高考物理二輪復(fù)習(xí)：磁場與電磁感應(yīng)

2023屆高考物理專題復(fù)習(xí)專題

磁場與電磁感應(yīng)

一、知識精講

(-)磁場對通電導(dǎo)體的作用

1.安培力

勻強(qiáng)磁場對直線電流的安培力F=BIL(L1B)，力的方向始終垂直于I、B決定的平面。遵

守左手定則。

當(dāng)電流與磁場平行時，安培力最小，F(xiàn)=0

2.安培力作用下物體運(yùn)動方向的判斷方法

(1)微元法：把整段電流分為數(shù)段，確定各段安培力方向，在此基礎(chǔ)上確定整段電流所受

安培力的方向。

(2)推論法：同向電流相互吸引，異向電流相互排斥

(二)感應(yīng)電動勢的大小和方向

1.導(dǎo)體棒切割磁感線運(yùn)動

(1)感應(yīng)電動勢大?。篍=BLv

注意：公式中三個量要兩兩垂直，式子中的L是有效長度；求的是瞬時的感應(yīng)電動勢

(2)右手定則：開右手，使拇指與其余四個手指垂直，并且都與手掌在同一平面內(nèi)；讓磁

感線垂直于手心進(jìn)入，并使拇指指向?qū)Ь€運(yùn)動方向，這時四指所指的方向就是感應(yīng)電流的

方向。

2.楞次定律

內(nèi)容：感應(yīng)電流的磁場總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。

阻礙W阻止

常見表現(xiàn)：“增反減同”“來拒去留”“增縮減擴(kuò)”

判斷感應(yīng)電流方向或?qū)w運(yùn)動趨勢可用常規(guī)法或者效果法

(三)導(dǎo)體棒切割磁感線運(yùn)動的綜合問題

基本思路：確定電源一計算感應(yīng)電流一計算運(yùn)動導(dǎo)體所受的安培力一求出合外力一根據(jù)牛

二定律求出加速度情況一分析運(yùn)動狀態(tài)

基本步驟：求出感應(yīng)電動勢一根據(jù)歐姆定律求出回路中電流一分析導(dǎo)體的受力情況并畫出

受力圖一列出動力學(xué)方程或平衡方程以及運(yùn)動學(xué)方程求解

二、例題分析

1.線圈P中通以如圖所示的電流，沿箭頭方向運(yùn)動,則眼中看到的L,R兩線圈中的感應(yīng)電流方

向?yàn)?)

A.順時針，逆時針B.逆時針，順時針C.都是順時針D都是逆時針

分析"L、R兩個線圈中的電流是由于P線圈移動而形成的。L中磁通量增大，電流與P中

相反；R中磁通量減小，電流與P中相同

解答：B

說明：本題考查楞次定律增反減同。

2.如圖所示，一個邊長L、三邊電阻相同的正三角形金屬框放置在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)

磁場中.若通以圖示方向的電流，電流強(qiáng)度I,則金屬框受到的磁場力為（）

D.2BIL

分析：流進(jìn)金屬框的電流分成兩條支路，框所受安培力是兩條支路所受安培力的合力；可

以將金屬棒等效為長度為L的金屬棒，此棒中通過的電流為I時所受的安培力即為金屬框

所受的安培力。

解答：B

說明：本題考查等效安培力。

/=04

3.如圖（甲）所示，平行光滑金屬導(dǎo)軌水平放置，兩軌相距一.m,導(dǎo)軌一端與阻值

“二的電阻相連，導(dǎo)軌電阻不計.導(dǎo)軌刀>°一側(cè)存在沿1方向均勻增大的恒定磁場,

其方向垂直導(dǎo)軌平面向下，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨位置x變化如圖（乙）所示.一根電阻不計的

—2

金屬棒垂直置于導(dǎo)軌上，棒在外力作用下從一處以初速度0。-m/s沿導(dǎo)軌向右變速運(yùn)

動.已知金屬棒在運(yùn)動過程中受到的安培力大小不變.

（1）畫出金屬棒上的感應(yīng)電流方向，并計算其受到的安培力大小”A；

（2）金屬棒在X=處的速度大??；

V*-0y-2

（3）金屬棒從一運(yùn)動到一m過程中，電阻R上產(chǎn)生的熱量。大小;

圖（甲）

Y—Q---0

（4）金屬棒從運(yùn)動到m過程中，流過金屬棒的電量4大小.

O1.02.0x/m

圖（乙）

解答：解：

（1）在戶0米處B|=0.5T

El=BlLvo=O.4V（1分）

/1=E//?=1A（1分）

FA=BME=0.2N（1分）

（2）在米處52=IT（1分）

以不變，F(xiàn)A=B?L/2=0.5A（1分）

hR=BLvivi=0.5m/s（I分）

（3）金屬棒克服安培力做功，把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能（1分）

純電阻電路中，電流所做的功，全部轉(zhuǎn)化為熱量（1分）

。=3（1分）

Q=0.4J（1分）

（4）l=BLv/R設(shè)在f時間內(nèi)通過的電量q

q=lt=BLvt/R=BS/R=（p/R（1分）

所以有在通過2米q=/t=AO/R=（Bi+B2）Lr/2R（1分）

g=2C（1分）

說明：本題考查左（右）手定則+安培力+牛頓第二定律+受力分析+運(yùn)動學(xué)公式+功率等內(nèi)

容

三、課后練習(xí)

1.如圖，水平桌面上有一質(zhì)量為相的銅質(zhì)矩形線圈，當(dāng)一豎直放置的條形磁鐵從線圈中線

A3正上方等高快速經(jīng)過時，若線圈始終不動，則關(guān)于線圈受到桌面的支持力Qv及在水平

方向上運(yùn)動趨勢的正確判斷是（）

(A)FN先小于mg后大于mg,運(yùn)動趨勢向左

(B)FN先大于mg后小于mg,運(yùn)動趨勢向左

(C)FN先小于mg后大于mg,運(yùn)動趨勢向右

(D)FN光大于mg后小于mg,運(yùn)動趨勢向右

2.如圖所示，先后以速度P1和V2勻速把一矩形線圈拉出有界勻強(qiáng)磁場區(qū)域，VI=2V2在先后

兩種情況下()

(A)線圈中的感應(yīng)電流之比為/1：及=2：1(B)「文一又一5?一又曾

線圈中的感應(yīng)電流之比為/I：/2=1：2(C)線圈中:--------'

產(chǎn)生的焦耳熱之比。1：。2=1：4(D)通過線圈某卜乂一

截面的電荷量之比gi：q2=l：2!VV1/V

XXXX

3.一根條形磁鐵自左向右穿過一個閉合線圈，則流過靈敏電流計的感應(yīng)電流方向是

(A)始終由a流向b八，△A

(B)始終由b流向aEM"51

(C)先由a流向b,再由b流向a—a[)"第

(D)先由b流向a,再由a流向b---

4.如圖10-10所示，有一正方形閉合線圈，在足夠大的勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動。下列四個圖中能

產(chǎn)生感應(yīng)電流的是圖()

5.如圖a所示，寬L,不計電阻的光滑長軌道固定在水平面內(nèi)，一端裝有阻值R的定值電阻。

軌道平面內(nèi)存在豎直方向的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度8。質(zhì)量粗、不計電阻的金屬桿放在軌道

平面上，與軌道垂直。初始時刻金屬桿有向右的初速度vo，同時受到向左的水平拉力。

(1)初始時刻流過電阻R上的電流大?。?/p>

(2)若流過電阻R上的電流隨時間均勻減小，試判斷金屬桿做什么運(yùn)動？

(3)若在水平變力作用下，金屬桿勻減速運(yùn)動到速度為零。要使此過程水平變力始終向左，

則加速度滿足什么條件？

(4)若水平向左的拉力保持功率P不變，在圖b中定性畫出金屬桿減速到1m/s的過程中

的修圖像(本小題可用的數(shù)據(jù)如下：B=0.5T,L=0.1m,的0.1Q,P=0.1W,vo=3m/s?作圖

要有必要的理由。)。

尸35

o

圖b

答案:

l.D

2.A

3.D

4.D

/0=絲旦

E=BLvR

5.(1)由oo,有4分

1=BLV

v=[R

E=BLv~BL

(2)由擋金屬桿速度為v時，有，R得2分

因?yàn)?隨時間均勻減小，則v也隨時間均勻減小,所以金屬桿做勻減速直線運(yùn)動?！?分

B2昌

F=ma--~

(3)以向左為正，由牛頓第二定律得尸+FA=〃2mF+R-ma,2

分

金屬桿勻減速運(yùn)動其，，a恒定，而v減小，則F增大，所以當(dāng)v=vo時，滿足QO,就能保證

F始終向左，