2024届高考一轮复习物理教案（新教材粤教版）：电磁感应中的电路及图像问题.docxVIP

专题强化二十三　电磁感应中的电路及图像问题 目标要求　1.掌握电磁感应中电路问题的求解方法.2.会计算电磁感应电路问题中电压、电流、电荷量、热量等物理量.3.能够通过电磁感应图像，读取相关信息，应用物理规律求解问题． 题型一　电磁感应中的电路问题 1．电磁感应中的电源 (1)做切割磁感线运动的导体或磁通量发生变化的回路相当于电源． 电动势：E＝BLv或E＝neq \f(ΔΦ,Δt)，这部分电路的阻值为电源内阻． (2)用右手定则或楞次定律与安培定则结合判断，感应电流流出的一端为电源正极． 2．分析电磁感应电路问题的基本思路 3．电磁感应中电路知识的关系图 考向1　感生电动势的电路问题 例1　如图所示，单匝正方形线圈A边长为0.2 m，线圈平面与匀强磁场垂直，且一半处在磁场中，磁感应强度随时间变化的规律为B＝(0.8－0.2t) T．开始时开关S未闭合，R1＝4 Ω，R2＝6 Ω，C＝20 μF，线圈及导线电阻不计．闭合开关S，待电路中的电流稳定后．求： (1)回路中感应电动势的大小； (2)电容器所带的电荷量． 答案　(1)4×10－3 V　(2)4.8×10－8 C 解析　(1)由法拉第电磁感应定律有E＝eq \f(ΔB,Δt)S，S＝eq \f(1,2)L2，代入数据得E＝4×10－3 V (2)由闭合电路的欧姆定律得I＝eq \f(E,R1＋R2)，由部分电路的欧姆定律得U＝IR2，电容器所带电荷量为Q＝CU＝4.8×10－8 C. 考向2　动生电动势的电路问题 例2　(多选)如图所示，光滑的金属框CDEF水平放置，宽为L，在E、F间连接一阻值为R的定值电阻，在C、D间连接一滑动变阻器R1(0≤R1≤2R)．框内存在着竖直向下的匀强磁场．一长为L、电阻为R的导体棒AB在外力作用下以速度v匀速向右运动．金属框电阻不计，导体棒与金属框接触良好且始终垂直，下列说法正确的是(　　) A．ABFE回路的电流方向为逆时针，ABCD回路的电流方向为顺时针 B．左右两个闭合区域的磁通量都在变化且变化率相同，故电路中的感应电动势大小为2BLv C．当滑动变阻器接入电路中的阻值R1＝R时，导体棒两端的电压为eq \f(2,3)BLv D．当滑动变阻器接入电路中的阻值R1＝eq \f(R,2)时，滑动变阻器的电功率为eq \f(B2L2v2,8R) 答案　AD 解析　根据楞次定律可知，ABFE回路电流方向为逆时针，ABCD回路电流方向为顺时针，故A正确；根据法拉第电磁感应定律可知，感应电动势E＝BLv，故B错误；当R1＝R时，外电路总电阻R外＝eq \f(R,2)，因此导体棒两端的电压即路端电压应等于eq \f(1,3)BLv，故C错误；该电路电动势E＝BLv，电源内阻为R，当滑动变阻器接入电路中的阻值R1＝eq \f(R,2)时，干路电流为I＝eq \f(3BLv,4R)，滑动变阻器所在支路电流为eq \f(2,3)I，容易求得滑动变阻器电功率为eq \f(B2L2v2,8R)，故D正确． 例3　(多选)如图所示，ab为固定在水平面上的半径为l、圆心为O的金属半圆弧导轨，Oa间用导线连接一电阻M.金属棒一端固定在O点，另一端P绕过O点的轴，在水平面内以角速度ω逆时针匀速转动，该过程棒与圆弧接触良好．半圆弧内磁场垂直纸面向外，半圆弧外磁场垂直纸面向里，磁感应强度大小均为B，已知金属棒由同种材料制成且粗细均匀，棒长为2l、总电阻为2r，M阻值为r，其余电阻忽略不计．当棒转到图中所示的位置时，棒与圆弧的接触处记为Q点，则(　　) A．通过M的电流方向为O→a B．通过M的电流大小为eq \f(Bl2ω,6r) C．QO两点间电压为eq \f(Bl2ω,4) D．PQ两点间电压为eq \f(3Bl2ω,2) 答案　CD 解析　根据右手定则可知金属棒O端为负极，Q端为正极，则通过M的电流方向从a→O，A错误；金属棒转动产生的电动势为E＝Bl·eq \f(ωl,2)，则有I＝eq \f(E,R总)＝eq \f(Bl2ω,4r)，B错误；由于其余电阻忽略不计，则QO两点间电压，即电阻M上的电压，根据欧姆定律有U＝Ir＝eq \f(Bl2ω,4)，C正确；金属棒PQ转动产生的电动势为E′＝Bleq \f(2lω＋lω,2)＝eq \f(3Bl2ω,2)，由于PQ没有连接闭合回路，则PQ两点间电压，即金属棒PQ转动产生的电动势，为eq \f(3Bl2ω,2)，D正确． 题型二　电磁感应中电荷量的计算 计算电荷量的导出公式：q＝neq \f(ΔФ,R总) 在电磁感应现象中，只要穿过闭合回路的磁通量发生变化，闭合回路中就会产生感应电流，设在时间Δt内通过导体横截面的电荷量为q，则根据电流定义式eq \x\to(I)＝eq \f(q,Δt)及法拉第电磁感应定