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1、专题九电磁感应中的电路和图像问题热点题型探究│高考模拟演练│教师备用习题热点一电磁感应中的电路问题热点题型探究1.电磁感应中电路知识的关系图热点题型探究2.分析电磁感应电路问题的基本思路热点题型探究例1如图Z9-1甲所示,水平放置的两根平行金属导轨间距L=0.3m,导轨左端连接阻值R=0.6Ω的电阻,区域abcd内存在垂直于导轨平面、磁感应强度B=0.6T的匀强磁场,磁场区域宽D=0.2m.细金属棒A1和A2用长为2D=0.4m的轻质绝缘杆连接,放置在导轨平面上,均与导轨垂直且接触良好,每根金属棒在
2、导轨间的电阻均为r=0.3Ω.导轨电阻不计.使金属棒以恒定速度v=1.0m/s沿导轨向右穿过磁场.计算从金属棒A1进入磁场(t=0)到A2离开磁场的时间内,不同时间段通过电阻R的电流,并在图乙中画出.图Z9-1热点题型探究[答案]见解析热点题型探究热点题型探究热点题型探究变式题(多选)[2018·陕西摸底]半径分别为r和2r的同心圆形金属导轨固定在同一水平面内,导轨电阻不计,一长为r、电阻为R的均匀金属棒AB置于圆导轨上面,BA的延长线通过圆导轨中心O,装置的俯视图如图Z9-2所示,整个装置位于一匀
3、强磁场中,磁感应强度的大小为B,方向竖直向下.在两导轨之间接有阻值为R的定值电阻和电容为C的电容器.金属棒在水平外力作用下以角速度ω绕O逆时针匀速转动,在转动过程中始终与导轨保持良好接触.下列说法中正确的是()图Z9-2热点题型探究热点题型探究[答案]AB热点题型探究■要点总结(1)对电源的理解:在电磁感应现象中,产生感应电动势的那部分导体相当于电源.如:切割磁感线的导体棒、内有磁通量变化的线圈等.(2)对电路的理解:内电路是切割磁感线的导体或磁通量发生变化的线圈;除电源外其余部分是外电路,外电路由
4、电阻、电容器等电学元件组成.在外电路中,电流从高电势处流向低电势处;在内电路中,电流则从低电势处流向高电势处.热点二电磁感应中的图像问题热点题型探究考向一感生类图像问题总结(1)问题类型①给定电磁感应过程,选出或画出正确的图像.②由给定的有关图像分析电磁感应过程,求解相应物理量.热点题型探究热点题型探究②关注变化过程:看电磁感应发生过程分为几个阶段,这几个阶段是否和图像变化相对应.③关注大小、方向的变化趋势,看图像斜率大小、图像的曲直和物理过程是否相对应.④求F-t图像时,不但要注意i-t变化,还需
5、要关注B-t变化.有时I≠0,但B=0,所以F=0.热点题型探究例2将一段导线绕成如图Z9-3甲所示的闭合回路,并固定在水平面(纸面)内.回路的ab边置于垂直于纸面向里的匀强磁场Ⅰ中.回路的圆环区域内有垂直于纸面的磁场Ⅱ,以向里为磁场Ⅱ的正方向,其磁感应强度B随时间t变化的图像如图乙所示.用F表示ab边受到的安培力,以水平向右为F的正方向,能正确反映F随时间t变化的图像是图Z9-4中的()图Z9-3图Z9-4热点题型探究[答案]B热点题型探究变式题(多选)[2018·全国卷Ⅲ]如图Z9-5甲所示,在
6、同一平面内固定有一长直导线PQ和一导线框R,R在PQ的右侧.导线PQ中通有正弦交流电i,i的变化如图乙所示,规定从Q到P为电流正方向.导线框R中的感应电动势()图Z9-5热点题型探究[答案]AC热点题型探究考向二动生类图像问题总结(1)问题类型由闭合线圈的运动过程画出i-t图像或E-t图像.(2)分析方法①电动势大小:E=Blv.要注意是单边切割还是双边切割(感应电流同向相加、反向相减),等效长度为在磁场中导线首尾相连在垂直于速度方向的分量.②电动势方向:用右手定则判断.热点题型探究例3如图Z9-6
7、所示为两个有界匀强磁场,磁感应强度大小均为B,方向分别垂直于纸面向里和向外,磁场宽度均为L,距磁场区域的左侧L处有一边长为L的正方形导线框,总电阻为R,且线框平面与磁场方向垂直.现用外力F使线框以速度v匀速穿过磁场区域,以初始位置为计时起点,规定电流沿逆时针方向时的电动势E为正,磁感线垂直于纸面向里时磁通量Φ的方向为正,外力F向右为正.如图Z9-7所示关于线框中的磁通量Φ、感应电动势E、外力F和电功率P随时间变化的图像中正确的是()热点题型探究图Z9-6图Z9-7热点题型探究[答案]D[解析]当线框
8、运动L时开始进入磁场,磁通量开始增大,当全部进入时磁通量达到最大,此后向里的磁通量减小,向外的磁通量增大,总磁通量减小,当运动2.5L时磁通量为零,故选项A错误;当线框进入第一个磁场时,由E=BLv可知,E保持不变,而开始进入第二个磁场时,两边同时切割磁感线,电动势应为2BLv,故选项B错误;因安培力总是与运动方向相反,所以外力F应一直向右,故选项C错误;拉力的功率P=Fv,因速度不变,而线框进入第一个磁场时,电流为定值,外力F也为定值,两边分别在两个磁场中时,电流加
