專題強(qiáng)化二十二電磁感應(yīng)中的電路和圖像問題第十一章電磁感應(yīng)1.掌握電磁感應(yīng)電路問題的分析方法。2.掌握感應(yīng)電流、電荷量、路端電壓、電功率的計(jì)算方法。

3.會(huì)分析電磁感應(yīng)的圖像問題。學(xué)習(xí)目標(biāo)目

錄CONTENTS考點(diǎn)01限時(shí)作業(yè)02考點(diǎn)1考點(diǎn)二電磁感應(yīng)中電荷量的計(jì)算考點(diǎn)一電磁感應(yīng)中的電路問題考點(diǎn)三電磁感應(yīng)中的圖像問題1.電磁感應(yīng)中電路知識的關(guān)系圖考點(diǎn)一電磁感應(yīng)中的電路問題2.分析電磁感應(yīng)電路問題的基本思路D

例1

(2025·山東德州模擬)如圖甲所示,正方形虛線框?yàn)閯驈?qiáng)磁場區(qū)域的邊界,取垂直紙面向里為正方向,磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖乙所示。匝數(shù)為n、半徑為r的導(dǎo)線圈恰好處于虛線框的外接圓上,導(dǎo)線圈與電阻箱R1、定值電阻R2組成回路,回路中的其他電阻不計(jì)。以下說法正確的是(

)

對電路的理解:內(nèi)電路是切割磁感線的導(dǎo)體棒或磁通量發(fā)生變化的線圈;除產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的等效電源之外的其余部分是外電路。在內(nèi)電路中,電流從低電勢處流向高電勢處;在外電路中,電流從高電勢處流向低電勢處。

CD例2

(多選)如圖所示,導(dǎo)線圓環(huán)總電阻為2R,半徑為d,垂直磁場固定于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中,此磁場的左邊界正好與圓環(huán)直徑重合,電阻為R的直金屬棒ab以恒定的角速度ω繞過環(huán)心O的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng),a、b端正好與圓環(huán)保持良好接觸。以下說法正確的是(

)

考點(diǎn)二電磁感應(yīng)中電荷量的計(jì)算B

A針對訓(xùn)練

(2025·江蘇南通高三期末)如圖所示,正方形線圈MOO'N處于勻強(qiáng)磁場中,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向與水平面的夾角為30°,線圈的邊長為L,電阻為R,匝數(shù)為n。線圈從豎直面繞OO'順時(shí)針轉(zhuǎn)至水平面的過程中,通過導(dǎo)線橫截面的電荷量為(

)

1.常見類型考點(diǎn)三電磁感應(yīng)中的圖像問題2.解題方法(1)排除法:定性地分析電磁感應(yīng)過程中物理量的正負(fù)、增大還是減小及變化快慢,來排除錯(cuò)誤選項(xiàng)。(2)函數(shù)法:寫出兩個(gè)物理量之間的函數(shù)關(guān)系,然后由函數(shù)關(guān)系對圖像進(jìn)行分析和判斷。3.解題步驟(1)明確圖像種類。(2)分析電磁感應(yīng)的具體過程。(3)用右手定則或楞次定律確定電流方向與時(shí)間的對應(yīng)關(guān)系。(4)由法拉第電磁感應(yīng)定律、閉合電路歐姆定律、牛頓運(yùn)動(dòng)定律等知識寫出相應(yīng)的函數(shù)關(guān)系式。(5)根據(jù)函數(shù)關(guān)系式,進(jìn)行數(shù)學(xué)分析,如分析斜率的變化、截距等。(6)畫圖像或判斷圖像。D

A例5

如圖甲所示,正三角形硬導(dǎo)線框abc固定在磁場中,磁場方向與線框平面垂直。圖乙表示該磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的關(guān)系,t=0時(shí)刻磁場方向垂直紙面向里。在0~4t0時(shí)間內(nèi),線框ab邊受到該磁場對它的安培力F隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖為(規(guī)定垂直ab邊向左為安培力的正方向)(

)

限時(shí)作業(yè)2基礎(chǔ)對點(diǎn)練B對點(diǎn)練1

電磁感應(yīng)中的電路問題1.如圖所示是兩個(gè)相互連接的金屬圓環(huán),小金屬環(huán)的電阻是大金屬環(huán)電阻的二分之一,勻強(qiáng)磁場垂直穿過大金屬環(huán)所在區(qū)域,當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻變化時(shí),在大環(huán)內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為E,則a、b兩點(diǎn)間的電勢差為(

)

AD2.(多選)如圖所示,分布于全空間的勻強(qiáng)磁場垂直于紙面向里,其磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=2

T。寬度為L=0.8

m的兩導(dǎo)軌間接一阻值為R=0.2

Ω電阻,電阻為2R的金屬棒AC長為2L并垂直于導(dǎo)軌(導(dǎo)軌電阻不計(jì))放置,A端剛好位于導(dǎo)軌,中點(diǎn)D與另一導(dǎo)軌接觸。當(dāng)金屬棒以速度v=0.5

m/s向左勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),下列說法正確的是(

)A.流過電阻R的電流為2

AB.A、D兩點(diǎn)的電勢差為UAD=0.4

VC.A、C兩點(diǎn)的電勢差為UAC=-1.6

VD.A、C兩點(diǎn)的電勢差為UAC=-1.2

V

3.(多選)(2025·長郡中學(xué)適應(yīng)性考試)如圖甲所示,一個(gè)n=100匝的圓形導(dǎo)體線圈面積S1=0.5

m2,總電阻r=1

Ω。在線圈內(nèi)存在面積S2=0.4

m2的垂直線圈平面向外的勻強(qiáng)磁場區(qū)域,磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖乙所示。有一個(gè)R=2

Ω的電阻,將其與圖甲中線圈的兩端a、b分別連接,其余電阻不計(jì)。下列說法正確的是(

)A.0~4

s內(nèi)a,b間的電勢差Uab=-0.04

VB.4~6

s內(nèi)a、b間的電勢差Uab=8

VC.0~4

s內(nèi)通過電阻R的電荷量為8

CD.4~6

s內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為64

JBCD

C對點(diǎn)練2

電磁感應(yīng)中電荷量的計(jì)算4.如圖,垂直紙面的正方形勻強(qiáng)磁場區(qū)域內(nèi),有一位于紙面的正方形導(dǎo)體框abcd,現(xiàn)將導(dǎo)體框分別朝兩個(gè)方向以v、3v速度勻速拉出磁場,則導(dǎo)體框分別從兩個(gè)方向移出磁場的兩個(gè)過程中(

)A.導(dǎo)體框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向相反B.導(dǎo)體框ad邊兩端電勢差之比為1∶3C.導(dǎo)體框中產(chǎn)生的焦耳熱之比為1∶3D.通過導(dǎo)體框截面的電荷量之比為1∶3

D5.如圖甲所示,虛線MN兩側(cè)的空間均存在與紙面垂直的勻強(qiáng)磁場,右側(cè)勻強(qiáng)磁場的方向垂直紙面向外,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小恒為B0,左側(cè)勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖乙所示,規(guī)定垂直紙面向外為磁場的正方向。一硬質(zhì)細(xì)導(dǎo)線的電阻率為ρ、橫截面積為S0,將該導(dǎo)線做成半徑為r的圓環(huán)固定在紙面內(nèi),圓心O在MN上,則下列說法正確的是(

)

對點(diǎn)練3

電磁感應(yīng)中的圖像問題6.(多選)矩形導(dǎo)線框abcd固定在勻強(qiáng)磁場中,磁感線的方向與導(dǎo)線框所在平面垂直,規(guī)定磁場的正方向垂直紙面向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示。abcd固定不動(dòng),在0~4

s內(nèi),線框中的電流為I,線框的bc邊所受安培力為F(若規(guī)定順時(shí)針方向?yàn)楦袘?yīng)電流I的正方向,F的方向規(guī)定以向左為正方向),下列各圖中正確的是(

)

答案

BDC

解析

由題意,畫出線框在t時(shí)刻、2t時(shí)刻、3t時(shí)刻、4t時(shí)刻位置示意圖,則線框在0~ t時(shí)間內(nèi),只有bc邊切割磁感線,由右手定則知電流由c→b,感應(yīng)電流為負(fù),電動(dòng)勢為負(fù)值,e1=-Blv,線框在t~2t時(shí)間內(nèi),bc邊切割右方磁場,產(chǎn)生由b→c的

AC綜合提升練8.(多選)如圖甲所示,一個(gè)匝數(shù)為n的圓形線圈(圖中只畫了2匝),面積為S,線圈的電阻為R,在線圈外接一個(gè)阻值為R的電阻和一個(gè)理想電壓表,將線圈放入垂直線圈平面指向紙內(nèi)的磁場中,磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示,下列說法正確的是

(

)

解析

0~t1時(shí)間內(nèi),垂直紙面向里的磁場逐漸增大,根據(jù)楞次定律可知線圈中感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場垂直紙面向外,根據(jù)右手定則可知電流從P經(jīng)電阻R流向Q,所以P端電勢高于Q端電勢,故A正確;0~t1時(shí)間

AD9.(多選)如圖所示,用同種電阻絲制成的單匝正方形閉合線框A的邊長與圓形閉合線框B的直徑相等,m點(diǎn)和n點(diǎn)是線框A底邊的兩個(gè)端點(diǎn),p點(diǎn)和q點(diǎn)是線框B水平直徑的兩個(gè)端點(diǎn),線框A、B同時(shí)由靜止開始釋放并進(jìn)入上邊界水平、范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場中,磁場方向垂直紙面向里,進(jìn)入過程中m、n、p、q四點(diǎn)連線始終保持水平。當(dāng)兩線框完全進(jìn)入磁場以后,下列說法正確的是(

)A.m、n點(diǎn)和p、q點(diǎn)電勢的關(guān)系一定有φm<φn,φp<φqB.m、n點(diǎn)和p、q點(diǎn)間電勢差的關(guān)系一定有Umn=UpqC.進(jìn)入磁場過程中流過線框A、B的電荷量QA>QBD.進(jìn)入磁場過程中流過線框A、B的電荷量QA=QB

D10.如圖所示,垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場的區(qū)域?qū)挾葹?a,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B。一邊長為a、電阻為4R的正方形均勻?qū)Ь€框ABCD從圖示位置沿水平向右方向以速度v勻速穿過磁場區(qū)域,下列圖中導(dǎo)線框中A、B兩端電壓UAB與導(dǎo)線框移動(dòng)距離x的關(guān)系圖像正確的是(

)

11.(2025·八省聯(lián)考內(nèi)蒙古卷,14)如圖(a),兩組平行金屬導(dǎo)軌在同一水平面固定,間距分別為d和1.5d,分別連接電阻R1、R2,邊長為d的正方形區(qū)域存在豎直向下的勻