒的作用力先增大后减小
D.t2到t4时间内，轻杆对导体棒的作用力方向不变
△①
解析由E=n■△厂，可知ti时刻感应电动势为0，感应电流为0,安培力为0,轻杆对导体棒的作用力为0,故选项A错误；t2时刻感应电动势为最大，感应电流最大，但磁感应强度为0,
安培力为0,轻杆对导体棒的作用力为0，故选项B错误；t2到t3时间内，安培力先增大后减
小，所以轻杆对导体棒的作用力先增大后减小，故选项C正确；t2到t4时间内，感应电流方
向改变，安培力方向改变，则轻杆对导体棒的作用力方向改变，故选项D错误。
答案C
3.（多选）如图7甲所示，左侧接有定值电阻R=2Q的水平粗糙导轨处于垂直纸面向外的匀
强磁场中，磁感应强度B=1T,导轨间距为L=1m。
一质量m=2kg、阻值r=2Q的金属棒在拉力F作用下由静止开始从CD处沿导轨向右加速运动，金属棒与导轨间动摩擦因数卩=
0.25,g=10m/s2。
金属棒的v—x图象如图乙所示，则从起点发生x=1m位移的过程中（）
A.拉力做的功W=9.25J
B.通过电阻R的电荷量q=0.125C
C.整个系统产生的总热量Q=5.25J
D.x=1m时金属棒的热功率为1W
解析金属棒在运动位移x=1m的过程中，克服摩擦力做功为W=卩mgx=5J,x=1m时金
属棒的安培力大小为
b2l2
F安=BIL=R+J,结合图象可知，安培力大小与位移成正比，则金属棒
克服安培力做功为Wb=Fx=字=2：
）vx=
22（R十r）
0.25J，由动能定理得W—W安一W=fmV,得W=9.25J，选项A正确；流过电阻R的电荷量
q=^^=0.25C,选项B错误；系统产生的焦耳热等于金属棒克服安培力做功大小，等于0.25
R+r
J,系统产生的热量等于摩擦生热和焦耳热之和，大小为5.25J，选项C正确；x=1m时，
BLv2
回路中1==0.5A，由P=I2r得金属棒的热功率为0.5W，选项D错误。
R+r
答案AC
电磁感应中的图象问题
根据题目所给条件，读图分析相关物理量
【典例1】（2019•稽阳联谊学校联考）如图8甲，MNPQ为水平放置的足够长平行光滑导轨，导轨间距为L=0.5m，导轨左端连接的定值电阻R=2Q,整个装置处于竖直向下的匀强磁
场中，磁感应强度为2T。
将一根质量为0.2kg、电阻也为r=2Q的金属棒ab垂直放置在导轨上，且与导轨接触良好，导轨电阻不计。
x=0处给棒一个向右的初速度、并对棒施加水
平向右的拉力作用，经过
2.4m金属棒受到的安培力为0.8N，图乙为棒所受的安培力F安与位移x的关系图象。
求：
图8
（1）运动2.4m时金属棒瞬时速度大小；
⑵估算0〜2.4m内定值电阻R上产生的焦耳热（提示：
可以用F—x图象下的“面积”代表力F所做的功）；
（3）0〜2.4m内通过电阻R的电荷量；
⑷0〜2.4m内水平拉力的冲量大小。
解析
（1）F安=BIL,I=—,E=BLV2,
r+r
Bt2V2
则F安=，得V2=3.2m/s。
r+r
⑵面积法，数格子：
约为72格，每格为0.02J,0总=1.44J
则定值电阻R上产生的焦耳热为0.72J。
EBLxBLx
（3）q=IAt,I=r总，E=XJ，q=R+7，得q=0.6C。
（4）If—EF安t=mv—mv,初速度
F1（R+r）
V1=bl=1m/s
If=BqL+mv—mv=1.04N•s。
答案
（1）3.2m/s
（2）0.72J（0.68J〜0.76J均可）（3）0.6C（4）1.04N•s
根据题目所给条件，选择图象
【典例2】（2018•全国卷H,18）如图9，在同一水平面内有两根平行长导轨，导轨间存在
依次相邻的矩形匀强磁场区域，区域宽度均为I，磁感应强度大小相等、方向交替向上向下。
3
一边长为^l的正方形金属线框在导轨上向左匀速运动。
线框中感应电流i随时间t变化的正
确图线可能是（）
解析设线框运动的速度为V,则线框向左匀速运动第一个丄的时间内，线框切割磁感线运动
2v
产生的电动势为E=2Bdv（d为导轨间距），电流i=R回路中电流方向为顺时针；第二个舟的时间内，线框左右两边切割磁感线产生的电动势大小相等，方向相反，线框切割磁感线运动产生的电动势为零，电流为零；第三个£的时间内，线框切割磁感线运动产生的电动势为E
=2Bdv,电流i=R回路中电流方向为逆时针，所以D正确。
答案D
1.解决电磁感应图象问题的“三点关注”
⑴明确图象所描述的物理意义，明确各种“+”“一”的含义。
（2）关注变化过程，看电磁感应发生的过程分为几个阶段，这几个阶段是否和图象变化相对应。
（3）关注大小、方向的变化趋势，看图线斜率的大小、图线的曲直是否和物理过程对应。
2.解决电磁感应图象问题常用的“两个方法”
⑴排除法；
⑵函数法。
1.（2019•浙江嵊州选考模拟）如图10甲中，两平行光滑金属导轨放置在水平面上且间距为L,
左端接电阻R导轨电阻不计。
整个装置处于方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中。
将质量为m电阻为r的金属棒ab置于导轨上。
当ab受到垂直于金属棒的水平外力F的作用
由静止开始运动时，F与金属棒速度v的关系如图乙所示。
已知ab与导轨始终垂直且接触良
好，设ab中的感应电流为I,ab受到的安培力大小为F安,R两端的电压为*R的电功率为P,则下图中正确的是（）
图10
v=ma所以金属棒做加速度减小的加速运动，当加速度减为零时，做匀速运动，所以A正确;
BLvR,R消耗的功率P
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