专题四 电路与电磁感应
第二讲 电磁感应的规律及综合应用
高考真题
1.(多选)(2020·全国卷Ⅰ)如图,U形光滑金属框abcd置于水平绝缘平台上,ab和dc边平行,和bc边垂直。ab、dc足够长,整个金属框电阻可忽略。一根具有一定电阻的导体棒MN置于金属框上,用水平恒力F向右拉动金属框,运动过程中,装置始终处于竖直向下的匀强磁场中,MN与金属框保持良好接触,且与bc边保持平行。经过一段时间后( )
A.金属框的速度大小趋于恒定值 B.金属框的加速度大小趋于恒定值 C.导体棒所受安培力的大小趋于恒定值 D.导体棒到金属框bc边的距离趋于恒定值
2.(2020·全国卷Ⅰ)如图,水平放置的圆柱形光滑玻璃棒左边绕有一线圈,右边套有一金属圆环。圆环初始时静止。将图中开关S由断开状态拨至连接状态,电路接通的瞬间,可观察到( )
A.拨至M端或N端,圆环都向左运动 B.拨至M端或N端,圆环都向右运动
C.拨至M端时圆环向左运动,拨至N端时向右运动 D.拨至M端时圆环向右运动,拨至N端时向左运动
3.(多选)(2020·山东等级考)如图所示,平面直角坐标系的第一和第二象限分别存在磁感应强度大小相等、方向相反且垂直于坐标平面的匀强磁场,图中虚线方格为等大正方形。一位于Oxy平面内的刚性导体框abcde在外力作用下以恒定速度沿y轴正方向运动(不发生转动)。从图示位置开始计时,4 s末bc边刚好进入磁场。在此过程中,导体
框内感应电流的大小为I,ab边所受安培力的大小为Fab,二者与时间t的关系图像可能正确的是( )
核心突破
突破1.楞次定律及法拉第电磁感应定律的应用
1.求感应电动势的两种方法
ΔΦ
(1)E=n,用来计算感应电动势的平均值。
Δt1
(2)E=BLv或E=BL2ω,主要用来计算感应电动势的瞬时值。
22.判断感应电流方向的两种方法
(1)利用右手定则,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)利用楞次定律,即根据穿过回路的磁通量的变化情况进行判断。 3.楞次定律中“阻碍”的4种表现形式 (1)阻碍磁通量的变化——“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)阻碍电流的变化(自感现象)——“增反减同”。
例题1.(2020届安徽省蚌埠市高三第三次教学质量检测)如图甲所示,一铝制圆环处于垂直环面的磁场中,圆环半径为r,电阻为R,磁场的磁感应强度B随时间变化关系如图乙所示,t?0时刻磁场方向垂直纸面向里,则下列说法正确的是( )
A.在t?t0时刻,环中的感应电流沿逆时针方向
π2r4B02B.在t?t0时刻,环中的电功率为 2Rt0C.在t?t0时刻,环中的感应电动势为零 D.0~t0内,圆环有收缩的趋势
例题2.(多选)(2020届河南省焦作市高三第三次模拟)如图所示,一正方形金属线框abcd静止在光滑的水平桌面上,线框右侧两条平行虚线间存在一匀强磁场,磁感应强度方向竖直向上。cd边与磁场边界平行,磁场虚线间距大于正方形金属线框边长。现给线框一水平向右的初速度,线框能通过磁场区域并继续向右运动,下列说法正确的是( )
A.线框进入磁场的过程中,cd边受到的安培力方向水平向左