专题15 楞次定律、法拉第电磁感应定律(原卷版)(电磁学部分)

专题15 楞次定律、法拉第电磁感应定律

考点1 楞次定律、法拉第电磁感应定律 知识储备：

1．楞次定律中“阻碍”的表现

(1)阻碍磁通量的变化(增反减同)．

(2)阻碍物体间的相对运动(来拒去留)．

(3)阻碍原电流的变化(自感现象)．

2．楞次定律和右手定则的适用对象

(1)楞次定律：一般适用于线圈面积不变，磁感应强度发生变化的情形．

(2)右手定则：一般适用于导体棒切割磁感线的情形．

3．求感应电动势大小的五种类型

(1)磁通量变化型：E ＝n ΔΦΔt

. (2)磁感应强度变化型：E ＝nS ΔB Δt

. (3)面积变化型：E ＝nB ΔS Δt

. (4)平动切割型：E ＝Bl v .

(5)转动切割型：E ＝12nBl 2ω. 注意：公式E ＝n ΔB Δt S 中的S 是垂直于磁场方向的有效面积． 【典例1】（2020·江苏高二月考）如图(a)所示，一个电阻值为R 、匝数为n 的圆形金属线圈与阻值为2R 的电阻1R 连接成闭合回路，线圈的半径为1r ，在线圈中半径为2r 的圆形区域内存在垂真于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B 随时间t 变化的关系图线如图(b)所示，图线与横、纵轴的交点坐标分别为0t 和0B ，导线的电阻不计，在0至1t 时间内，下列说法正确的是

A ．1R 中电流的方向由a 到b 通过1R

B ．电流的大小为2020

3n B r Rt π C ．线圈两端的电压大小为2020

3n B r t π D ．通过电阻1R 的电荷量20210

3n B r t Rt π 考点2 电磁感应中的图像问题

1．问题分类

在电磁感应现象中，回路产生的感应电动势、感应电流及磁场对导线的作用力随时间的变化规律，也可用图像直观地表示出来，如I t 、B t 、E x 、I x 图像等．此问题可分为两类：

(1)由给定的电磁感应过程选出相应的物理量的函数图像．

(2)由给定的有关图像分析电磁感应过程，确定相关的物理量．

2．电磁感应图像问题的“三个关注”

【典例2】（2020·广西高三月考）如图甲所示abcd 区域有垂直于平面的磁场，磁场变化规律如图乙所示，设垂直abcd 面向里的磁场方向为正方向，金属线圈M 与导线abcd 连接成闭合电路，N 为独立的金属小圆环，N 环套在穿过M 线圈的铁芯上，下列说法正确的是（ ）

A ．00t -时间内闭合电路中有abcda 方向的电流

B ．002t t -时间内闭合电路abcd 中有大小恒定方向不变的感应电流

C ．00t -时间内N 环内有自右向左看顺时针方向的电流

D ．0023t t -时间内N 环向右运动

考点3 电磁感应中的电路和动力学问题 知识储备：

1.

2.

【典例3】如图所示，光滑斜面的倾角α=30°，在斜面上放置一矩形线框abcd ，ab 边的边长11l m = ，bc 边的边长20.6l m = ，线框的质量m=1kg ，电阻R=0.1Ω，线框通过细线与重物相连，重物质量M=2kg ，

斜面上ef 线（ef ∥gh ）的右方有垂直斜面向上的匀强磁场，磁感应强度B=0.5T ，如果线框从静止开始运动，进入磁场最初一段时间是匀速的，ef 线和gh 的距离s=11.4m ，（取210m/s g = ），求：

（1）线框进入磁场前重物M 的加速度；

（2）线框进入磁场时匀速运动的速度v ；

（3）ab 边由静止开始到运动到gh 线处所用的时间t ；

（4）ab 边运动到gh 线处的速度大小和在线框由静止开始到运动到gh 线的整个过程中产生的焦耳热．

1．（2020·江西临川一中月考）如图甲，在同一平面内固定有一长直导线PQ 和一导线框R ，R 在PQ 的右侧。导线PQ 中通有正弦交流电i ，i 的变化如图乙所示，规定从Q 到P 为电流正方向。导线框R 中的感应电流（ ）

A ．在4T t =

时为最大 B ．在2T t =

时改变方向 C ．在2

T t =时最大，且沿顺时针方向 D ．在t T =时最大，且沿顺时针方向

2．（2020·宁远县第二中学高三月考）如图所示，矩形线圈abcd 位于匀强磁场中，磁场方向垂直线圈所在平面，磁感应强度B 随时间t 变化的规律如图所示．以图中箭头所示方向为线圈中感应电流i 的正方向，以垂直于线圈所在平面向里为磁感应强度B 的正方向，则图中能正确表示线圈中感应电流i 随时间t 变化

规律的是（ ）

A ．

B ．

C ．

D ．

3．（2020·云南高三月考）如图，两条光滑平行金属导轨间距为L ，所在平面与水平面重合，导轨电阻忽略不计。ab 、cd 为两根质量均为m 、电阻均为R 的金属棒，两者始终与导轨垂直且接触良好，两导轨所在区域存在方向竖直向上大小为B 的匀强磁场，现给ab 棒一向左的初速度v 0使其向左运动，则以下说法正确的是（ ）

A ．ab 刚运动时回路中的感应电流为

0BLv R B ．ab 、cd 最终的速度为014

v C ．整个过程中回路中产生的热量为2

018mv

D ．ab 、cd 组成的系统水平方向动量守恒

4．（2020·云南高三月考）如图所示，有两个完全相同的灯泡A 、B ，A 与一自感线圈L 相连接，线圈L 的直流电阻阻值为R ；B 与一定值电阻相连，定值电阻的阻值为R 。下列说法正确的是（ ）

A ．开关闭合瞬间A 、

B 两灯一起亮

B ．稳定后A 灯比B 灯亮

C ．开关断开瞬间A 灯会闪亮一下，B 灯不会闪亮一下

D ．开关断开后两灯缓缓熄灭

5．（2020·江苏高二月考）如图所示，电路中A 、B 是规格相同的灯泡，L 是电阻可忽略不计的电感线圈，那么（ ）

A ．断开S ，

B 立即熄灭，A 闪亮一下后熄灭

B ．合上S ，B 先亮，A 逐渐变亮，最后A 、B 一样亮

C ．断开S ，A 立即熄灭，B 由亮变暗后熄灭

D ．合上S ，A 、B 逐渐变亮，最后A 、B 一样亮

6．（2020·广西高三月考）如图所示，固定在同一绝缘水平面内的两平行长直金属导轨，间距为1m ，其左侧用导线接有两个阻值均为1Ω的电阻，整个装置处在磁感应强度方向竖直向上、大小为1T 的匀强磁场中。一质量为1kg 的金属杆MN 垂直于导轨放置，已知杆接入电路的电阻为1Ω，杆与导轨之间的动摩擦因数为0.3，对杆施加方向水平向右、大小为10N 的拉力，杆从静止开始沿导轨运动，杆与导轨始终保持良好接触，导轨电阻不计，重力加速度大小210m/s g =，则当杆的速度大小为3m/s 时（ ）

A ．杆MN 的加速度大小为23m/s

B ．通过杆MN 的电流大小为1A ，方向从M 到N

C ．杆MN 两端的电压为1V