2025年高考物理一輪總復(fù)習(xí)課件 第12章 專題強(qiáng)化17 電磁感應(yīng)中的電路和圖像問題

第十二章電磁感應(yīng)專題強(qiáng)化十七電磁感應(yīng)中的電路和圖像問題核心考點(diǎn)·重點(diǎn)突破提能訓(xùn)練練案[60]核心考點(diǎn)·重點(diǎn)突破1電磁感應(yīng)中的電路問題(能力考點(diǎn)·深度研析)1．內(nèi)電路和外電路：切割磁感線運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體或磁通量發(fā)生變化的線圈相當(dāng)于電源，相當(dāng)于內(nèi)電路，其余部分是外電路。2．電源電動(dòng)勢和路端電壓3．電磁感應(yīng)中電路知識(shí)的關(guān)系圖4．電磁感應(yīng)中電路問題的誤區(qū)(1)不能正確根據(jù)感應(yīng)電動(dòng)勢或感應(yīng)電流的方向分析外電路中電勢的高低。因產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的那部分電路相當(dāng)于電源，故該部分電路中的電流從低電勢處流向高電勢處，而外電路中電流的方向是從高電勢處到低電勢處。(2)電源兩端電壓U＝E－Ir＝IR，不是感應(yīng)電動(dòng)勢E，也不是內(nèi)電壓Ir。?考向1動(dòng)生電動(dòng)勢電路問題分析電磁感應(yīng)電路問題的基本思路?考向2感生電動(dòng)勢電路問題(多選)在如圖甲所示的電路中，電阻R1＝R2＝2R，圓形金屬線圈半徑為r1，電阻為R，半徑為r2(r2<r1)的圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直于線圈平面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖線如圖乙所示。其余導(dǎo)線的電阻不計(jì)，閉合開關(guān)S，至t1時(shí)刻，電路中的電流已穩(wěn)定，下列說法正確的是()BDA．電容器上極板帶正電B．電容器下極板帶正電2電磁感應(yīng)中電荷量的計(jì)算(能力考點(diǎn)·深度研析)推導(dǎo)電磁感應(yīng)中電荷量的表達(dá)式時(shí)用到以下三個(gè)公式特別提醒：通過導(dǎo)體橫截面的電荷量q只決定于n、ΔΦ、R＋r，與發(fā)生磁通量變化的時(shí)間無關(guān)。

如圖甲所示，虛線MN左、右兩側(cè)的空間均存在與紙面垂直的勻強(qiáng)磁場，右側(cè)勻強(qiáng)磁場的方向垂直紙面向外，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小恒為B0；左側(cè)勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖乙所示，規(guī)定垂直紙面向外為磁場的正方向。一硬質(zhì)細(xì)導(dǎo)線的電阻率為ρ、橫截面積為S0，將該導(dǎo)線做成半徑為r的圓環(huán)固定在紙面內(nèi)，圓心O在MN上。求：由左手定則知，方向垂直于MN向左。根據(jù)閉合電路的歐姆定律和法拉第電磁感應(yīng)定律有【跟蹤訓(xùn)練】(2024·江蘇南通調(diào)研)如圖所示，正方形線圈MOO′N處于勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向與水平面的夾角為30°，線圈的邊長為L，電阻為R，匝數(shù)為n。線圈從豎直面繞OO′順時(shí)針轉(zhuǎn)至水平面的過程中，通過導(dǎo)線橫截面的電荷量為()A3電磁感應(yīng)中的圖像問題(能力考點(diǎn)·深度研析)1．解題關(guān)鍵(1)弄清物理量的初始條件和正負(fù)方向；(2)注意物理量進(jìn)、出磁場的變化；(3)寫出函數(shù)表達(dá)式。2．解題方法：先定性排除，再定量解析(1)定性排除法：用右手定則或楞次定律確定物理量的方向，定性地分析物理量的變化趨勢、變化快慢、是否均勻變化等，特別注意物理量的正負(fù)和磁場邊界處物理量的變化。通過定性分析排除錯(cuò)誤的選項(xiàng)。(2)定量解析法：根據(jù)題目所給條件定量地推導(dǎo)出物理量之間的函數(shù)關(guān)系，然后由函數(shù)關(guān)系對(duì)圖像作出分析，由圖像的斜率、截距等求解相應(yīng)的物理量。?考向1動(dòng)生圖像問題(多選)(2020·山東卷)如圖所示，平面直角坐標(biāo)系的第一和第二象限分別存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等、方向相反且垂直于坐標(biāo)平面的勻強(qiáng)磁場，圖中虛線方格為等大正方形。一位于Oxy平面內(nèi)的剛性導(dǎo)體框abcde在外力作用下以恒定速度沿y軸正方向運(yùn)動(dòng)(不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng))。從圖示位置開始計(jì)時(shí)，4s末bc邊剛好進(jìn)入磁場。在此過程中，導(dǎo)體框內(nèi)感應(yīng)電流的大小為I，ab邊所受安培力的大小為Fab，二者與時(shí)間t的關(guān)系圖像可能正確的是()BC?考向2感生圖像問題(多選)如圖甲所示，虛線右側(cè)有一垂直紙面的勻強(qiáng)磁場，取磁場垂直于紙面向外的方向?yàn)檎较?，磁感?yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖乙所示，固定的閉合導(dǎo)線框abcd一部分在磁場內(nèi)。取線框中感應(yīng)電流沿逆時(shí)針方向?yàn)檎较?，安培力向左為正方向。從t＝0時(shí)刻開始，下列關(guān)于線框中感應(yīng)電流i、線框cd邊所受安培力F分別隨時(shí)間t變化的圖像，可能正確的是()AD4電磁感應(yīng)中電路與圖像的綜合問題(能力考點(diǎn)·深度研析)解決電路與圖像綜合問題的思路(1)電路分析：弄清電路結(jié)構(gòu)，畫出等效電路圖，明確計(jì)算電動(dòng)勢的公式。(2)圖像分析：弄清圖像所揭示的物理規(guī)律或物理量間的函數(shù)關(guān)系；挖掘圖像中的隱含條件，明確有關(guān)圖線所包圍的面積、圖線的斜率、截距所表示的物理意義。(3)定量計(jì)算：運(yùn)用有關(guān)物理概念、公式、定理和定律列式計(jì)算。

如圖a所示，水平放置的兩根光滑平行金屬導(dǎo)軌，間距L＝0.3m，導(dǎo)軌左端連接R＝0.6Ω的電阻，區(qū)域abcd內(nèi)存在垂直于導(dǎo)軌平面且B＝0.6T的勻強(qiáng)磁場，磁場區(qū)域?qū)扗＝0.2m。細(xì)金屬棒A1和A2用長為2D＝0.4m的輕質(zhì)絕緣桿連接，放置在導(dǎo)軌平面上，并與導(dǎo)軌垂直，每根金屬棒在導(dǎo)軌間的電阻均為r＝0.3Ω。導(dǎo)軌電阻不計(jì)，使金屬棒以恒定速度v＝1.0m/s沿導(dǎo)軌向右穿越磁場，通過計(jì)算，在圖b中畫出從金屬棒A1進(jìn)入磁場(t＝0)到A2離開磁場的時(shí)間內(nèi)，不同時(shí)間段通過電阻R的電流。在0～t1時(shí)間內(nèi)，A1產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢E1＝BLv＝0.18V。其等效電路如圖甲所示。A2上的感應(yīng)電動(dòng)勢E2＝0.18V，其等效電路如圖乙所示。由圖乙知，電路總電阻R總′＝0.5Ω，總電流I′＝0.36A，流過R的電流IR″＝0.12A，綜合以上計(jì)算結(jié)果，繪制通過R的電流與時(shí)間關(guān)系如圖丙所示。[答案]

見解析圖【跟蹤訓(xùn)練】(多選)如圖所示，電阻不計(jì)、間距為l的光滑平行金屬導(dǎo)軌水平放置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，導(dǎo)軌左端接一定值電阻R。質(zhì)量為m、電阻為r的金屬棒MN置于導(dǎo)軌上，受到垂直于金屬棒的水平外力F的作用由靜止開始運(yùn)動(dòng)，外力F與金屬棒速度v