2020版高考物理大二轮复习专题五电路与电磁感应第二讲电磁感应规律及其综合应用教学案35页

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第二讲　电磁感应规律及其综合应用
　[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)公式：E＝n
ΔΦ
Δt
n：线圈的匝数，ΔΦ：磁通量的变化量，Δt：对应于 ΔΦ 所用的时间，
ΔΦ
Δt
：磁通
量的变化率．

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(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”磁感线的导体或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 ― ― →
E＝Blv

感应电动势Error!感应电流 ― ― →
F安＝BIl

导体受安培
力―→合外力变化 ― ― →
F＝ma

加速度变化―→速度变化．
热点考向一　楞次定律和法拉第电磁感应定律的应用

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角度一　楞次定律的应用
【典例 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
[思路引领]　利用楞次定律判断金属杆 PQ 产生的感应电流的方向，根据感应电流产生
的磁场对线框 T中磁通量变化的影响，来判断线框 T中感应电流的方向．
[解析]　由于金属杆 PQ突然向右运动，导致金属导轨与金属杆 PQ所围的面积增大，磁
通量增大，由楞次定律知，感应电流产生的磁场阻碍原磁场的变化，故感应电流产生的磁场
方向应垂直于纸面向外，PQRS 中的感应电流沿逆时针方向．对于圆环形金属线框 T，金属杆
由于运动产生的感应电流所产生的磁场使得 T内的磁场的磁感应强度变小，磁通量减小，故
线框 T中感应电流产生的磁场方向应垂直于纸面向里，故 T中的感应电流沿顺时针方向，故
选项 D正确．
[答案]　D
角度二　法拉第电磁感应定律的应用
【典例 2】　(多选)(2019·全国卷Ⅰ)空间存在一方向与纸面垂直、大小随时间变化的

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匀强磁场，其边界如图(a)中虚线 MN所示．一硬质细导线的电阻率为 ρ、横截面积为 S，将
该导线做成半径为 r的圆环固定在纸面内，圆心 O在 MN上．t＝0时磁感应强度的方向如图
(a)所示；磁感应强度 B 随时间 t 的变化关系如图(b)所示．则在 t＝0 到 t＝t1的时间间隔
内(　　)
A．圆环所受安培力的方向始终不变
B．圆环中的感应电流始终沿顺时针方向
C．圆环中的感应电流大小为
B0rS
4t0ρ
D．圆环中的感应电动势大小为
B0πr2
4t0
[思路引领]　(1)安培力的方向是否变化，不仅要看 i，还要注意 B的方向是否变化．
(2)应用 E＝n
ΔΦ
Δt
＝n
ΔB
Δt
·S解题时注意 S为有效面积．
[解析]　根据楞次定律可知在 0～t0时间内，磁感应强度减小，感应电流的方向为顺时
针，圆环所受安培力水平向左，在 t0～t1时间内，磁感应强度反向增大，感应电流的方向
为顺时针，圆环所受安培力水平向右，所以选项 A错误，B正确；根据法拉第电磁感应定律
得 E＝
ΔΦ
Δt
＝
1
2
πr2·
B0
t0
＝
B0πr2
2t0
，根据电阻定律可得 R＝ρ
2πr
S
，根据欧姆定律可得 I＝
E
R
＝
B0rS
4t0ρ
，所以选项 C正确，D错误．
[答案]　BC

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