（鲁京津琼）2020版高考物理总复习第十章电磁感应专题突破1电磁感应中的电路和图象问题教案

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1、专题突破1　电磁感应中的电路和图象问题　电磁感应中的电路问题1.电磁感应中电路知识的关系图2.分析电磁感应电路问题的基本思路例1】　如图1所示，由某种粗细均匀的总电阻为3R的金属条制成的矩形线框abcd，固定在水平面内且处于方向竖直向下的匀强磁场B中。一接入电路电阻为R的导体棒PQ，在水平拉力作用下沿ab、dc以速度v匀速滑动，滑动过程PQ始终与ab垂直，且与线框接触良好，不计摩擦。在PQ从靠近ad处向bc滑动的过程中(　　)图1A.PQ中电流先增大后减小B.PQ两端电压先减小后增大C.PQ上拉力的功率先减小后增大D.线框消耗的电功率先减小后增大【思路

2、点拨】(1)画出PQ从靠近ad处滑向bc过程中的等效电路。(2)当R＝r时，电源的输出功率最大。解析　导体棒产生的电动势E＝BLv，画出其等效电路如图，总电阻R总＝R＋＝R＋，在PQ从靠近ad处向bc滑动的过程中，总电阻先增大后减小，总电流先减小后增大，选项A错误；PQ两端的电压为路端电压U＝E－IR，即先增大后减小，选项B错误；拉力的功率等于克服安培力做功的功率，有P安＝BILv，先减小后增大，选项C正确；线框消耗的电功率即为外电阻消耗的功率，外电阻先增大后减小，因外电阻最大值为R，小于内阻R，根据电源的输出功率与外电阻大小的变化关系，外电阻越接近内

3、电阻时，输出功率越大，可知线框消耗的电功率先增大后减小，选项D错误。答案　C1.如图2所示，a、b两个闭合正方形线圈用同样的导线制成，匝数均为10匝，边长la＝3lb，图示区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀增大，不考虑线圈之间的相互影响，则(　　)图2A.两线圈内产生顺时针方向的感应电流B.a、b线圈中感应电动势之比为9∶1C.a、b线圈中感应电流之比为3∶4D.a、b线圈中电功率之比为3∶1解析　根据楞次定律可知，两线圈内均产生逆时针方向的感应电流，选项A错误；因磁感应强度随时间均匀增大，设＝k，根据法拉第电磁感应定律可得E＝n＝

4、nl2＝nkl2，则＝()2＝，选项B正确；根据I＝＝＝＝可知，I∝l，故a、b线圈中感应电流之比为3∶1，选项C错误；电功率P＝IE＝·nl2＝，则P∝l3，故a、b线圈中电功率之比为27∶1，选项D错误。答案　B2.(多选)(2019·温州模拟)如图3所示，边长为L、不可形变的正方形导线框内有半径为r的圆形磁场区域，其磁感应强度B随时间t的变化关系为B＝kt(常量k>0)。回路中滑动变阻器R的最大阻值为R0，滑片P位于滑动变阻器中央，定值电阻R1＝R0、R2＝。闭合开关S，电压表的示数为U，不考虑虚线MN右侧导体的感应电动势，则(　　)图3A.R2

5、两端的电压为B.电容器的a极板带正电C.滑动变阻器R的热功率为电阻R2的5倍D.正方形导线框中的感应电动势为kL2解析　R从滑片P分为左、右两端，R左＝R右＝，R右与R2并联电阻R并＝，R2两端电压U2＝U＝，选项A正确；电路左侧的变化磁场在正方形导体内产生逆时针电流，由此可知导体框相当于一个上负下正的电源，所以电容器a极板带负电，选项B错误；R左的电压U左＝2U2，R右的电压U右＝U2，R的热功率PR＝＋＝，R2的热功P2＝＝，PR∶P2＝5∶1，选项C正确；根据法拉第电磁感应定律可知E＝＝＝＝kπr2，由此可知选项D错误。答案　AC　电磁感应中的图

6、象问题电磁感应中常见的图象问题分析图象类型(1)随时间变化的图象，如B－t图象、Φ－t图象、E－t图象、I－t图象等(2)随位移变化的图象，如E－x图象、I－x图象等问题类型(1)根据给定的电磁感应过程选出或画出有关的图象(2)根据给定的图象分析电磁感应过程，求解相应的问题常用知识三定则一定律左手定则、安培定则、右手定则、楞次定律六个公式(1)法拉第电磁感应定律E＝n(2)平动切割电动势E＝Blv(3)转动切割电动势E＝Bl2ω(4)闭合电路欧姆定律I＝(5)安培力F＝BIl(6)牛顿运动定律、运动学的相关公式考向1　根据给定的电磁感应过程选出或画出有

7、关的图象例2】　(2019·临沂模拟)将一均匀导线围成一圆心角为90°的扇形导线框OMN，其中OM＝R，圆弧MN的圆心为O。将导线框置于如图4所示的直角坐标系中，且与坐标系在同一平面内。坐标系的第二和第四象限存在垂直纸面向里的匀强磁场，其磁感应强度大小为B，第三象限存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为2B。从t＝0时刻开始让导线框以O点为圆心，以恒定的角速度ω沿逆时针方向做匀速圆周运动，假定沿ONM方向的电流为正，则线框中的电流随时间的变化规律描绘正确的是(　　)图4解析　在0～t0时间内，线框从图示位置开始(t＝0)转过90°的过程中，产生的

8、感应电动势为E1＝Bω·R2，由闭合电路欧姆定律得，回路中的电流为I1＝＝，根据楞次定律判断可