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1、9/15/2022专题四 电路与电磁感应第第2 2讲讲 电磁感应定律及其应用电磁感应定律及其应用知识要点：知识要点：突破点一 楞次定律和法拉第电磁感应定律的应用01典例典例1(多选)(2021山东素养强化卷)如图所示，空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B1 T，在匀强磁场区域内，将质量为m1 kg、长为L1 m、电阻为R1 的金属棒ab垂直导轨放置在足够长的水平光滑U形导轨上，且与导轨接触良好，导轨间距为L1 m，导轨电阻可忽略不计。金属棒ab在垂直于棒的水平拉力F的作用下，由静止开始(t0时)以加速度a1 m/s2向右做匀加速直线运动，2 s后保持拉力的功率不变，直到棒ab以最大速度做
2、匀速直线运动再撤去拉力F。下列说法正确的是()A2 s时拉力F的大小为3 NB棒ab的最大速度为6 m/sC02 s内安培力对金属棒的冲量大小为4 NsD撤去拉力F后，棒ab运动的距离为 m典例典例2(多选)(2021安徽省马鞍山市高三下学期4月二模)如图所示的回路，其半圆形部分处在匀强磁场中，半径为0.5 m。t0时磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度随时间的变化规律为BB0kt，其中B08 T，k8 T/s。电源E的电动势为2.0 V，回路的总电阻为2.0。则()At0.5 s时，回路中的电流约为0.57 ABt1 s时，感应电动势为零Ct1 s时，回路中的电流方向发生改变Dt1 s时，回路受
3、到安培力的方向发生改变突破点二 电磁感应中的图象问题02典例典例3(2021广东肇庆市高三二模)如图所示，将粗细均匀的导体圆环固定在竖直平面内，圆环半径为a，圆环的最高点A处用铰链连接粗细均匀的导体棒AD，导体棒的长度为2a，电阻为r，圆环电阻不计，整个装置处于垂直纸面向里的匀强磁场中。现使导体棒AD绕铰链从水平位置开始顺时针匀速转动，导体棒与圆环始终接触良好。导体棒转动一周的过程中，i表示流过导体棒的电流，取电流从A流向D的方向为正方向，则正确描述电流i随时间t变化关系的是()典例典例4(多多选)(2021山东省日照市高三下学期5月三模)如图所示，方向竖直向下的匀强磁场中有两根位于同一水平面
4、内的足够长的平行金属导轨，相同的光滑金属棒P、Q静止在导轨上。t0时，用水平恒力向右拉动金属棒Q，运动过程中，金属棒P、Q始终与导轨垂直并接触良好，金属棒P的速度用v表示，加速度用a表示；P、Q与导轨构成的回路中的电流用I表示，磁通量用表示。v、a、I、与时间t的关系图象，正确的是()解决解决电磁感磁感应图象象问题的一般步的一般步骤(1)明确明确图象的种象的种类，即是，即是Bt图还是是t图，或者，或者Et图、vt图、It图等等(如典例的四个如典例的四个选项中的三中的三类图象象)。(2)分析分析电磁感磁感应的具体的具体过程。程。(3)用右手定用右手定则或楞次定律确定方向或楞次定律确定方向对应关系
5、。关系。(4)结合法拉第合法拉第电磁感磁感应定律、欧姆定律、牛定律、欧姆定律、牛顿运运动定律等定律等规律写出函数关系式。律写出函数关系式。(5)根据函数关系式，根据函数关系式，进行数学分析，如分析斜率的行数学分析，如分析斜率的变化、截化、截距等。距等。(6)画画图象或判断象或判断图象。象。突破点三 电磁感应中的力电综合03动力学和能量力学和能量观点的点的应用用典例典例5(多选多选)(2021山东潍坊市高考模拟考试)如图所示，MN和PQ是两根电阻不计的光滑平行金属导轨，间距为L，导轨水平部分处在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，磁场方向与水平导轨平面夹角为37，导轨右端接一阻值为R的定值电阻，质量
6、为m、长度为L的金属棒，垂直导轨放置，从导轨左端高h处静止释放，进入磁场后运动一段距离停止。已知金属棒电阻为R，与导轨间接触良好，且始终与磁场垂直，sin 370.6，cos 370.8，重力加速度为g，则金属棒进入磁场区域后()求解电磁感应中动力学和能量问题的两个关键(1)在电磁感应中，切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路将产生感应电动势，该导体或回路就相当于电源。(2)分析清楚有哪些力做功及这些力做功的特点，就可以知道合外力及能量相互转化情况。动量和能量观点的应用动量和能量观点的应用典例典例6(2021安徽省黄山市高三下学期4月二模)如图所示，某生产线圈的厂家通过水平绝缘传送带输送相同的
7、闭合铜线圈，为了检测出未闭合的不合格的线圈，让传送带通过一固定的匀强磁场区域，线圈进入磁场前等距离排列，穿过磁场后根据线圈间的距离的变化，就可以检测出不合格的线圈。已知磁场方向垂直于传送带平面向上，磁场的磁感应强度大小为B，磁场的左、右边界MN、PQ与传送带运动方向垂直，MN与PQ的距离为 d。有两个边长均为L(Ld)的正方形单匝线圈甲和乙，均与传送带以相同的速度匀速运动，传送带足够长且运行速度恒为v0；乙是不合格的线圈，甲为闭合线圈。甲进入磁场过程相对于传送带滑动，其右侧边到达磁场边界PQ时速度仍等于v0，从开始穿出磁场到恰好又与传送带的速度相等时发生的位移为d。已知甲线圈的质量为m，电阻为
8、R，与传送带间的动摩擦因数为，且在传送带上始终保持前、后侧边平行于磁场边界MN，不考虑空气阻力的影响，重力加速度为g。求：(1)甲刚进入磁场时的加速度；(2)甲在进入磁场的运动过程中速度的最小值；(3)最终甲和乙之间的距离的改变量；(4)甲和传送带因磁场的影响会额外至少产生的热量。感悟：在双金属棒切割磁感线的系统中，双金属棒和导轨感悟：在双金属棒切割磁感线的系统中，双金属棒和导轨构成闭合回路，安培力充当系统内力，如果它们受到的安构成闭合回路，安培力充当系统内力，如果它们受到的安培力的合力为培力的合力为0时，满足动量守恒，运用动量守恒定律求解时，满足动量守恒，运用动量守恒定律求解比较方便。比较方便。