高考物理三轮冲刺题型归纳讲练专题23 电磁感应基本规律及应用（原卷版）

专题23电磁感应基本规律及应用[题型导航]题型一电磁感应现象的理解和判断 1题型二感应电流方向的两种判断方法 3题型三楞次定律的应用 4题型四三定则一定律的应用 6[考点分析]题型一电磁感应现象的理解和判断1．磁通量(1)定义：在匀强磁场中，磁感应强度B与垂直于磁场方向的面积的乘积．(2)公式：Φ＝BS.适用条件：①匀强磁场．②S为垂直磁场的有效面积．(3)磁通量是标量(填“标量”或“矢量”)．(4)磁通量的意义：①磁通量可以理解为穿过某一面积的磁感线的条数．②同一线圈平面，当它跟磁场方向垂直时，磁通量最大；当它跟磁场方向平行时，磁通量为零；当正向穿过线圈平面的磁感线条数和反向穿过的一样多时，磁通量为零．2．电磁感应现象(1)电磁感应现象：当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，闭合导体回路中有感应电流产生，这种利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应．(2)产生感应电流的条件：穿过闭合回路的磁通量发生变化．产生感应电动势的条件：无论回路是否闭合，只要穿过线圈平面的磁通量发生变化，线圈中就有感应电动势产生．(3)电磁感应现象中的能量转化：发生电磁感应现象时，机械能或其他形式的能转化为电能，该过程遵循能量守恒定律．如图所示，通有恒定电流的导线MN与闭合金属框共面，第一次将金属框由Ⅰ平移到Ⅱ，第二次将金属框绕cd边翻转到Ⅱ，设先后两次通过金属框的磁通量变化量大小分别为△Φ1和△Φ2，则（）A．△Φ1＞△Φ2，两次运动中线框中均有沿adcba方向电流出现 B．△Φ1＝△Φ2，两次运动中线框中均有沿abcda方向电流出现 C．△Φ1＜△Φ2，两次运动中线框中均无感应电流出现 D．△Φ1＜△Φ2，两次运动中线框中均有感应电流出现如图所示，一水平放置的N匝矩形线框面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，方向斜向上，与水平面成30°角，现若使矩形框以左边的一条边为轴转到竖直的虚线位置，则此过程中磁通量的变化量的大小是（）A．3−12BS B．3+12NBS（多选）如图所示，一个U形金属导轨水平放置，其上放有一个金属导体棒ab，有一磁感应强度为B的匀强磁场斜向上穿过轨道平面，且与竖直方向的夹角为θ，在下列各过程中，一定能在轨道回路里产生感应电流的是（）A．ab向右运动，同时使θ减小 B．使磁感应强度B减小，θ角同时也减小 C．ab向左运动，同时减小磁感应强度B D．ab向右运动，同时增大磁感应强度B和θ角（0°＜θ＜90°）题型二感应电流方向的两种判断方法如图，长直导线MN置于三角形金属线框abc上，彼此绝缘，线框被导线分成面积相等的两部分、导线通入由M到N的电流，当电流逐渐增大时，线框中（）A．磁通量变化量为零 B．没有产生感应电流 C．感应电流方向为abca D．感应电流方向为acba（多选）高速铁路列车通常使用磁力刹车系统。磁力刹车工作原理可简述如下：将磁铁的N极靠近一块正在以逆时针方向旋转的圆形铝盘，使磁感线垂直铝盘向内，铝盘随即减速，如图所示。图中磁铁左方铝盘的甲区域（虚线区域）朝磁铁方向运动，磁铁右方铝盘的乙区域（虚线区域）朝离开磁铁方向运动。下列有关铝盘刹车的说法正确的是（）A．铝盘甲区域的感应电流产生垂直铝盘向外的磁场 B．铝盘乙区域的感应电流产生垂直铝盘向外的磁场 C．磁铁与感应电流之间的作用力，会使铝盘减速 D．若将实心铝盘换成布满小空洞的铝盘，则磁铁对空洞铝盘所产生的减速效果与实心铝盘相同如图，两金属棒ab、cd分别置于两个异名磁极之间，组成闭合回路。能使cd棒受到向下磁场力的情况是（）①磁极Ⅰ为S极，磁极Ⅲ为S极，ab棒向左运动②磁极Ⅰ为S极，磁极Ⅲ为N极，ab棒向右运动③磁极Ⅰ为N极，磁极Ⅲ为N极，ab棒向左运动④磁极Ⅰ为N极，磁极Ⅲ为S极，ab棒向右运动A．①②④ B．①②③④ C．②④ D．①③如图是飞机在上海市由北往南飞行表演过程画面，当飞机从水平位置飞到竖直位置时，相对于飞行员来说，关于飞机的左右机翼电势高低的说法正确的是（）A．不管水平飞行还是竖直向上飞行，都是飞机的左侧机翼电势高 B．不管水平飞行还是竖直向上飞行，都是飞机的右机翼电势高 C．水平飞行时，飞机的右侧机翼电势高，竖直向上飞行时，飞机的左侧机翼电势高 D．水平飞行时，飞机的左侧机翼电势高；竖直向上飞行时，飞机的右侧机翼电势高题型三楞次定律的应用1．楞次定律(1)内容：感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化．(2)适用情况：所有的电磁感应现象．2．楞次定律中“阻碍”的含义eq\x(谁阻碍谁)→eq\x(感应电流的磁场阻碍引起感应电流的磁场原磁场的磁通量的变化)eq\x(阻碍什么)→eq\x(阻碍的是磁通量的变化，而不是阻碍磁通量本身)eq\x(如何阻碍)→当磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场的方向相反；当磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原磁场的方向相同，即“增反减同”eq\x(阻碍效果)→eq\x(阻碍并不是阻止，只是延缓了磁通量的变化，这种变化将继续进行)如图所示，光滑的水平绝缘桌面上有一个铝制圆环，圆心的正上方有一个竖直的条形磁铁。若条形磁铁沿水平方向向右匀速运动，则（）A．圆环和磁铁以相同的速度一起向右运动 B．圆环对桌面的压力可能为零 C．圆环对桌面的压力大于它的重力 D．磁铁对圆环做的功等于圆环中增加的内能某同学设计了如图所示点火装置。在一个用许多薄硅钢片叠合而成的直条形铁芯上套有两个彼此绝缘且靠近的线圈A和B，调节触点K与带有铁头的弹簧片P恰好接触，合上开关S后，就能在火花塞的两电极M、N之间产生火花。关于该设计方案，下列说法正确的是（）A．不可行，因为电源是直流电 B．不可行，因为两个线圈的磁通量没有变化 C．可行，且A的匝数比B多时，点火效果更好 D．可行，且M、N做成针状时，点火效果更好如图所示，M为水平放置的橡胶圆盘，在其外侧面均匀地带有负电荷。在M正上方用丝线悬挂一个闭合铝环N，铝环也处于水平面中，且M盘和N环的中心在同一条竖直线O1O2上，现让橡胶盘由静止开始绕O1O2轴按图示方向逆时针加速转动，下列说法正确的是（）A．铝环N有沿顺时针方向的感应电流 B．铝环N有扩大的趋势 C．橡胶圆盘M对铝环N的作用力方向竖直向下 D．橡胶圆盘M对铝环N的作用力方向竖直向上航空母舰上飞机弹射起飞可以利用电磁驱动来实现。电磁驱动原理如图所示，当固定线圈上突然通入直流电流时，靠近线圈左端放置的金属环被弹射出去，如果在线圈左侧同一位置先后分别放置用铜和铝导线制成的形状完全相同的两个闭合导线环，且电阻率ρ铜＜ρ铝，闭合开关S瞬间，下列判断正确的是（）A．从左侧看环中感应电流沿逆时针方向 B．铜环受到的安培力大于铝环受到的安培力 C．电池正负极调换后，导线环将不能向左弹射 D．若将铜环放在线圈右侧，铜环将向左运动题型四三定则一定律的应用1．三定则一定律的比较基本现象应用的定则或定律运动电荷、电流产生磁场安培定则磁场对运动电荷、电流有作用力左手定则电磁感应部分导体做切割磁感线运动右手定则闭合回路磁通量变化楞次定律2.应用技巧无论是“安培力”还是“洛伦兹力”，只要是“力”都用左手判断．“电生磁”或“磁生电”均用右手判断．如图，C、D是两条竖直且足够长的固定导轨（电阻不计），导轨间存在垂直纸面向里的匀强磁场，EF是一个固定螺线管，C、D的输出端a、b分别连接EF的输入端c、d，P是在EF的正下方水平放置在地面上的铝圆环。现对金属棒AB施加一竖直向上的力使金属棒由静止开始向上做匀加速运动，在运动过程中棒始终与C、D导轨良好接触，可认为通电螺线管在圆环中产生的磁感应强度与通过螺线管的电流成正比，则（）A．金属棒中的感应电流方向由A到B B．P环有收缩的趋势 C．P环对地面的压力逐渐减小 D．P环中感应电流逐渐变大如图所示，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的左边有一如图所示的闭合电路，当PQ在一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．向左匀速运动 C．向左减速运动 D．向右减速运动（多选）如图所示的电路中，有界匀强磁场方向垂直水平光滑金属导轨所在平面，方向如图所示，若放在导轨上的ab棒突然向右移动，这可能发生在（）A．闭合开关S的瞬间 B．断开开关S的瞬间 C．闭合开关S后，减小滑动变阻器R接入电路的阻值时 D．闭合开关S后，增大滑动变阻器R接入电路的阻值时（多选）如图所示，金属导轨上的导体棒ab在匀强磁场中沿导轨做下列哪种运动时，铜制线圈c中将有感应电流产生且被螺线管吸引（）A．向右做匀速运动 B．向左做减速运动 C．向右做减速运动 D．向右做加速运动（多选）如图所示装置中，cd杆原来静止。当ab杆做如下哪些运动时，cd杆将向右移动？（）A．向右匀速运动 B．向右加速运动 C．向左加速运动 D．向左减速运动