高考物理二轮复习：磁场与电磁感应

2023届高考物理专题复习专题

磁场与电磁感应

一、知识精讲

(-)磁场对通电导体的作用

1.安培力

匀强磁场对直线电流的安培力F=BIL(L1B)，力的方向始终垂直于I、B决定的平面。遵

守左手定则。

当电流与磁场平行时，安培力最小，F=0

2.安培力作用下物体运动方向的判断方法

(1)微元法：把整段电流分为数段，确定各段安培力方向，在此基础上确定整段电流所受

安培力的方向。

(2)推论法：同向电流相互吸引，异向电流相互排斥

(二)感应电动势的大小和方向

1.导体棒切割磁感线运动

(1)感应电动势大小：E=BLv

注意：公式中三个量要两两垂直，式子中的L是有效长度；求的是瞬时的感应电动势

(2)右手定则：开右手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一平面内；让磁

感线垂直于手心进入，并使拇指指向导线运动方向，这时四指所指的方向就是感应电流的

方向。

2.楞次定律

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。

阻碍W阻止

常见表现：“增反减同”“来拒去留”“增缩减扩”

判断感应电流方向或导体运动趋势可用常规法或者效果法

(三)导体棒切割磁感线运动的综合问题

基本思路：确定电源一计算感应电流一计算运动导体所受的安培力一求出合外力一根据牛

二定律求出加速度情况一分析运动状态

基本步骤：求出感应电动势一根据欧姆定律求出回路中电流一分析导体的受力情况并画出

受力图一列出动力学方程或平衡方程以及运动学方程求解

二、例题分析

1.线圈P中通以如图所示的电流，沿箭头方向运动,则眼中看到的L,R两线圈中的感应电流方

向为()

A.顺时针，逆时针B.逆时针，顺时针C.都是顺时针D都是逆时针

分析"L、R两个线圈中的电流是由于P线圈移动而形成的。L中磁通量增大，电流与P中

相反；R中磁通量减小，电流与P中相同

解答：B

说明：本题考查楞次定律增反减同。

2.如图所示，一个边长L、三边电阻相同的正三角形金属框放置在磁感应强度为B的匀强

磁场中.若通以图示方向的电流，电流强度I,则金属框受到的磁场力为（）

D.2BIL

分析：流进金属框的电流分成两条支路，框所受安培力是两条支路所受安培力的合力；可

以将金属棒等效为长度为L的金属棒，此棒中通过的电流为I时所受的安培力即为金属框

所受的安培力。

解答：B

说明：本题考查等效安培力。

/=04

3.如图（甲）所示，平行光滑金属导轨水平放置，两轨相距一.m,导轨一端与阻值

“二的电阻相连，导轨电阻不计.导轨刀>°一侧存在沿1方向均匀增大的恒定磁场,

其方向垂直导轨平面向下，磁感应强度B随位置x变化如图（乙）所示.一根电阻不计的

—2

金属棒垂直置于导轨上，棒在外力作用下从一处以初速度0。-m/s沿导轨向右变速运

动.已知金属棒在运动过程中受到的安培力大小不变.

（1）画出金属棒上的感应电流方向，并计算其受到的安培力大小”A；

（2）金属棒在X=处的速度大小；

V*-0y-2

（3）金属棒从一运动到一m过程中，电阻R上产生的热量。大小;

图（甲）

Y—Q---0

（4）金属棒从运动到m过程中，流过金属棒的电量4大小.

O1.02.0x/m

图（乙）

解答：解：

（1）在户0米处B|=0.5T

El=BlLvo=O.4V（1分）

/1=E//?=1A（1分）

FA=BME=0.2N（1分）

（2）在米处52=IT（1分）

以不变，FA=B»L/2=0.5A（1分）

hR=BLvivi=0.5m/s（I分）

（3）金属棒克服安培力做功，把机械能转化为电能（1分）

纯电阻电路中，电流所做的功，全部转化为热量（1分）

。=3（1分）

Q=0.4J（1分）

（4）l=BLv/R设在f时间内通过的电量q

q=lt=BLvt/R=BS/R=（p/R（1分）

所以有在通过2米q=/t=AO/R=（Bi+B2）Lr/2R（1分）

g=2C（1分）

说明：本题考查左（右）手定则+安培力+牛顿第二定律+受力分析+运动学公式+功率等内

容

三、课后练习

1.如图，水平桌面上有一质量为相的铜质矩形线圈，当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线

A3正上方等高快速经过时，若线圈始终不动，则关于线圈受到桌面的支持力Qv及在水平

方向上运动趋势的正确判断是（）

(A)FN先小于mg后大于mg,运动趋势向左

(B)FN先大于mg后小于mg,运动趋势向左

(C)FN先小于mg后大于mg,运动趋势向右

(D)FN光大于mg后小于mg,运动趋势向右

2.如图所示，先后以速度P1和V2匀速把一矩形线圈拉出有界匀强磁场区域，VI=2V2在先后

两种情况下()

(A)线圈中的感应电流之比为/1：及=2：1(B)「文一又一5?一又曾

线圈中的感应电流之比为/I：/2=1：2(C)线圈中:--------'

产生的焦耳热之比。1：。2=1：4(D)通过线圈某卜乂一

截面的电荷量之比gi：q2=l：2!VV1/V

XXXX

3.一根条形磁铁自左向右穿过一个闭合线圈，则流过灵敏电流计的感应电流方向是

(A)始终由a流向b八，△A

(B)始终由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.如图10-10所示，有一正方形闭合线圈，在足够大的匀强磁场中运动。下列四个图中能

产生感应电流的是图()

5.如图a所示，宽L,不计电阻的光滑长轨道固定在水平面内，一端装有阻值R的定值电阻。

轨道平面内存在竖直方向的匀强磁场，磁感应强度8。质量粗、不计电阻的金属杆放在轨道

平面上，与轨道垂直。初始时刻金属杆有向右的初速度vo，同时受到向左的水平拉力。

(1)初始时刻流过电阻R上的电流大小？

(2)若流过电阻R上的电流随时间均匀减小，试判断金属杆做什么运动？

(3)若在水平变力作用下，金属杆匀减速运动到速度为零。要使此过程水平变力始终向左，

则加速度满足什么条件？

(4)若水平向左的拉力保持功率P不变，在图b中定性画出金属杆减速到1m/s的过程中

的修图像(本小题可用的数据如下：B=0.5T,L=0.1m,的0.1Q,P=0.1W,vo=3m/s»作图

要有必要的理由。)。

尸35

o

图b

答案:

l.D

2.A

3.D

4.D

/0=丝旦

E=BLvR

5.(1)由oo,有4分

1=BLV

v=[R

E=BLv~BL

(2)由挡金属杆速度为v时，有，R得2分

因为/随时间均匀减小，则v也随时间均匀减小,所以金属杆做匀减速直线运动。……2分

B2昌

F=ma--~

(3)以向左为正，由牛顿第二定律得尸+FA=〃2mF+R-ma,2

分

金属杆匀减速运动其，，a恒定，而v减小，则F增大，所以当v=vo时，满足QO,就能保证

F始终向左，