高考复习学案：专题17 电磁感应定律的综合应用

专题17　电磁感应定律的综合应用 考情分析　高考对法拉第电磁感应定律、楞次定律、左手定则及右手定则的考查一般会结合具体情景和过程命题，主要方向是结合函数图象，结合电路分析，联系力学过程，贯穿能量守恒．知识跨度大，思维综合性强，试题难度一般也较大，杆＋导轨或导线框是常见模型，题型可能是选择题，也可能是计算题．21·cn·jy·com 16年既有选择题又有计算题，17年在加入动量、原子物理的情况下，三套卷仍各有一道选择题．可见，电磁感应在高考中仍然是热点和重点． 知识方法链接 1．楞次定律中“阻碍”的主要表现形式 (1)阻碍原磁通量的变化———�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)阻碍原电流的变化(自感现象)———�增反减同”． 2．楞次定律和右手定则的适用对象 (1)楞次定律：一般适用于线圈面积不变、磁感应强度发生变化的情形． (2)右手定则：一般适用于导体棒切割磁感线的情形． 3．求感应电动势大小的五种类型 (1)磁通量变化型：E＝n. (2)磁感应强度变化型：E＝nS. (3)面积变化型：E＝nB. (4)平动切割型：E＝Blv. (5)转动切割型：E＝nBl2ω. 注意：公式E＝nS中的S是垂直于磁场方向的有效面积． 4．电磁感应现象中的电源与电路． (1)产生感应电动势的那部分导体相当于电源． (2)在电源内部电流由负极流向正极． (3)电源两端的电压为路端电压． 真题模拟精练 1．(2017·全国卷Ⅰ·18)扫描隧道显微镜(STM)可用来探测样品表面原子尺度上的形貌．为了有效隔离外界振动对STM的扰动，在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板，并施加磁场来快速衰减其微小振动，如图1所示．无扰动时，按下列四种方案对紫铜薄板施加恒磁场；出现扰动后，对于紫铜薄板上下及其左右振动的衰减最有效的方案是(　　)21世纪教育网版权所有 图1 答案　A 2．(2017·全国卷Ⅲ·15)如图2所示，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(　　) 图2 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 答案　D 解析　金属杆PQ突然向右运动，在运动开始的瞬间，闭合回路PQRS中磁场方向垂直纸面向里，磁通量增大，由楞次定律可判断，闭合回路PQRS中感应电流产生的磁场垂直纸面向外，由安培定则可判断感应电流方向为逆时针；由于闭合回路PQRS中感应电流产生的磁场方向垂直纸面向外，与原磁场方向相反，则T中磁通量减小，由楞次定律可判断，T中感应电流产生的磁场方向垂直纸面向里，由安培定则可知T中感应电流方向为顺时针，选项D正确． 知识方法链接 1．磁场变化产生感应电动势或感应电流时一般由B－t图象或Φ－t图象，判断I－t或E－t关系 (1)正方向的规定． (2)B－t图象、Φ－t图象的斜率相同时，由,φ=BS得,E、I大小方向不变．反之电流、电动势恒定时，B(Φ)随时间均匀变化．2·1·c·n·j·y (3)安培力大小与B、I、L有关(F=BIL)，当I、L不变，B均匀变化时安培力均匀变化． 2．导体棒、线框切割磁感线时 有效切割长度：导体首尾连线在垂直磁场、垂直切割速度方向上的投影长度．(其他方向相互抵消) 真题模拟精练 5．(多选)(2017·全国卷Ⅱ·20)两条平行虚线间存在一匀强磁场，磁感应强度方向与纸面垂直．边长为0.1 m、总电阻为0.005 Ω的正方形导线框abcd位于纸面内，cd边与磁场边界平行，如图5(a)所示．已知导线框一直向右做 ... ...