（江苏专版）2020版高考物理一轮复习 第九章 第3节 电磁感应中的电路和图像问题讲义（含解析）

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1、电磁感应中的电路和图像问题突破点(一)　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求感应电动势E＝Blv或E＝nU内＝IrU外＝E－Ir[典例]　如图，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(　　)A．PQ中电流先增大后减小B．PQ两端电压先减小后增

2、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[思路点拨](1)导体棒PQ相当于电源，等效电路如图所示。(2)在闭合电路中，外电阻上功率最大的条件是外电阻＝内电阻。[解析]　导体棒产生的电动势E＝BLv，根据其等效电路图知，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，故A错误；PQ两端的电压为路端电压U＝E－IR，即先增大后减小，B错误；拉力的功率等于克服安培力做功的功率，有P安＝IE，先减小后增大，故C正确；线框消耗的电功率即为外电阻消耗的功率，

3、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]　C[方法规律]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。[集训冲关]1.[多选]如图所示，一个匝数n＝100匝的圆形线圈，面积S1＝0.4m2，电阻r＝1Ω。在线圈中存在面积S2＝0.3m2，垂

4、直线圈平面向外的匀强磁场区域，磁感应强度B＝0.3＋0.15t(T)。将线圈两端a、b与一个阻值R＝2Ω的电阻相连接，b端接地。下列说法正确的是(　　)A．通过电阻R的电流方向向上B．回路中的电流大小逐渐增大C．电阻R消耗的电功率为6.75WD．a端的电势φa＝－3V解析：选AD　由题可知，磁场逐渐增强，即原磁场磁通量逐渐增大，根据楞次定律可知，产生感应电流的磁场与原磁场方向相反，根据安培定则可知通过电阻R的电流方向向上，故选项A正确；由B＝0.3＋0.15t(T)，可知：＝0.15T/s，根据法拉第电磁感应定律可知：E＝n

5、S2＝100×0.15×0.3V＝4.5V，根据闭合电路欧姆定律可知：I＝＝A＝1.5A，恒定不变，故选项B错误；根据功率公式可知电阻R消耗的电功率为：P＝I2R＝1.52×2W＝4.5W，故选项C错误；根据欧姆定律可知电阻R两端电压为Uba＝IR＝1.5×2V＝3.0V＝φb－φa，由题可知：φb＝0，则φa＝－3V，故选项D正确。2.[多选]如图所示，AB、CD是间距为l＝1m的足够长的光滑平行金属导轨，导轨平面与水平面夹角为α。在虚线下方的导轨平面内存在垂直于导轨平面向上的匀强磁场，导轨电阻不计。长为1m的导体棒ab垂

6、直AB、CD放置在导轨上，导体棒电阻R＝1Ω；AB、CD右侧连接一电路，已知灯泡L的规格是“3V　3W”，定值电阻R1＝10Ω，R2＝15Ω。在t＝0时，将导体棒ab从某一高度由静止释放，以5m/s2的加速度下滑，进入磁场后一段时间，导体棒达到最大速度为10m/s，并且此时灯泡L已正常发光。假设灯泡的电阻恒定不变，重力加速度g＝10m/s2，则下列说法正确的是(　　)A．α＝30°B．匀强磁场的磁感应强度大小B0为2TC．导体棒的质量为0.2kgD．导体棒的质量为0.1kg解析：选AC　由题意可知导体棒在磁场外运动时的加速度

7、：a1＝gsinθ＝5m/s2，可得θ＝30°，选项A正确；小灯泡正常发光时，I＝＝1A，此时导体棒中电流也为I＝1A，对导体棒达到最大速度时满足：I＝，其中R灯＝＝3Ω，R12＝＝Ω＝6Ω，vm＝10m/s，解得B0＝1T，选项B错误；根据mgsinθ＝B0Il，解得m＝0.2kg，选项C正确，D错误。突破点(二)　电磁感应中的图像问题1．图像问题的求解类型类型根据电磁感应过程选图像根据图像分析判断电磁感应过程求解流程2．解题关键弄清初始条件、正负方向的对应变化范围、所研究物理量的函数表达式、进出磁场的转折点等是解决此类问

8、题的关键。3．解决图像问题的一般步骤(1)明确图像的种类，即是Bt图还是Φt图，或者Et图、It图等；(2)分析电磁感应的具体过程；(3)用右手定则或楞次定律确定方向的对应关系；(4)结合法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿运动定律等知识写出函数关系式；(5)根据函数关系式，进行数学分析，如