2019年高考物理 双基突破（二）专题28 电磁感应中的电路问题精讲

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1、专题28电磁感应中的电路问题1．内电路和外电路（1）切割（平动或转动）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，其余部分是外电阻。2．对电磁感应中电源电源电动势和路端电压的理解（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）电动势：E=Blv、E＝BωL2或。（3）路端电压：“电源”两端的电压为路端电压，而不是感应电动势。U＝IR＝E－Ir＝。在电源内部电流由负极流向正极。（4）在电磁感应电路中，相当于电源的部分把其他形式的能通过电流做功转化为电

2、能。3．电磁感应中电路知识的关系：闭合电路；；P=IU；Q=I2Rt；q=CU通过电动势、功和能联系电磁感应E=Blv；；；。4．误区分析（1）不能正确分析感应电动势及感应电流的方向。因产生感应电动势的那部分电路为电源部分，故该部分电路中的电流应为电源内部的电流，而外电路中的电流方向仍是从高电势到低电势。（2）应用欧姆定律分析求解电路时，没有注意等效电源的内阻对电路的影响。（3）对连接在电路中电表的读数不能正确进行分析，特别是并联在等效电源两端的电压表，其示数应该是路端电压，而不是等效电源的电动势。5．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

3、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或求感应电动势，结合闭合电路欧姆定律、串并联电路知识和电功率、焦耳定律等关系式求感应电流→两个电压U内=Ir、U外=E−Ir；电路功率P总=IE、P外=IU外。6．电磁感应电路的几个等效问题（1）切割磁感线的导体部分→闭合电路的电源；（2）切割磁感线的导体电阻→电源内阻；（3）其余部分电路→外电路；（4）其余部分电

4、路电阻→外电路电阻；（5）产生电磁感应的回路→闭合电路。7．解决电磁感应中的电路问题三步曲（1）“源”的分析：切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路将产生感应电动势，该导体或回路相当于电源，利用法拉第电磁感应定律或E＝Blvsinθ算出感应电动势的大小，利用右手定则或楞次定律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”和电路中其它各元件的连接方式，分析电路结构，画出等效电路图。（3）“式”的建立：利用电路规律求解。主要应用欧姆定律及串、并联电路的基本性质和电功率、焦耳定律等关系式列

5、方程求解。8．电磁感应中的两类电路问题（1）以部分电路欧姆定律为中心，包括六个基本物理量（电压、电流、电阻、电功、电功率、电热），三条定律（部分电路欧姆定律、电阻定律和焦耳定律），以及若干基本规律（串、并联电路特点等）。（2）以闭合电路欧姆定律为中心，讨论电动势概念，闭合电路中的电流、路端电压以及闭合电路中能量的转化。【题1】（多选）用均匀导线做成的正方形线圈边长为L，正方形的一半放在垂直于纸面向里的匀强磁场中，如图所示，当磁场以的变化率增强时，则A．线圈中感应电流方向为acbdaB．线圈中产生的电动势E＝·C．线圈中a点电势高于b点电势D．线圈中a、b两点间

6、的电势差为·【答案】AB【题2】如图所示，匀强磁场B＝0.1T，金属棒AB长L＝0.4m，与框架宽度相同，电阻r＝Ω，框架电阻不计，电阻R1＝2Ω，R2＝1Ω，当金属棒以v＝5m/s的速度匀速向左运动时，求：（1）流过金属棒的感应电流I多大？（2）若图中电容器的电容C＝0.3μF，则所充电荷量Q为多少？【答案】（1）0.2A　（2）4×10－8C（2）路端电压U＝IR＝0.2×V＝V，电容器所充电荷量Q＝CU＝0.3×10－6×C＝4×10－8C。【题4】如图所示，R1＝5Ω，R2＝6Ω，电压表与电流表的量程分别为0～10V和0～3A，电表均为理想电表。导体棒

7、ab与导轨电阻均不计，且导轨光滑，导轨平面水平，ab棒处于匀强磁场中。（1）当变阻器R接入电路的阻值调到30Ω，且用F1＝40N的水平拉力向右拉ab棒并使之达到稳定速度v1时，两表中恰好有一表满偏，而另一表又能安全使用，则此时ab棒的速度v1是多少？（2）当变阻器R接入电路的阻值调到3Ω，且仍使ab棒的速度达到稳定时，两表中恰有一表满偏，而另一表能安全使用，则此时作用于ab棒的水平向右的拉力F2是多大？【答案】（1）1m/s（2）60N当电压表满偏时，即U1＝10V，此时电流表的示数为I1＝＝2A设ab棒稳定时的速度为v1，产生的感应电动势为E1，则E1＝Bl

8、v1，且E1＝I1（R1＋R并）＝20