第10讲电磁感应考点一楞次定律和法拉第电磁感应定律1(多选)如图10-1所示,倾角为α的斜面上放置着光滑平行金属导轨,金属棒KN置于导轨上,在以ab和cd为边界的区域内存在磁感应强度为B的匀强磁场,磁场方向垂直于导轨平面向上.在cd左下方的无磁场区域cdPM内有一半径很小的金属圆环L,圆环与导轨在同一平面内.若金属棒KN从磁场右边界ab处由静止开始向下运动,则下列说法正确的是()图10-1A.圆环L有收缩趋势B.圆环L有扩张趋势C.圆环内产生的感应电流变小D.圆环内产生的感应电流不变归纳1.楞次定律中“阻碍”的表现:(1)阻碍磁通量的变化;(2)阻碍物体间的相对运动;(3)阻碍原电流的变化(自感现象).2.楞次定律和右手定则:(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景;右手定则一般适用于导体棒切割磁感线的情景.3.感应电动势的求解(1)法拉第电磁感应定律:E=n,适用于磁场磁感应强度变化(E=nS)或线圈面积变化(E=nB)情景;(2)E=Blv:适用于导体棒平动切割磁感线(E=Blv)或转动切割磁感线(E=Bl2ω).式1[2018·全国卷Ⅰ]如图10-2所示,导体轨道OPQS固定,其中PQS是半圆弧,Q为半圆弧的中点,O为圆心,轨道的电阻忽略不计.OM是有一定电阻、可绕O转动的金属杆,M端位于PQS上,OM与轨道接触良好.空间存在与半圆所在平面垂直的匀强磁场,磁感应强度的大小为B.现使OM从OQ位置以恒定的角速度逆时针转到OS位置并固定(过程Ⅰ);再使磁感应强度的大小以一定的变化率从B增加到B'(过程Ⅱ).在过程Ⅰ、Ⅱ中,流过OM的电荷量相等,则等于()图10-2A.B.C.D.2式2如图10-3甲所示,位于纸面内的圆形金属线圈通过导线与一小灯泡相连,线圈中有垂直于纸面的磁场.以垂直纸面向里为磁感应强度的正方向,该磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示,则下列说法正确的是()图10-3A.t1~t3内流过小灯泡的电流方向先为b→a,后为a→bB.t1~t3内流过小灯泡的电流方向先为a→b,后为b→aC.t1~t3内小灯泡先变亮后变暗D.t1~t3内小灯泡先变暗后变亮考点二电磁感应中的图像问题2(13分)如图10-4甲所示,在水平面上固定有长L=3m、宽d=1m的U形金属导轨,在导轨右侧l=0.5m范围内存在垂直于纸面向里的匀强磁场,且磁感应强度随时间变化规律如图乙所示.在t=0时刻,质量为m=0.1kg的导体棒以v0=2m/s的初速度从导轨的左端开始向右运动,始终与导轨两长边垂直且接触良好,导体棒与导轨之间的动摩擦因数为μ=0.1,导轨与导体棒单位长度的电阻均为λ=0.125Ω/m.不计导体棒与导轨之间的接触电阻及地球磁场的影响,g取10m/s2.(1)通过计算分析0~4s内导体棒的运动情况;(2)求0~4s内回路中电流的大小,并判断电流的方向;(3)求0~4s内回路产生的焦耳热.图10-4[解答步骤规范](1)导体棒先在无磁场区域做匀减速直线运动,由牛顿第二定律有=ma(1分)根据运动学公式,导体棒速度减为零所需要的时间t0==2s(1分)0~2s内发生的位移x=v0t-at2=2m(1分)可见x
