高中物理人教专题2.8 电磁感应综合问题（解析版）.docx

核心主干专题突破
专题2.8 电磁感应综合问题
目录
【突破高考题型】 1
题型一　楞次定律与法拉第电磁感应定律的应用 1
题型二　电磁感应中的电路和图像问题 4
类型1 动生图像问题 5
类型2 感生图像问题 6
类型3 图像的分析及应用 7
类型4 电磁感应中的电路问题 8
题型三 电磁感应中的动力学和能量问题 9
类型1 电磁感应中的动力学问题 9
类型2 电磁感应中动力学与能量的综合问题 10
题型四 动量观点在电磁感应中的应用 11
类型1 动量定理在电磁感应中的应用 11
类型2 动量守恒定律在电磁感应中的应用 13
【专题突破练】 15
【突破高考题型】
题型一　楞次定律与法拉第电磁感应定律的应用
1.感应电流方向的判断方法
2.感应电动势大小的求法
情境图
研究对象
表达式
回路(不一定闭合)
三种形式
E＝
E＝n
E＝
一段直导线(或等效直导线)
E＝Blv
绕一端转动的一段导体棒
E＝Bl2ω
绕与B垂直的轴转动的导线框
从图示时刻计时E＝NBSωcos ωt
3.感应电荷量的计算
磁通量变化迁移的电荷量：q＝IΔt＝Δt＝Δt＝n，q仅由回路电阻R和磁通量的变化量ΔΦ决定。
【例1】(2022·浙江模拟预测)如图甲，金属环a放置在垂直环面向里的匀强磁场中。如图乙，环形导线c与导轨、导体棒构成闭合回路，导体棒在匀强磁场中向右运动，金属环b与环形导线c共面共心。下列说法正确的是(　　)
A.当图甲中匀强磁场减弱，a中产生沿逆时针方向的电流，且有收缩的趋势
B.当图甲中匀强磁场增强，a中产生沿顺时针方向的电流，且有扩张的趋势
C.当图乙中的导体棒向右减速运动，环b中产生顺时针方向的电流，且有收缩的趋势
D.当图乙中的导体棒向右匀速运动，环b中产生逆时针方向的电流，且有扩张的趋势
【答案】　C
【解析】　当图甲中的匀强磁场减弱时，根据楞次定律可知，金属环a中产生沿顺时针方向的感应电流，根据左手定则可知，金属环a所受的安培力指向环外，有扩张的趋势，A错误；同理，当题图甲中的匀强磁场增强时，金属环a中产生沿逆时针方向的感应电流，且有收缩的趋势，B错误；当题图乙中导体棒向右减速运动时，根据右手定则可知，导线c中有顺时针方向且减小的感应电流，根据楞次定律可知，金属环b产生顺时针方向的感应电流，再根据同向电流相互吸引，导线c对金属环b的安培力指向圆心，金属环b有收缩的趋势，C正确；当题图乙中的导体棒向右匀速运动时，根据右手定则可知，导线c中产生顺时针方向的感应电流，且导线c中的感应电流恒定，产生的磁场也恒定，金属环b中不会产生感应电流，D错误。
【例2】 (2022·浙江绍兴适应考)如图所示，右端为N极的磁铁置于粗糙水平桌面上并与轻质弹簧相连，弹簧一端固定在竖直墙面上，当弹簧处于原长时，磁铁的中心恰好是接有一盏小灯泡的竖直固定线圈的圆心。用力将磁铁向右拉到某一位置，撤去作用力后磁铁穿过线圈来回振动，有关这个振动过程，以下说法正确的是(　　)
A．灯泡的亮暗不会发生变化
B．磁铁接近线圈时，线圈对磁铁产生排斥力
C．从左往右看线圈中的电流一直沿逆时针方向
D．若忽略摩擦力和阻力，磁铁振动的幅度不会减小
【答案】　B
【解析　以S极靠近线圈分析，速度增大，且靠近线圈时磁感应强度增大，则穿过线圈磁通量变化率增大，感应电流增大，灯泡会变亮，A错误；根据楞次定律“来拒去留”可知磁铁接近线圈时，线圈对磁铁产生排斥力，B正确；当S极靠近线圈时，根据楞次定律可知，线圈中的电流沿逆时针方向，当S极向右运动远离线圈时，根据楞次定律可知，线圈中的电流沿顺时针方向，C错误；若忽略摩擦力和阻力，磁铁的振幅也会越来越小，因为弹簧和磁铁的机械能逐渐转化为焦耳热，D错误。
【例3】(多选)(2021·辽宁卷·9)如图(a)所示，两根间距为L、足够长的光滑平行金属导轨竖直放置并固定，顶端接有阻值为R的电阻，垂直导轨平面存在变化规律如图(b)所示的匀强磁场，t＝0时磁场方向垂直纸面向里．在t＝0到t＝2t0的时间内，金属棒水平固定在距导轨顶端L处；t＝2t0时，释放金属棒．整个过程中金属棒与导轨接触良好，导轨与金属棒的电阻不计，则(　　)
A．在t＝时，金属棒受到安培力的大小为
B．在t＝t0时，金属棒中电流的大小为
C．在t＝时，金属棒受到安培力的方向竖直向上
D．在t＝3t0时，金属棒中电流的方向向右
【答案】　BC
【解析】　由题图(b)可知在0～t0时间段内闭合回路产生的感应电动势为E＝＝，根据闭合电路欧姆定律有，此时间段内的电流为I＝＝，在时磁感应强度大小为，此时