人教高中物理专题10 电磁感应规律及综合应用（精讲）.docx

2023年高考物理二轮复****讲练测
专题10 电磁感应规律及综合应用（精讲）
精讲考点
精讲内容
考点1
楞次定律和右手定则
考点2
应用法拉第电磁感应定律求感生和动生电动势
考点3
电磁感应现象中的电路和图像问题
考点4
电磁感应现象中的单棒问题
考点5
电磁感应现象中的含容单棒问题
考点6
电磁感应现象中的双棒问题
【知识体系构建】
【典例方法突破】
楞次定律和右手定则
【例1】（2022年广东联考）如图甲所示，金属圆环静止在绝缘水平桌而上，垂直桌面施加竖直方向的交变磁场，取竖直向下为正方向，磁感应强度B的变化规律如图乙所示（不考虑金属圆环的自感），下列说法正确的是（　　）
A．在时间内，从上往下看感应电流沿逆时针方向
B．在时间内，感应电流先增大后减小，方向不变
C．在时间内，圆环有扩张的趋势
D．在时间内，磁场对圆环上任一小段导线的作用力逐渐减小
【答案】BC
【详解】A．在时间内，交变磁场方向竖直向上，磁感应强度增大，根据楞次定律可知，从上往下看感应电流沿顺时针方向，A错误；
B．在时间内，根据，则有根据图乙可知，在时间内，磁感应强度的变化率，即图线切线的斜率先增大后减小，则感应电流先增大后减小，根据楞次定律可以判断，该段时间内，从上往下看感应电流的方向始终沿逆时针方向，方向不变，B正确；
C．在时间内，磁场方向竖直向上，磁感应强度减小，根据楞次定律可知，感应电流的效果是要阻碍磁通量的减小，即交变磁场对感应电流的安培力作用使得圆环有扩张的趋势，C正确；
D．在时间内，由于可知，感应电流逐渐减小为0，即在时刻感应电流为0，则此时刻磁场对圆环上任一小段导线的作用力为0，又由于在时刻，交变磁场的磁感应强度为0，则此时刻磁场对圆环上任一小段导线的作用力也为0，可知，在时间内，磁场对圆环上任一小段导线的作用力逐渐先增大后减小，D错误。故选BC。
【例2】（2022年广东模拟预测）如图所示，水平面内光滑的平行长直金属导轨间距为，左端接电阻，导轨上静止放有一金属棒。正方形虚线框内有竖直向下、磁感应强度为的匀强磁场，该磁场正以速度匀速向右移动，则（　　）
A．电阻两端的电压恒为
B．电阻中有从向的电流
C．导体棒以速度向左运动
D．导体棒也向右运动，只是速度比小
【答案】D
【详解】CD．根据楞次定律，磁场正以速度匀速向右移动，磁通量减小，则导体棒也向右运动，阻碍磁通量的减小，但由于要产生感应电流，棒的速度比小，C错误，D正确；
B．由此可认为磁场不动棒向左切割，感应电流方向从向流过，B错误；
A．产生感应电动势的大小看棒与磁场的相对速度，故电阻两端的电压小于，A错误。故选D。
【方法规律归纳】
1.楞次定律及应用
楞次定律中“阻碍”的含义
“四步法”判断感应电流方向
2.右手定则的理解和应用
(1)右手定则适用于闭合电路的部分导体切割磁感线产生感应电流的情况。
(2)右手定则是楞次定律的一种特殊形式，用右手定则能解决的问题，用楞次定律均可代替解决。
(3)右手定则应用“三注意”：
①磁感线必须垂直穿入掌心。
②拇指指向导体运动的方向。
③四指所指的方向为感应电流方向。
应用法拉第电磁感应定律求感生和动生电动势
【例3】（2022年重庆期末）电子感应加速器是利用感生电场来加速电子的一种装置，如图甲是加速器的结构原理图，在电磁铁的两极间有一环形向外逐渐减弱、并对称分布的交变磁场，这个交变磁场又在真空室内激发感生电场，其电场线是一系列绕磁感线的同心圆。这时若用电子枪把电子沿切线方向射入环形真空室，电子将受到环形真空室中的感生电场的作用而被加速，同时，电子还受到洛伦兹力的作用，使电子在半径为R的圆形轨道上运动。已知感生电场大小正比于磁通量的变化率，即，电子电荷量为，电子轨道所围面积内平均磁感应强度随时间变化如图乙所示（向内为的正方向），则下列说法正确的是（　　）
A．感生电场的大小为
B．电子加速运动一周增加的动能为
C．电子在轨道上运动一周的时间与速度大小无关
D．电子轨道处的磁感应强度B与满足
【答案】BD
【详解】AB．感生电场加速过程电场力总与速度方向一致，电子运动一周电场力做的功又因洛伦兹力不做功，所以故A错误，B正确；
C．由题意粒子做半径不变的圆周运动，速率增加，绕一圈所用时间必然减小，故C错误；
D．由于电子轨道半径不变，，，B随速度的增加而增大又由切线方向联立两式有说明B与都在改变，但一直保持，故D正确。
故选BD。
【例4】（2022年湖南二轮联考）