电磁感应中的源、路分析

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(2014)(2015)(2016)（2018）（2019）（2020）（2021.6）（2021.1）近年浙江省高考题源、路、力、能

12021年11月温州市一模标准答案考点得分情况电源的正负极34/46电动势26/46等效电路的总电阻16/46正弦式交流电的有效值3/46电路的总焦耳热2/46源路

22022届选考物理二轮专题复习《电磁感应中的源、路分析》

3【例题1】如图1所示，MN和M′N′是间距为L的两平行水平金属轨道，NP和N′P′是间距也为L的两平行且光滑的四分之一圆弧轨道，圆弧轨道的半径为r。MM′Q′Q矩形区域存在方向竖直向下、大小为B1的匀强磁场，MM′与QQ′之间的距离为d；QQ′P′P区域存在方向竖直向上、大小为B2的匀强磁场。在MM′间有一阻值为R1的电阻，在PP′间有一阻值为R2的电阻，R1=R2=R。金属棒ab的长度稍大于L、电阻为R0，最初棒ab被锁定于Q、Q′位置，开关K处于断开状态，所有的轨道电阻均不计。图1

4（1）若0～t0内，B1大小随时间变化如图2所示，求感应电流的大小和方向；图1图2

5（2）若0～t0内，B1大小随时间变化如图3，求电动势的表达式；图1图3

6（3）t0后，保持B1不变，解除对棒ab的锁定，闭合开关。在外力作用下，使金属棒ab沿水平轨道向右做大小为v0的匀速直线运动，求Uab；图1

7θv0B2θ（4）闭合开关状态下，金属棒ab在外力作用下继续以v0沿四分之一圆弧轨道做匀速圆周运动过程中，求ab棒产生的焦耳热。图1Bθv（2021年11月温州市一模·21）B⊥B⊥

8【例题2】为了提高自行车夜间行驶的安全性，小明同学设计了一种“闪烁”装置．如图所示，自行车后轮由半径r1的金属内圈、半径r2的金属外圈和绝缘幅条构成．后轮的内、外圈之间等间隔地接有4根金属条，每根金属条的中间均串联有一电阻值为R的小灯泡．在支架上装有磁铁，在内、外圈之间形成了磁感应强度B、方向垂直纸面向外的“扇形”匀强磁场，磁场张角θ=π/6．后轮以角速度ω相对于转轴顺时针转动．若不计其它电阻，忽略磁场的边缘效应．

9（1）当金属条ab进入“扇形”磁场时，求感应电动势E，并指出ab上的电流方向；（2）金属条ab通过“扇形”磁场的过程中，求通过其它金属条上的小灯泡的电荷量各是多少；

10（3）若从金属条ab进入“扇形”磁场时开始，通过计算画出轮子旋转一圈过程中，内圈与外圈之间电势差U随时间t变化的U-t图象；UtOUOt

11（4）若“扇形”磁场区域的张角θ=π/2，请分析小灯泡的闪烁规律。

12（5）若自行车相关数据为：r1=0.05m，r2=0.40m，R=1Ω，ω=2πrad/s，匀强磁场B=0.10T，当选择“1.5V、0.3A”的小灯泡，该“闪烁”装置能否正常工作？有同学提出，通过改变磁感应强度B、后轮外圈半径r2、角速度ω和张角θ等物理量的大小，优化前同学的设计方案，请对设计方案的可行性作出评价。

13探讨：张角θ不同，对E的影响

14通过本节课的学习，同学们觉得做《电磁感应的源、路问题》哪些细节必须做到位？课堂小结