高考物理二轮复习板块一专题突破复习专题四电路与电磁感应第二讲电磁感应及综合应用学案

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1、第二讲　电磁感应及综合应用[知识建构][高考调研]1.考查方向：①结合闭合电路的欧姆定律，利用楞次定律或右手定则判断感应电流的方向以及大小计算．②结合牛顿第二定律，对导体棒切割磁感线的运动进行受力分析和运动分析．③结合图象，应用法拉第电磁感应定律、闭合电路的欧姆定律、电功率、功能关系等规律，解决电磁感应的综合问题．2.常用的思想方法：①图象法．②微元法．③排除法．④等效法．[答案]　(1)楞次定律与右手定则的关系楞次定律右手定则研究对象整个闭合导体回路闭合导体回路的一部分适用范围磁通量变化产生感应电流的各种情况一段导体在磁场中做切割磁感线运动关系右手定则是楞次定律的特殊情况(2

2、)公式：E＝nn：线圈的匝数，ΔΦ：磁通量的变化量，Δt：对应于ΔΦ所用的时间，：磁通量的变化率．(3)解决电路问题的基本思路①找电源：哪部分电路产生了电磁感应现象，则这部分电路就是电源．②由法拉第电磁感应定律求出感应电动势的大小，根据楞次定律或右手定则确定出电源的正负极．a．在外电路，电流从正极流向负极；在内电路，电流从负极流向正极．b．存在双感应电动势的问题中，要求出总的电动势．③正确分析电路的结构，画出等效电路图．a．内电路：“切割”磁感线的导体和磁通量发生变化的线圈都相当于“电源”，该部分导体的电阻相当于内电阻．b．外电路：除“电源”以外的电路即外电路．④运用闭合电路欧

3、姆定律、串并联电路特点、电功率等列方程求解．(4)动力学问题基本思路：导体受外力运动感应电动势感应电流导体受安培力―→合外力变化加速度变化―→速度变化.考向一　楞次定律和法拉第电磁感应定律的应用[归纳提炼]1．感应电流方向的判断方法(1)右手定则，即根据导体在磁场中做切割磁感线运动的情况进行判断．(2)楞次定律，即根据穿过闭合回路的磁通量的变化情况进行判断．2．楞次定律中“阻碍”的主要表现形式(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．感

4、应电动势大小的计算(1)法拉第电磁感应定律：E＝n，适用于普遍情况．(2)E＝Blv，适用于导体棒切割磁感线的情况．(3)E＝Bl2ω，适用于导体棒旋转切割磁感线的情况．　(多选)(2017·全国卷Ⅱ)两条平行虚线间存在一匀强磁场，磁感应强度方向与纸面垂直．边长为0.1m、总电阻为0.005Ω的正方形导线框abcd位于纸面内，cd边与磁场边界平行，如图(a)所示．已知导线框一直向右做匀速直线运动，cd边于t＝0时刻进入磁场．线框中感应电动势随时间变化的图线如图(b)所示(感应电流的方向为顺时针时，感应电动势取正)．下列说法正确的是(　　)A．磁感应强度的大小为0.5TB．导线框

5、运动速度的大小为0.5m/sC．磁感应强度的方向垂直于纸面向外D．在t＝0.4s至t＝0.6s这段时间内，导线框所受的安培力大小为0.1N[思路点拨]　线框进入磁场，根据右手定则或楞次定律能判断出磁场方向，结合图象分析出线框运动的速度，从图象上感应电动势的大小能计算出磁感应强度与安培力．[解析]　由E－t图象可知，线框经过0.2s全部进入磁场，则速度v＝＝m/s＝0.5m/s，选项B正确；E＝0.01V，根据E＝BLv可知，B＝0.2T，选项A错误；根据楞次定律可知，磁感应强度的方向垂直于纸面向外，选项C正确；在t＝0.4s至t＝0.4s这段时间内，导线框中的感应电流I＝＝A＝

6、2A，所受的安培力大小F＝BIL＝0.04N，选项D错误，故选BC.[答案]　BC用法拉第电磁感应定律求解感应电动势常见情况与方法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表达式E＝nE＝BLvsinθE＝BL2ωE＝NBSωsinωt[熟练强化]1．(2017·全国卷Ⅲ)如图，在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一U形金属导轨，导轨平面与磁场垂直．金属杆PQ置于导轨上并与导轨形成闭合回路PQRS，一圆环形金属线框T位于回路围成的区域内，线框与导轨共面．现让金属杆PQ突然向右运动，在运动开始的瞬间，关于感应电流的方

7、向，下列说法正确的是(　　)A．PQRS中沿顺时针方向，T中沿逆时针方向B．PQRS中沿顺时针方向，T中沿顺时针方向C．PQRS中沿逆时针方向，T中沿逆时针方向D．PQRS中沿逆时针方向，T中沿顺时针方向[解析]　金属杆PQ向右切割磁感线，根据右手定则可知PQRS中感应电流沿逆时针方向；原来T中的磁场方向垂直于纸面向里，金属杆PQ中的感应电流产生的磁场方向垂直于纸面向外，使得穿过T的磁通量减小，根据楞次定律可知T中产生顺时针方向的感应电流，综上所述，可知A、B、C项错误，D项正确．[答案]