2023年高考物理考試易錯(cuò)題-電磁感應(yīng)中的電路和圖像問題（原卷版）

易錯(cuò)點(diǎn)24電磁感應(yīng)中的電路和圖像問題

錯(cuò)題糾正

例題1.（多項(xiàng)選擇）在如圖甲所示的虛線框內(nèi)有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，設(shè)圖甲所示磁場(chǎng)方向?yàn)檎?，磁?/p>

應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖乙所示.邊長為/、電阻為R的正方形均勻線框abed有一半

處在磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于線框平面，此時(shí)線框必邊的發(fā)熱功率為尸，則（）

甲

A.線框中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為其

ri

B.線框中的感應(yīng)電流為2

C.線框cd邊的發(fā)熱功率為：

B°P

D.b、a兩端電勢(shì)差

例題2.（多項(xiàng)選擇）如圖甲所示，三角形線圈。兒水平放置，在線圈所處地域存在一變化的

磁場(chǎng)，其變化規(guī)律如圖乙所示.線圈在外力作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，規(guī)定垂直于線圈平面向

下的磁場(chǎng)方向?yàn)檎较?，垂直湖邊斜向下的受力方向?yàn)檎较颍€圈中感應(yīng)電流沿abca

方向?yàn)檎?，則線圈內(nèi)電流及油邊所受安培力隨時(shí)間變化規(guī)律是（）

AB

CD

知識(shí)總結(jié)

一、磁通量的變化

磁通量的變化大致可分為以下幾種情況:

(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度8不變，有效面積S發(fā)生變化.如圖(a)所示.

(2)有效面積S不變，磁感應(yīng)強(qiáng)度5發(fā)生變化.如圖(b)所示.

(3)磁感應(yīng)強(qiáng)度8和有效面積S都不變，它們之間的夾角發(fā)生變化.如圖(c)所示.

@1

1-4^7

「4，i。

(b)

二、感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件

當(dāng)穿過閉合導(dǎo)體回路的磁通量發(fā)生變化時(shí)，閉合導(dǎo)體回路中就產(chǎn)生感應(yīng)電流.

三、對(duì)楞次定律的理解

I.楞次定律中的因果關(guān)系

楞次定律反映了電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的因果關(guān)系，磁通量發(fā)生變化是原因，產(chǎn)生感應(yīng)電流是結(jié)

果.

2.對(duì)“阻礙”的理解

問題結(jié)論

誰阻礙誰感應(yīng)電流的磁場(chǎng)阻礙引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)(原磁場(chǎng))的磁通量的變化

為何阻礙(原)磁場(chǎng)的磁通量發(fā)生了變化

阻礙什么阻礙的是磁通量的變化，而不是阻礙磁通量本身

當(dāng)原磁場(chǎng)磁通量增加時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)的方向相反：當(dāng)原磁場(chǎng)

如何阻礙

磁通量減少時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)的方向相同，即“增反減同”

阻礙并不是阻擋，只是延緩了磁通量的變化，這種變化將繼續(xù)進(jìn)行，最終結(jié)果

結(jié)果如何

不受影響

3.“阻礙”的表現(xiàn)形式

從磁通量變化的角度看：感應(yīng)電流的效果是阻礙磁通量的變化.

從相對(duì)運(yùn)動(dòng)的角度看：感應(yīng)電流的效果是阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng).

易混點(diǎn):

一、楞次定律的應(yīng)用

應(yīng)用楞次定律推斷感應(yīng)電流方向的步驟

(1)明確所研究的閉合回路，推斷原磁場(chǎng)方向.

(2)推斷閉合回路內(nèi)原磁場(chǎng)的磁通量變化.

(3)依據(jù)楞次定律推斷感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向.

(4)利用右手螺旋定則(安培定則)推斷感應(yīng)電流的方向.

二、電磁感應(yīng)中的圖像問題

1.解題關(guān)鍵

弄清初始條件、正負(fù)方向的對(duì)應(yīng)變化范圍、所研究物理量的函數(shù)表達(dá)式、進(jìn)出磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)折

點(diǎn)等是解決此類問題的關(guān)鍵.

2.解題步驟

(1)明確圖像的種類，即是8—f圖還是。一f圖，或者E—f圖、/—f圖等；對(duì)切割磁感線產(chǎn)

生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流的情況，還常涉及E-x圖像和i-x圖像；

(2)分析電磁感應(yīng)的具體過程；

(3)用右手定則或楞次定律確定方向的對(duì)應(yīng)關(guān)系；

(4)結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律、閉合電路歐姆定律、牛頓運(yùn)動(dòng)定律等知識(shí)寫出相應(yīng)的函數(shù)關(guān)

系式；

(5)依據(jù)函數(shù)關(guān)系式，進(jìn)行數(shù)學(xué)分析，如分析斜率的變化、截距等；

(6)畫圖像或推斷圖像.

3.常用方法

(1)排解法：定性地分析電磁感應(yīng)過程中物理量的正負(fù)，增大還是減小，及變化快慢，來排

解錯(cuò)誤選項(xiàng).

(2)函數(shù)法：寫出兩個(gè)物理量之間的函數(shù)關(guān)系，然后由函數(shù)關(guān)系對(duì)圖像進(jìn)行分析和推斷.

舉一反三

1.如下圖是兩個(gè)相互連接的金屬圓環(huán)，小金屬環(huán)的電阻是大金屬環(huán)電阻的二分之一，勻強(qiáng)

磁場(chǎng)垂直穿過大金屬環(huán)所在地域，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻變化時(shí)，在大環(huán)內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)

電動(dòng)勢(shì)為E,則。、6兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為()

b

112

A.~~￡C-ED.E

233

2.如下圖，在一磁感應(yīng)強(qiáng)度8=0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，垂直于磁場(chǎng)方向水平放置著兩根相距

乙=0.1m的平行金屬導(dǎo)軌和PO，導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)，在兩根導(dǎo)軌的端點(diǎn)N、。之間連

接一阻值尺=0.3。的電阻.導(dǎo)軌上垂直放置著金屬棒外，其接入電路的電阻r=0.2。.當(dāng)

金屬棒在水平拉力作用下以速度y=4.0m/s向左做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)（）

A.M棒所受安培力大小為0.02N

B.N、0間電壓為0.2V

C.。端電勢(shì)比6端電勢(shì)低

D.回路中感應(yīng)電流大小為1A

3.如圖甲，兩金屬圓環(huán)固定在同一絕緣平面內(nèi).外圓環(huán)通以如圖乙所示的電流.規(guī)定內(nèi)圓

環(huán)。端電勢(shì)高于6端時(shí)，a、6間的電壓為正，以下。岫一，圖像可能正確的選項(xiàng)是

()

一、單項(xiàng)選擇題

1.（2022?全國?高三課時(shí)練習(xí)）圖a中A、B為兩個(gè)相同的環(huán)形線圈，共軸并靠近放置，A

線圈中通有如圖b所示的交流電i,以下說法正確的選項(xiàng)是（）

A.在4到4時(shí)間內(nèi)A、B兩線圈相斥

B.在芍到4時(shí)間內(nèi)A、B兩線圈相斥

C.乙時(shí)刻兩線圈間作用力最大

D.4時(shí)刻兩線圈間作用力最大

2.（2022?江蘇?南京市第十三中學(xué)高三階段練習(xí)）如下圖，虛線ad左側(cè)有面積足夠大的磁

感應(yīng)強(qiáng)度為8的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，?！坝覀?cè)為真空地域。使邊長為心的

正方形單匝導(dǎo)線框繞其一點(diǎn)頂點(diǎn)。，在紙面內(nèi)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，線框電阻為R。經(jīng)時(shí)間f勻速轉(zhuǎn)

到圖中虛線位置，則（）

XXXX；

才、

XXXX：

>

XX/

XXXX\，/

XXXX;

A.導(dǎo)線框必cd中感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向B.該過程中流過線框任意橫截面的電荷量為

BI3

c.平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為型D.r時(shí)刻的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為立火

2t8/

3.[2023?山東?青島二中高二期中）穿過閉合回路的磁通量①隨時(shí)間，變化的圖像分別如圖

甲、乙、丙、丁所示，以下關(guān)于回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的說法，正確的選項(xiàng)是（）

A.甲圖甲中回路產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)恒定不變

0

圖乙中回路產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一直在變大

圖丙中回路在0~，。時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)小于4?2（,時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生

的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

D.丁圖丁回路產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)先變小再變大

4.（2022?江蘇南通?模擬預(yù)測(cè)）如下圖，固定于水平面上的金屬架Med處在豎直方向的勻

強(qiáng)磁場(chǎng)中，初始時(shí)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為廝導(dǎo)體棒以恒定速度v向右運(yùn)動(dòng)，從圖示位置開始

計(jì)時(shí)，為使棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間/變化的示意圖應(yīng)為（）

5.（2022?北京東城?三模）某鐵路安裝有一種電磁裝置可以向操縱中心傳輸信號(hào)，以確定火

車的位置和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，其原理是將能產(chǎn)生勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁鐵安裝在火車首節(jié)車廂下面，如圖

甲所示（俯視圖），當(dāng)它經(jīng)過安放在兩鐵軌間的線圈時(shí)，線圈便產(chǎn)生一個(gè)電信號(hào)傳輸給操縱

中心。線圈邊長分別為4和，2,匝數(shù)為〃，線圈和傳輸線的電阻忽略不計(jì)。假設(shè)火車通過線

圈時(shí)，操縱中心接收到線圈兩端的電壓信號(hào)”與時(shí)間f的關(guān)系如圖乙所示（必、cd均為直

線），4、與、4、L是運(yùn)動(dòng)過程的四個(gè)時(shí)刻，則火車（）

A.在，2口A時(shí)間內(nèi)做勻速直線運(yùn)動(dòng)

B.在，3口。時(shí)間內(nèi)做勻減速直線運(yùn)動(dòng)

C.在4口4時(shí)間內(nèi)加速度大小為Bl-二）

D.在G口時(shí)間內(nèi)和在，3口4時(shí)間內(nèi)陰影面積相等

6.（2022?北京大興精華學(xué)校三模）如下圖是一臺(tái)發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖，其中N、S是X磁

體的兩個(gè)磁極，它們的外表呈半圓柱面形狀。M是圓柱形鐵芯，它與磁極的柱面共軸，鐵

芯上有一矩形線框，可繞與鐵芯M共軸的固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)。磁極與鐵芯之間的縫隙中形成

方向沿半徑的磁場(chǎng)。假設(shè)從圖示位置開始計(jì)時(shí)，當(dāng)線框繞固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，以下圖

像中能正確反映線框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e隨時(shí)間，變化規(guī)律的是（）

A.B.

7.12022?寧夏六盤山高級(jí)中學(xué)模擬預(yù)測(cè)）如下圖，水平放置足夠長光滑金屬導(dǎo)軌abc和

de,成與de平行，加?是以O(shè)為圓心的圓弧導(dǎo)軌，圓弧屁左側(cè)和扇形Obc內(nèi)有方向如圖

的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，金屬桿OP的。端與e點(diǎn)用導(dǎo)線相接，尸端與圓弧加接觸良好，金屬桿A/N

始終與導(dǎo)軌垂直，初始時(shí)靜止在平行導(dǎo)軌上。假設(shè)桿。尸繞。點(diǎn)在勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)內(nèi)從6

到c勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，回路中始終有電流，則此過程中，以下說法正確的有（）

P

A.桿0P產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E=8/0

B.桿0P轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向由N->M

C.桿A/N向左運(yùn)動(dòng)

D.桿中的電流逐漸增大

8.（2022?江蘇鹽城?三模）如圖甲所示，一矩形線圈置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線圈平面與磁場(chǎng)方向

垂直，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示。則線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的情

況為（）

A.4時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大B.，=0時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零

C.J時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零D.乙?4時(shí)間內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)增大

二、多項(xiàng)選擇題

9.（2022?遼寧?三模）如下圖，在以水平線段為直徑的半圓形地域內(nèi)有磁感應(yīng)強(qiáng)度大小

為B、方向垂直紙面向里的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)。現(xiàn)有一個(gè)閉合導(dǎo)線框力。由細(xì)軟彈性電阻絲制

成），端點(diǎn)4、。固定。在豎直面內(nèi)，將導(dǎo)線與圓周的接觸點(diǎn)C點(diǎn)以恒定角速度。（相對(duì)圓

心O）從/點(diǎn)沿圓弧移動(dòng)至。點(diǎn)，使導(dǎo)線框上產(chǎn)生感應(yīng)電流。設(shè)導(dǎo)線框的電阻恒為廠，圓

的半徑為R,從/點(diǎn)開始計(jì)時(shí)，以下說法正確的選項(xiàng)是（）

A.導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的方向先逆時(shí)針，后順時(shí)針

B.在C從/點(diǎn)移動(dòng)到。的過程中，穿過回路的磁通量與時(shí)間的關(guān)系為e=8R2sins

C.在C從/點(diǎn)移動(dòng)到圖中=60。位置的過程中，通過導(dǎo)線截面的電荷量為回上

2r

D.假設(shè)以為軸，保持/4OC=45。，將導(dǎo)線框以恒定的角速度牡轉(zhuǎn)90°,回路中的電

動(dòng)勢(shì)逐漸減小

10.12022?山東師范大學(xué)附中模擬預(yù)測(cè)）如圖甲所示，正方形導(dǎo)線框時(shí)〃放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中

靜止不動(dòng)，磁場(chǎng)方向與線框平面垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間，的變化關(guān)系如圖乙所示。/=0

時(shí)刻，磁感應(yīng)強(qiáng)度8的方向垂直紙面向外，感應(yīng)電流以逆時(shí)針為正方向，〃邊所受安培力

的方向以垂直cd邊向下為正方向。以下關(guān)于感應(yīng)電流i和cd邊所受安培力廠隨時(shí)間/變

三、解答題

11.(2022?福建?福州三中模擬預(yù)測(cè))如圖甲所示，P0NA/是外表粗糙的絕緣斜面，abed是

質(zhì)量〃?=0.5kg、總電阻火=0.5。、邊長A=0.5m的正方形金屬線框，線框的匝數(shù)N=10。

將線框放在斜面上，使斜面的傾角。由0°開始緩慢增大，當(dāng)〃增大到37。時(shí)，線框馬上沿斜

面下滑。假設(shè)最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力大小相等，現(xiàn)保持斜面的傾角。=37。不變，在

OO'MW的地域加上垂直斜面方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，使線框的一半處于磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)

強(qiáng)度5隨時(shí)間f變化的圖像如圖乙所示。(g取lOm/s,sin370=0.6)

(1)試依據(jù)圖乙寫出8隨時(shí)間，變化的函數(shù)關(guān)系式。

(2)請(qǐng)通過計(jì)算推斷在t=0時(shí)刻線框是否會(huì)沿斜面運(yùn)動(dòng)？

(3)假設(shè)在/=0時(shí)刻線框會(huì)運(yùn)動(dòng)，此時(shí)刻線框的加速度多大？假設(shè)在，=0時(shí)刻線框不運(yùn)

動(dòng)，求出從t=0時(shí)刻開始經(jīng)多長時(shí)間線框馬上發(fā)生運(yùn)動(dòng)？

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