高中物理人教12讲 电磁感应及应用解析版.docx

2022-2023高考物理二轮复****新高考）
12讲 电磁感应及应用
带电粒子在磁场中的运动的思维导图
重难点突破
1.三定则、一定律
(1)安培定则：判断运动电荷、电流产生的磁场方向。
(2)左手定则：判断磁场对运动电荷、电流的作用力的方向。
(3)楞次定律：判断闭合电路磁通量发生变化产生的感应电流的磁场方向。
(4)右手定则：判断闭合电路中部分导体切割磁感线产生的感应电流的方向。
2．楞次定律推论
(1)“增反减同”；(2)“来拒去留”；(3)“增缩减扩”；(4)“增离减靠”。
3．求感应电动势的方法
(1)平均感应电动势：＝n。
(2)垂直切割：E＝BLv。
(3)导体棒绕与磁场平行的轴匀速转动：E＝Bl2ω。
(4)线圈绕与磁场垂直的轴匀速转动：e＝nBSωsin ωt。
4．感应电荷量的求法
(1)当回路中的磁通量发生变化时，由于感应电场的作用使电荷发生定向移动而形成感应电流。通过的电荷量的表达式为q＝Δt＝n·Δt＝n。
(2)导体棒做切割磁感线运动而产生感应电流时，通过的电荷量q满足关系式：－BlΔt＝－Blq＝mΔv。
5．电磁感应中的电路问题
(1)确定电源：E＝n或E＝Blv。
(2)分析电路结构：分析内、外电路，以及外电路的串并联关系，画出等效电路图。
(3)应用闭合电路欧姆定律及串并联电路的基本规律等列方程求解。
考点应用
1.左右手的使用-三定则、一定律
例1：（2023秋·山东临沂·高二临沂第三中学校考期末）如图，一束电子沿z轴负向流动，则在图中y轴上A点的磁场方向是（　　）
A．+x方向 B．-x方向 C．+y方向 D．-y方向
【答案】B
【详解】据题意，电子流沿z轴负向流动，电流方向沿y轴正向，由安培定则可以判断电流激发的磁场以z轴为中心沿逆时针方向（从上向下看），通过y轴A点时方向向里，即沿x轴负向。
故选B。
跟踪训练1：（2021春·四川南充·高二开学考试）下面四幅图表示了电场强度E、磁感应强度B、通电直导线电流Ⅰ、电荷速度v、电场力和磁场力F的方向之间的关系，其中正确的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】B
【详解】A．正电荷受力方向与电场方向相同，应该水平向右，故A错误；
B．由左手定则可知，电荷受到洛伦兹力方向向下，故B正确；
C．由左手定则可知，负电荷受到的洛伦兹力方向向下，故C错误；
D．由左手定则可知，导线受到安培力方向向上，故D错误；
故选B。
2.楞次定律的理解
电磁感应的效果总要阻碍引起电磁感应的原因
阻碍原磁通量变化——“增反减同”
阻碍相对运动——“来拒去留
阻碍回路面积扩大或缩小——“增缩减扩”
阻碍原电流的变化——“增反减同”
例2：（2023秋·上海长宁·高二上海市***中学校考期末）如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN，MN的左边有一闭合电路，当PQ在外力的作用下运动时，MN向右运动，则PQ所做的运动可能是（　　）
A．向右加速运动 B．向左加速运动
C．向右匀速运动 D．向左匀速运动
【答案】B
【详解】根据安培定则可知，ab在右侧产生的磁场方向为垂直向里，又因为MN向右运动，根据左手定则可判断MN中感应电流方向由M到N，由安培定则可知L1中感应电流产生的磁场方向向上，由楞次定律可知，L2中感应电流产生的磁场方向向上并减弱或向下并增强。如果L2中磁场向上减弱，根据安培定则可知PQ中感应电流为Q到P且减小，再根据右手定则可知PQ向右减速运动；如果L2中磁场向下增强，根据安培定则可知PQ中感应电流为P到Q且增大，再根据右手定则可知PQ向左加速运动。
故选B。
跟踪训练2：（2023秋·北京东城·高二统考期末）如图所示，直导线与矩形金属线框位于同一竖直平面内，中通有如图所示（向上）方向的电流，在中电流减小的过程中，下列选项正确的是（　　）
A．穿过线框的磁感线垂直纸面向外 B．线框中的磁通量不变
C．边感应电流的方向为 D．边受到的安培力方向向上
【答案】D
【详解】AB．由右手螺旋定则可知，直导线在其右侧产生的磁场方向垂直纸面向里，且中电流减小，则原磁场磁感应强度减小，穿过线框中的磁通量减小，故AB错误；
C．由于原磁场磁感应强度减小，根据楞次定律可知线框感应电流产生的磁场阻碍原磁场磁通量的减小，故感应磁场的方向垂直纸面向里，根据右手螺旋定则可知，线框中感应电流的方向为顺时针，则边感应电流的方向为，故C错误；
D．根据感应电流的方向以及左手定则可知，磁感应强度方向垂直纸面向里，则边