《备战高考物理大题精做》精做05 电磁感应（原卷版）

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精做 05 电磁感应

一、安培力的应用

例1 如图所示，两条相距 d的平行金属导轨位于同一水平面内，其右端接一阻值为 R的电阻．质量为 m的

金属杆静置在导轨上，其左侧的矩形匀强磁场区域 MNPQ 的磁感应强度大小为 B、方向竖直向下．当该磁

场区域以速度 v0匀速地向右扫过金属杆后，金属杆的速度变为 v.导轨和金属杆的电阻不计，导轨光滑且足

够长，杆在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触．求：

(1)MN 刚扫过金属杆时，杆中感应电流的大小 I；

(2)MN 刚扫过金属杆时，杆的加速度大小 a；

(3)PQ 刚要离开金属杆时，感应电流的功率 P.

解答此类问题关键是分清左手定则、右手定则、安培定则

比较项目左手定则右手定则安培定则

应用

磁场对运动电

荷、电流作用力方向

的判断

对因导体切割磁

感线而产生的感应电

流方向的判断

对电流产生磁场

方向的判断

涉及方向的物理量

磁场方向、电流

(电荷运动)方向，安

培力(洛伦兹力)方向

磁场方向、导体切割

磁感线的运动方向、

感应电动势的方向

电流方向、磁场

方向

各物理量方向间

的关系图例

因果关系电流→力运动→电流电流→磁场

应用实例电动机发电机电流的磁效应

二、电磁感应中的电路综合问题

例2 如图所示，两平行光滑金属导轨由两部分组成，左边部分水平，右边部分为半径 r＝0.5 m 的竖直

半圆，两导轨间距离 d＝0.3 m，导轨水平部分处于竖直向上、磁感应强度大小 B＝1 T 的匀强磁场中，两导

轨电阻不计．有两根长度均为 d的金属棒 ab，cd，均垂直导轨置于水平导轨上，金属棒 ab，cd 的质量分别

为m1＝0.2 kg、m2＝0.1 kg，电阻分别为 R1＝0.1 Ω，R2＝0.2 Ω.现让 ab 棒以 v0＝10 m/s 的初速度开始水平向

右运动，cd 棒进入圆轨道后，恰好能通过轨道最高点 PP′，cd 棒进入圆轨道前两棒未相碰，重力加速度 g

＝10 m/s2，求：

(1)ab 棒开始向右运动时 cd 棒的加速度 a0；

(2)cd 棒进入半圆轨道时 ab 棒的速度大小 v1；

(3)cd 棒进入半圆轨道前 ab 棒克服安培力做的功 W.

【方法技巧】解决电磁感应中电路问题的思路

1．“源”的分析：用法拉第电磁感应定律算出 E的大小，用楞次定律或右手定则确定感应电动势的

方向(感应电流方向是电源内部电流的方向)，从而确定电源正负极，明确内阻 r.

2．“路”的分析：根据“等效电源”和电路中其他各元件的连接方式画出等效电路．

3．根据 E＝BLv 或E＝n，结合闭合电路欧姆定律、串并联电路知识和电功率、焦耳定律等关系式联

立求解．

1．（2021 年河北省新高考“八省联考”高考物理适应性试卷）如图 1 所示，两条足够长的平行金属导轨

间距为

0.5 m .

固定在倾角为

37 °

的斜面上。导轨顶端连接一个阻值为

1Ω

的电阻。在

下方存在方向垂直

于斜面向上、大小为

的匀强磁场。质量为

0.5 kg

的金属棒从

处由静止开始沿导轨下滑，其运动过程

中的

v −t

图象如图 2所示。金属棒运动过程中与导轨保持垂直且接触良好，不计金属棒和导轨的电阻，取

g=10 m/s2

，

sin 37 °=0.6

，

cos 37 °=0.8

。

(1)

求金属棒与导轨间的动摩擦因数；

(2)

求金属棒在磁场中能够达到的最大速率；

(3)

已知金属棒从进入磁场到速度达到

5m/s

时通过电阻的电荷量为

1.3 C

，求此过程中电阻产生的焦耳

热。

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