高考物理(广东专用)二轮专题复习课件第9讲 电磁感应现象及电磁感应规律的应用

D．线圈a对水平桌面的压力FN将增大
解析 通过螺线管b的电流如图所示，根 据右手螺旋定则判断出螺线管b所产生的 磁场方向竖直向下，滑片P向下滑动，接 入电路的电阻减小，电流增大，所产生 的磁场的磁感应强度增强，根据楞次定
第9讲 电磁感应现象及电磁感应规律的应用
(2012· 广东卷，35)如图4－9－1所示，质量为M的导体棒 ab，垂直放在相距为l的平行光滑金属导轨上．导轨平面 与水平面的夹角为θ，并处于磁感应强度大小为B、方向 垂直于导轨平面向上的匀强磁场中．左侧是水平放置、
间距为d的平行金属板．R和Rx分别表示定值电阻和滑动
ΔB 的感应电动势 E＝ S 不变，则安培力大小不变．同理可得 Δt T 在 ～T 时间内，ab 边受安培力的方向水平向右，故选项 B 正 2 确．
答案
B
电磁感应现象的发生一般有以下两种情况 (1)闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动： 此种情况下感应电流的方向一般用右手定则判断；
(2)穿过闭合电路的磁通量发生变化：此种情况下感应电
应F随时间t变化的图象是 ( )．
图4-9-2
解析
从 B－t 图象中获取磁感应强度 B 与时间 t 的关系，结合 E
ΔΦ ＝ 及安培力 F＝BIL 得 F－t 关系． Δt T T T 由 B－t 图象可知，在 0～ 时间内，B 均匀减小； ～ 时间内，B 4 4 2 反向均匀增大．由楞次定律知，通过 ab 的电流方向向上，由左手 定则可知 ab 边受安培力的方向水平向左． 由于 B 均匀变化， 产生
流的方向一般用楞次定律判断． 不论哪种情况，归根到底还是穿过闭合电路的磁通量发 生了变化，即ΔΦ≠0.
【预测1】
(单选)如图4－9－3所示，在匀强磁场中的矩形金属轨道
上，有等长的两根金属棒ab和cd，它们在外力作用下以 相同的速度匀速向左运动，则 ( )．
图4-9-3
A．断开开关S，ab中有感应电流，方向为b→a
【典例1】
(单选)(2013· 山东卷，18)将一段导线绕成图4－9－2甲所 示的闭合回路，并固定在水平面(纸面)内．回路的ab边
置于垂直纸面向里的匀强磁场Ⅰ中．回路的圆环区域内
有垂直纸面的磁场Ⅱ，以向里为磁场Ⅱ的正方向，其磁 感应强度B随时间t变化的图象如图乙所示．用F表示ab
边受到的安培力，以水平向右为F的正方向，能正确反
(2)考查学生的识图能力，由图象获取解题信息的能力．
(3)电流恒定时，考查焦耳定律、电功率的相关知识．
(4)电流变化时，考查不同能量的转化问题． (5)与牛顿第二定律、运动学结合的动态分析问题． (6)电磁感应中的安培力问题、涉及受力分析及功能关系 的问题.
考向一 感应电流方向的判断
1．感应电流
【预测2】
(单选)如图4－9－4所示，圆形导体线圈a平放在水平桌
面上，在a的正上方固定一竖直螺线管b，二者轴线重 合，螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图所示的电 路．若将滑动变阻器的滑片P向下滑动，下列表述正确 的是 ( )．
图4-9-4
A．线圈a中将产生俯视顺时针方向的感应电流
B．穿过线圈a的磁通量变小 C．线圈a有扩张的趋势
①闭合电路的部分导体在磁场内做切 (1)产生条件 割磁感线运动 ②穿过闭合电路的磁通量发生变化
右手定则：常用于情况① (2)方向判断 楞次定律：常用于情况②
2．应用楞次定律的“二、三、四” (1)区分两个磁场 ①引起感应电流的磁场——原磁场 ②感应电流的磁场——感应磁场 (2)理解三种阻碍 ①阻碍原磁通量的变化——增反减同 ②阻碍物体间的相对运动——来拒去留 ③阻碍自身电流的变化——增反减同 (3)解题四步分析 ①确定原磁场的方向(分析原磁场) ②确定磁通量的变化(增大或减小) ③判断感应磁场的方向(增反减同) ④判断感应电流的方向(安培定则)
答案
Mgsin θ (1) Bl
2MgRsin θ B2l2
mBld (2) Mqsin θ
主要题型：选择题、计算题 热点聚焦 (1)考查楞次定律的应用问题； (2)考查电磁感应中的图象问题；
(3)考查法拉第Βιβλιοθήκη 磁感应定律和楞次定律的综合应用问题，如电路问题、图象问题、动力学问题、能量问题等． 命题趋势 (1)综合考查楞次定律、法拉第电磁感应定律及电路、安 培力等相关知识．
变阻器的阻值，不计其他电阻．
图4-9-1
(1)调节Rx＝R，释放导体棒，当棒沿导轨匀速下滑时，
求通过棒的电流I及棒的速率v.
(2)改变Rx，待棒沿导轨再次匀速下滑后，将质量为m、 带电量为＋q的微粒水平射入金属板间，若它能匀速通 过，求此时的Rx.
解析 (1)对匀速下滑的导体棒进行受力分析 如图甲所示． 导体棒所受安培力 F 安＝ BIl ① 导体棒匀速下滑，所以 F 安＝ Mgsin θ ② Mgsin θ 联立①②式，解得 I＝ ③ Bl 导体棒切割磁感线产生感应电动势 E＝ Blv ④
B．闭合开关S，ab中有感应电流，方向为a→b C．无论是断开还是闭合开关S，ab中都有感应电流，方向均
为a→b
D．无论是断开还是闭合开关S，ab中都没有感应电流 解析 两根金属棒ab和cd以相同的速度匀速运动，若断开开 关S，两根金属棒与金属轨道构成的回路中磁通量无变化，则 回路中无感应电流，故选项A、C均错误；若闭合开关S，两 根金属棒分别与金属轨道构成闭合回路，且穿过每一回路的 磁通量都发生变化，每一根金属棒都是一个电源，因此回路 中有感应电流发生，由楞次定律判断可知，ab中感应电流的 方向为a→b，故选项B正确，D错误． 答案 B
甲
E 由闭合电路欧姆定律得 I＝ ，且 Rx＝R， R＋Rx E 所以 I＝ 2R 2MgRsin θ 联立③④⑤式，解得 v＝ . B2l2
⑤ ⑥
(2)由题意知，其等效电路图如图乙所示． 由图知，平行金属板两板间的电压等于 Rx 两端 的电压．
乙
设两板间的电压为 U，由欧姆定律知 U＝IRx U 要使带电的微粒匀速通过，则 mg＝q d 因为导体棒匀速下滑时的电流仍为 I，所以 mBld 联立③⑦⑧式，解得 Rx＝ . Mqsin θ ⑦ ⑧