2018年高考物理一轮复习 专题45 电磁感应中的电路和图象问题（讲）（含解析）

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1、专题45电磁感应中的电路和图象问题1.能认识电磁感应现象中的电路结构，并能计算电动势、电压、电流、电功等.2.能由给定的电磁感应过程判断或画出正确的图象或由给定的有关图象分析电磁感应过程，求解相应的物理量．一、电磁感应中的电路问题1．内电路和外电路(1)切割磁感线运动的导体或磁通量发生变化的线圈都相当于电源．(2)该部分导体的电阻或线圈的电阻相当于电源的内阻，其余部分是外电路．2．电源电动势和路端电压(1)电动势：E＝Blv或E＝.(2)路端电压：U＝IR＝E－Ir.二、电磁感应中的图象问题1．图象类型(1)随时间变化的

2、图象如B－t图象、Φ－t图象、E－t图象和i－t图象．(2)随位移x变化的图象如E－x图象和i－x图象．2．问题类型(1)由给定的电磁感应过程判断或画出正确的图象．(2)由给定的有关图象分析电磁感应过程，求解相应的物理量．(3)利用给出的图象判断或画出新的图象.考点一　电磁感应中的电路问题1．对电磁感应中电源的理解(1)电源的正负极、感应电流的方向、电势的高低、电容器极板带电问题，可用右手定则或楞次定律判定．(2)电源的电动势的大小可由E＝Blv或求解．2．对电磁感应电路的理解(1)在电磁感应电路中，相当于电源的部分把其

3、他形式的能通过电流做功转化为电能．(2)“电源”两端的电压为路端电压，而不是感应电动势．★重点归纳★1．电磁感应中电路知识的关系图2．电磁感应中电路问题的题型特点闭合电路中磁通量发生变化或有部分导体做切割磁感线运动，在回路中将产生感应电动势和感应电流．从而考题中常涉及电流、电压、电功等的计算，也可能涉及电磁感应与力学、电磁感应与能量的综合分析．3．分析电磁感应电路问题的基本思路(1)确定电源：用法拉第电磁感应定律和楞次定律或右手定则确定感应电动势的大小和方向，电源内部电流的方向是从低电势流向高电势；(2)分析电路结构：根

4、据“等效电源”和电路中其他元件的连接方式画出等效电路．注意区别内外电路，区别路端电压、电动势；(3)利用电路规律求解：根据E＝BLv或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．4.电磁感应电路的几个等效问题★典型案例★如图所示，两根光滑金属导轨平行放置在倾角为30°的斜面上，导轨宽度为L，导轨下端接有电阻R，两导轨间存在一方向垂直于斜面向上，磁感应强度大小为B的匀强磁场，轻绳一端平行于斜面系在质量为m的金属棒上，另一端通过定滑轮竖直悬吊质量为的小木块。第一次经金属棒从PQ位置由静止释放，发现

5、金属棒沿导轨下滑，第二次去掉轻绳，让金属棒从PQ位置由静止释放。已知两次下滑过程中金属棒始终与导轨接触良好，且在金属棒下滑至底端MN前，都已经达到了平衡状态。导轨和金属棒的电阻都忽略不计，已知，（h为PQ位置与MN位置的高度差）。求：（1）金属棒两次运动到MN时的速度大小之比；（2）金属棒两次运动到MN过程中，电阻R产生的热量之比。【答案】（1）（2）【名师点睛】对电磁感应电源的理解（1）电源的正负极可用右手定则或楞次定律判定，要特别注意在内电路中电流由负极到正极。（2）电磁感应电路中的电源与恒定电流的电路中的电源不同，

6、前者是由于导体切割磁感线产生的，公式为E＝BLv，其大小可能变化，变化情况可根据其运动情况判断；而后者的电源电动势在电路分析中认为是不变的。（3）在电磁感应电路中，相当于电源的导体（或线圈）两端的电压与恒定电流的电路中电源两端的电压一样，等于路端电压，而不等于电动势。（除非切割磁感线的导体或线圈电阻为零）★针对练习1★如图所示，MN、PQ是间距为L的平行金属导轨，置于磁感应强度为B，方向垂直导线所在平面向里的匀强磁场中,M、P间接有一阻值为R的电阻．一根与导轨接触良好、有效阻值为r的金属导线ab垂直导轨放置，并在水平外力

7、F的作用下以速度v向右匀速运动，则（不计导轨电阻）：（）A．通过电阻R的电流方向为P→R→MB．ab两点间的电压为BLvC．a端电势比b端高D．外力F做的功等于电阻R上发出的焦耳热【答案】C【名师点睛】本题比较简单考查了电磁感应与电路的结合，解决这类问题的关键是正确分析外电路的结构，然后根据有关电学知识求解；根据楞次定律或右手定则可判断出通过电阻R的电流方向和a、b电势高低．金属导线ab相当于电源，外电路为电阻R，由闭合电路欧姆定律求解ab两点间的电压；根据能量守恒得外界的能量转化成整个电路产生的焦耳热。★针对练习2★如

8、图所示，一直角三角形金属框，向左匀速地穿过一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场，磁场仅限于虚线边界所围的区域内，该区域的形状与金属框完全相同，且金属框的下边与磁场区域的下边在一条直线上．若取顺时针电流方向为感应电流的正方向，从金属框左边刚进入磁场开始计时，则金属框穿过磁场过程中的感应电流随时间变化的图象是：（）【答案】C